Ученые астрономы :: Тихо Браге

Тихо Браге родился 14 декабря 1546 года в небольшом датском городке Кнудструп. Его настоящее имя было Тюге, а латинизированный вариант – Тихо был взят уже позже, в зрелом возрасте. Родители мальчика принадлежали к старинному дворянскому роду и по сложившейся традиции передали его на воспитание в семью родного дяди, который был адмиралом датского флота. Тот подошел к делу обучения приемного сына весьма ответственно, поэтому Тихо получил лучшее образование, какое было возможно в то время. Это позволило ему уже в возрасте 12 лет поступить в Копенгагенский университет, где главным предметом его занятий стала астрономия. Проучившись три года, Тихо переводится в Лейпцигский университет, который, однако, ему не удалось окончить из-за начавшейся войны. Вскоре, уже после возвращения в Данию, умер его приемный отец, оставив в наследство достаточно большое состояние. Это дало Тихо Браге возможность самостоятельно заниматься астрономией, не нуждаясь в посторонней помощи.

После ряда приключений, при содействии своего друга – ландграфа Гессен-Кассельского астроном получает от короля в пожизненное владение остров Вен, расположенный неподалеку от Копенгагена. Здесь, на выделенные королем средства, дополненные собственными деньгами, Тихо строит обсерваторию, названную им Ураниборгом.

В ней он проработал свыше 20 лет, до тех пор, когда из-за нехватки финансирования ему пришлось переехать в Прагу, приняв приглашение императора Рудольфа II. В этом городе он и умер 24 октября 1601 года.
Тихо Браге был единодушно признан лучшим астрономом-наблюдателем периода до изобретения телескопа. Точность составленных им звездных каталогов была очень высока, и поэтому они сохраняли свою актуальность еще длительное время, даже после появления оптических приборов. Ученый лично изготавливал инструменты для своих наблюдений, разработав ряд методик повышения их точности. Это позволило ему составить новые солнечные таблицы, а также определить продолжительность года с погрешностью менее одной секунды. Что же касается наблюдения планет и звезд, то ошибка при их наблюдении уменьшилась более, чем в 15 раз по сравнению с предшествующими. Также Тихо Браге опубликовал первые таблицы, в которых были определены видимые искажения положения ряда небесных тел из-за воздействия земной атмосферы.

Одним из наиболее известных исследований, выполненных ученым, стало наблюдение за сверхновой звездой, вспыхнувшей на небосклоне 11 сентября 1572 года в созвездии Кассиопеи. По его результатам была написана книга под названием «О новой звезде». Кроме того, Браге впервые сделал вывод о внеземном происхождении комет, что было революционным открытием того времени. Материалом для него стали наблюдения Большой кометы 1577 года, которая в тот год была хорошо видна во всем мире.

Именно по результатам, полученным Тихо Браге за время его научной деятельности, Иоганн Кеплер вывел свои знаменитые законы, описывающие движение планет Солнечной системы. Стоит отметить, что в отличие от него датский ученый не принял гелиоцентрическую систему мира Коперника. Он предложило собственную гипотезу (так называемая гео-гелиоцентрическая система), которая был признана ошибочной вскоре после его смерти.

Созвездия Южного Полушария :: Часы

Часы — весьма тусклое созвездие южного полушария неба. В ясную и безлунную ночь в созвездии Часов с трудом можно разглядеть невооруженным глазом около двадцати звезд. Три самые яркие из них имеют блеск 4-й и 5-й звездной величины. Они образуют сильно изогнутую дугу, в которой даже при большом воображении вряд ли возможно увидеть механизм для определения времени. Скорее всего созвездие Часов появилось на звездных картах как дань памяти этому выдающемуся изобретению человечества. Часы до сих пор играют большую роль в развитии науки, однако для современных высокоточных измерений времени механические конструкции уже не применяются.

Самая яркая звезда — оранжевый гигант α Часов, имеет блеск 3,9 звездной величины. Она расположена на расстоянии приблизительно 177 световых лет от Земли. Следующая по яркости звезда — β Часов имеет значительно меньший блеск — всего 4,97 звездной величины. Она находится на расстоянии около 313 световых лет.

Интересна звезда 4-й величины R Часов: это переменная класса мирид с периодом изменения блеска около 408 суток. Ее блеск может ослабевать до 14 звездной величины. Поток света от звезды в этот момент уменьшается в 10000 раз.
Астрономы Южной европейской обсерватории, работающие на телескопе с диаметром зеркала 3,6 метра, обнаружили у звезды ι Часов пылевой диск. Радиус этого диска почти в 65 раз больше, чем радиус орбиты планеры. Он простирается на расстояние до 10 миллионов километров от звезды, что вдвое больше орбиты Нептуна.

Аналогичный пылевой диск есть и в нашей Солнечной системе, но его размер и плотность значительно меньше. Пыль, которая рассеивает солнечный свет, можно увидеть и с Земли. Наблюдать это явление можно только в безоблачную погоду в западной части неба сразу же после захода Солнца или непосредственно перед восходом Солнца на востоке.

Пылевой диск виден при этом как конус слабого света, который также называют «зодиакальным» свечением.

Звезда ι Часов находится на расстоянии 56 световых лет от Земли. Ученые определили, что эта звезда имеет свою планету, масса которой как минимум вдвое превышает массу Юпитера — самой тяжелой планеты Солнечной Системы. Радиус орбиты этой планеты приблизительно равен радиусу орбиты Земли.

Звезда ι Часов — четвертая из всех известных на данный момент звезд, которые имеют и пылевой диск, и планету. Астрономы полагают, что наличие такого диска поможет лучше понять процессы образования планетных систем вокруг звезд.

В Часах находятся объекты дальнего космоса, среди которых наиболее известна и хорошо изучена спиральная галактика NGC 1448.

Далее…

Ученые астрономы :: Иоганн Кеплер

Великий немецкий астроном и математик Иоганн Кеплер родился 27 декабря 1571 года в небольшом городке Вайль-дер-Штадт на юге страны. Он с детства заинтересовался астрономией, однако из-за бедности своей семьи не мог ей заниматься достаточно длительное время. Лишь окончив в возрасте 18 лет монастырскую школу и получив стипендию за выдающиеся результаты в учебе, когда ему удалось поступить в университет в Тюбингене, появилась возможность заниматься любимой наукой. Сперва он занимался на факультете искусств, но позже перевелся на факультет богословия, где познакомился с современными ему астрономическими теориями, в том числе и предложенной Коперником. Успехи молодого Кеплера в математике и астрономии были замечены, и после окончания университета он получил приглашение стать преподавателем математики в университете города Грац. А еще через четыре года его заметил знаменитый астроном того времени Тихо Браге, которые пригласил Кеплера в Прагу. Здесь ученый прожил 10 лет и сделал наиболее важные из своих открытий.

После Праги Кеплеру пришлось несколько раз переезжать с места на место, что было связано как с семейными обстоятельствами, так и с банальным отсутствием средств. В конце концов, во время одного такого переезда он заболел и вскоре умер от воспаления легких. Это произошло 15 ноября 1630 года.

За свою жизнь Кеплер сделал целый ряд открытий, однако, наиболее важным и значительным из них стали выведенные им законы, описывающие движение планет нашей Солнечной системы. Его первая работа, в которой была затронута эта тема, вышла в 1596 году под названием «Космографическая тайна». Позже, воспользовавшись обширными наблюдениями, сделанными Тихо Браге, он развил изложенные в книге взгляды и вывел первый и второй законы движения планет, которые впоследствии получили его имя. В окончательно оформленном виде они были сформулированы в новой работе, которая увидела свет в 1609 году под называнием «Новая астрономия». Именно в ней Кеплер высказал идею, что планеты движутся не по правильному кругу, а по эллипсу. Там же был выведен закон, определяющий зависимость скорости движения планет по своим орбитам от расстояния до Солнца. Эти открытия по своей важности не уступали предложенной Коперником гелиоцентрической системе мира. Впоследствии, переехав в Линц, Кеплер сформулировал и третий закон движения планет.

Стоит заметить, что не все ученые сразу приняли изложенные Кеплером постулаты. Так, Галилео Галилей был в числе тех, кто сначала полностью отверг их.

Кроме этого, Кеплер в 1627 году издал максимально точные на то время астрономические таблицы, описывающие видимые движения планет. Они остались действительными в течение более ста лет.

Кеплер также внес свой вклад и в математику, открыв способ определения объема различных тел вращения. Это было сделано в работе «Новая стереометрия винных бочек», изданной в 1616 году. Он также впервые ввел новый математический термин «среднее арифметическое». Ученый также занимался теорией конических сечений, и помимо этого составил одну из первых в истории таблицу логарифмов. Помимо этого, за Кеплером закреплено авторство понятия бесконечно удаленной точки, которое используется в проективной геометрии.

Ученые астрономы :: Фридрих Уильям Гершель

Сын небогатого музыканта Фридрих Уильям Гершель родился 15 ноября 1938 году в Ганновере. Еще в детстве семья переехала в Лондон, где будущий астроном и начал свою «трудовую деятельность». Первоначально он пошел по стопам отца, поступив на службу в военный оркестр. Через два года, покинув службу, молодой Уильям избрал карьеру музыканта, успев побывать органистом, учителем музыки и даже распорядителем концертов. Далеко не сразу привлекла его астрономия. Занявшись изучением музыкальной теории, Гершель поочередно увлекся математикой, оптикой, и наконец, лишь в возрасте 36 лет занялся астрономией. Поскольку для научных занятий ему нужны были средства, он начал изготавливать телескопы на заказ, попутно внося в них определенные усовершенствования. Его деятельность вскоре была оценена королем Англии Георгом III, который и сам увлекался астрономией. В результате Гершель получил должность королевского астронома и средства на постройку собственной обсерватории, где им и были сделаны наиболее значительные открытия. Здесь он работал несколько десятилетий, вплоть до самой смерти.

Гершель внес немалый вклад в развитие астрономии, физики и оптики. За свою жизнь он изготовил свыше 400 телескопов, в том числе по заказам крупнейших обсерваторий того времени. Занимаясь научными опытами, он впервые обнаружил инфракрасное излучение. Однако, свои самые знаменитые открытия были сделаны им вовсе не на Земле, а на небе. Именно Гершель стал первооткрывателем новой планеты в нашей Солнечной системе, чего не случалось ранее. Ведь до этого момента астрономам более двух тысячелетий были известны шесть планет, видимых невооруженным глазом. 13 марта 1781 года в установившийся веками небесный порядок было внесено существенное изменение. Именно в этот день Уильям Гершель заметил на небе неизвестный светящийся объект, который оказался седьмой от Солнца планетой – Ураном.

Открытие прославило ученого, который не остановился на этом, а продолжал наблюдения. Составляя каталог двойных звезд, Гершель пришел к выводу, что они представляют собой единые системы, а не случайно расположены друг рядом с другом, как считалось ранее. Другим важным выводом, сделанным Гершелем, стала принадлежность нашей Солнечной системе к Млечному Пути. После открытия после 1800 года группы малых небесных тел между орбитами Марса и Юпитера он ввел для них специальное название – астероид. Термин этот используется и наше время.

Сам же Гершель также открыл в окрестностях нашего Солнца немало новых объектов. Помимо самого Урана им были обнаружены два его крупных спутника – Титания и Оберон. Кроме того, он открыл два спутника у соседнего Сатурна – Мимас и Энцелад, попутно определив период вращения самой планеты и его колец. В числе его открытий – более 800 новых двойных и кратных звезд, ряд планетарных туманностей. Гершель по праву считается одним из основателей звездной астрономии.

Стоит отметить, что большую помощь в астрономических наблюдениях Уильяму оказала его родная сестра Каролина. Она самостоятельно открыла ряд комет и туманностей. После смерти брата, на основе совместных наблюдений ею был составлен каталог звездных туманностей, который включал в себя 2500 объектов.

VASIMR — новейший реактивный двигатель и перспектива заселения Марса

Многие десятилетия люди мечтали о полетах на другие планеты, к неведомым мирам на последней границе человечества – космосе. И хотя за последние полвека нога человека уже ступила на поверхность Луны, а автоматические межпланетные станции проложили дороги до границ Солнечной системы, в настоящее время пока не приходится говорить ни о пилотируемых экспедициях на Марс или Венеру, ни тем более о заселении этих планет поселенцами с Земли. Причин этому много, однако, главной из них является слишком длительное время путешествия от нашей планеты до ее соседей, пусть даже ближайших. Так, полет на Марс в оба конца с использованием современных технологий займет около двух лет, а на более удаленные планеты еще больше времени. Из-за этого возникает множество проблем, таких, как необходимость защиты от космического радиационного излучения, наличие совершенных систем жизнеобеспечения и многие другие. И в результате, организация сколько-нибудь значительного объема транспортных перевозок, который потребуется для заселения такой планеты, как Марс, становится попросту невозможной.

Главной причиной такого положения дел является слишком малая мощность современных двигательных установок, которыми оснащены космические аппараты. Используемые сегодня химические двигатели попросту неспособны обеспечить космический корабль энергией, достаточной для полета на другие планеты за относительно небольшой промежуток времени, а также для транспортировки необходимых грузов. Вот почему уже многие годы ученые и инженеры во всем мире ведут разработки альтернативных двигателей для космических кораблей. И прототип одного из вариантов такого двигателя, который получил название VASIMR, возможно вскоре уже будет испытан на одном из космических аппаратов.

Эту аббревиатуру можно расшифровать как «магнитоплазменный реактивный двигатель с переменным импульсом». В основе его работы лежит ускорение ионизированного до состояния плазмы газа при помощи мощных импульсов магнитного поля. За счет образующейся при этом реактивной тяги и происходит ускорение космического аппарата. В качестве рабочего тела может использоваться инертный газ, например, аргон. После ионизации при помощи мощного СВЧ генератора плазма поступает в ускоритель, где последовательностью электромагнитных импульсов разгоняется до скорости порядка 300 км/ч. В результате удельный импульс двигателя составляет 30 000 секунд, что почти на два порядка выше, чем у любого существующего химического двигателя. А это значит, что для космического путешествия аппарату, оснащенному VASIMR, потребуется гораздо меньше топлива. Кроме того, значительно сокращается время перелета. Так, полет от Земли к Марсу по расчетам создателей двигателя должен занять не более 39 суток.

В качестве источника энергии для нового двигателя можно использовать как обычные солнечные батареи, так и ядерную энергетическую установку. В последнем случае энерговооруженность космического корабля становится вполне достаточной для пилотируемого полета на Марс. Однако, предварительно необходимо решить проблему радиационной защиты экипажа. В 80-х годах прошлого столетия в СССР были созданы действующие образцы космической ядерной энергетической установки, однако, с тех пор ее технологии были утеряны. Так что сейчас придется начинать все сначала. Далее…