Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://crydee.sai.msu.ru/Universe_and_us/2num/v2pap9.htm
Дата изменения: Mon Jul 22 20:50:23 2002
Дата индексирования: Mon Oct 1 23:41:27 2012
Кодировка: Windows-1251
Наблюдения покрытий звезд луной

Любительская астрономия

 

Наблюдения покрытий звезд луной

О.И.Митин, Н.В.Кулакова, С.В.Коробкин

Многие любители астрономии достаточно часто избирают своим первым объектом наблюдения Луну, и, особенно если они смотрят на нее в бинокль и достаточно регулярно, могут заметить как Луна неумолимо наползает на яркие звезды или же сползает с них. Оказывается, что для решения вполне серьезных научных задач совершенно необходимо знать моменты времени таких событий с как можно большей точностью. Только от степени точности зависит для решения какой задачи будут использованы эти данные.

Давайте посмотрим, как выглядит такое явление. Представим - мы смотрим в телескоп на сияющую и переливающуюся звезду, а к ней в это время подкрадывается Луна, причем, что ценно, своим темным, неосвещенным и невидимым краем. Время течет, и момент контакта все ближе и ближе... и вот в поле зрения Вашего телескопа появляется, наконец, слабо светящийся тусклым мертвенным светом ломтик Луны - та самая, неосвещенная и обычно плохо заметная часть лунного диска, тот самый участок лунного края, который сейчас будет закрывать звезду. Мы впиваемся взглядом в переливающуюся светом, как медуза, звездочку... Луна ползет, оказывается, на удивление быстро... Уже половина поля зрения занята диском Луны. И вот в поле зрения вплывает сияющий ослепительным светом кусочек яркого лунного серпа. Наша звездочка даже как-то съежилась и притихла в обильных потоках желтизны, а она ведь уже на самом краю... Ну же! ...Ну!...

И вдруг совершенно неожиданно звезда на какой-то краткий миг вспыхивает - как будто последний крик на краю пропасти, сильно потускнев, еще какое-то неуловимое мгновение словно цепляется побелевшими пальцами за мертвенное сияние пепельного света Луны - и темнота... И только сейчас, когда уже все закончилось, мы с вами наконец-то успеваем сильно сжать кнопку в руках, давая сигнал на регистрацию события, или, может быть, кричим истошным голосом, чтобы наш лучший друг по своим кварцевым часам с точностью до долей секунды засек время исчезновения звезды.

Все это - наука, все это обязательно так и происходит, и все это иногда можно наблюдать при покрытиях ярких звезд. Звезда - любая - действительно вспыхивает перед самым исчезновением, но обычно это явление слишком слабое и кратковременное, чтобы его можно было заметить. В нашем же случае то,что звезда исчезла не сразу - говорит нам о том, что звезда двойная, причем настолько тесная двойная, что раздельно эту пару с Земли увидеть не удастся никогда и никому ни в какой телескоп. Сложение световых волн от этих близких друг к другу, но все же разных звезд, их сложное взаимодействие с краем Луны и дали нам такую драматическую картину, и сам факт ее достоверного наблюдения - пусть даже мы и не смогли точно заметить время - будет иметь определенное научное значение. И все-таки редко бывает так,чтобы вспышка звезды перед ее исчезновением была достоверно заметна. Обычно звезда пропадает сразу и вдруг, поражая глубиной, чернотой и окончательностью своего исчезновения. И тогда становится очень важно точно заметить момент контакта - момент исчезновения звезды.

Давайте чуть-чуть посчитаем. Тренированный - правда, хорошо тренированный - наблюдатель может определить момент нажатия кнопки с точностью 0.02-0.03 секунды. Луна движется по своей орбите со скоростью примерно километр в секунду, и наша неопределенность во времени, помноженная на скорость Луны, даст неопределенность в пространстве в 20-30 метров! Всего! И это на том огромном расстоянии (380 тыс. км), которое разделяет Луну и нас! Сравнимую точность дают только лазерные наблюдения Луны (на самом деле там она повыше - порядка метра ). Но все равно - лазерные наблюдения требуют большого, больше метра в диаметре телескопа, огромного, мощного и безумно дорогого лазера, настолько мощного, что даже зеркальное покрытие выдерживает не слишком много лазерных импульсов - и сложной, сложной (и опять-таки дорогой) аппаратуры, способной уловить один - два фотона, вернувшихся с Луны после отражения (да и то не после каждой вспышки-выстрела). И всей этой куче железа, кварца, электроники и денег противостоит маленький телескоп, надежные часы, зоркий глаз и твердая рука. А самый главный секрет - что сотня наших наблюдений дадут такой же точный средний результат, как и одно лазерное.

Что же мы можем получить из наших наблюдений? Даже если нам и не удалось на-глаз заметить тесную двойственность, но мы с хорошей точностью засекли момент, наши труды не пропали даром: мы с точностью до немногих десятков метров знаем положение Луны в пространстве. Нельзя же допустить, чтобы такая точность "канула, как кирпич в воду".

Еще один секрет: теория движения Луны дает предсказание положения Луны с сравнимой точностью. Стало быть, наши наблюдения могут быть использованы для уточнения теории движения Луны. И тут есть еще одна важная деталь: даже самая лучшая, даже самая точная теория движения Луны в принципе способна дать только положение центра тяжести Луны, а определить, где он находится внутри этого большого небесного тела - это отдельная, большая и сложная задача, решаемая в теории фигуры Луны. И первое, что мы могли бы сделать с помощью наших результатов - это определить ВЫСОТУ той точки на Луне, которая закрыла звезду, определить с точностью 30-40 метров. Подумайте, хоть это и не кажется таким уж выдающимся, тем более точным результатом - плюс-минус двенадцатиэтажный дом - но ведь этот результат будет относиться к Луне, другому небесному телу, которое у нас никогда не будет шанса потрогать руками, при том, что такой двенадцатиэтажный дом, будь он расположен на Луне, невозможно было бы разглядеть даже в самый мощный телескоп.

Вот три задачи, в решение которых может внести вклад практически любой любитель астрономии: поиск очень тесных двойных систем, определение высот на Луне, и, при наличии большого количества точных наблюдений - проверка теории движения Луны.

Как же получить точность определения моментов времени лучше одной десятой секунды? О, тут - в зависимости от имеющихся возможностей - простор фантазии и смекалке. Стоит помнить, например, что на частотах 2.5, 5, 10 и 15 мегагерц постоянно работают радиостанции, передающие только сигналы точного времени. Расписание у этих радиостанций такое: 10 минут молчания, 10 минут секундные сигналы, 10 минут 0.1-секундные сигналы. Начало минут отмечается более длинным сигналом. Можно, например, постоянно записывать на магнитофон один из этих сигналов совместно с сигналом от звучащей кнопки, можно по этим сигналам поверять секундомер или хронометр, или кварцевые часы-будильник, да мало ли что еще можно придумать, имея под руками часы, магнитофон, и радиоприемник. Главное, чтобы потом можно было отметить момент нажатия кнопки (или громкого вопля, или любого другого сигнала) с точностью не хуже 0.1 секунды (или сравнимой с ней). Не забудьте про телескоп: чем лучше он будет, тем более слабые звезды вы сможете "покрывать" и "открывать". Главное тут - количество рассеянного света в оптике телескопа, а это определяется главным образом числом царапин и пылинок на оптических поверхностях. Правда, яркие звезды 5-6 величины можно наблюдать почти при любых условиях.

Нам, конечно, повезло - наша группа имела под рукой профессиональную аппаратуру службы времени, но это обстоятельство влияло только на удобство получения результатов, но не на точность!

Еще один существенный момент - это тренировка наблюдателя. Главное, чтобы личная разность - время реакции наблюдателя на событие - была как можно более постоянной, а не минимальной. Мы определяли ее непосредственно перед, а по возможности, еще и сразу после наблюдений, а потом после простейшей обработки полученных значений, определяли и личную разность наблюдателя, и, что самое главное - погрешность наблюдения. Не поленитесь изготовить модель звезды, загорающуюся или гаснущую так, чтобы можно было измерить реакцию наблюдателя на это событие. В 1992 году такие измерения мы, например, проводили на электронном секундомере, используя один из светодиодов индикатора целых секунд как "фальшивую" звезду. В 1993 году комплекс регистрирующей аппаратуры позволил проводить такие измерения прямо на нем, правда, имитируя только условия наблюдения открытий звезд. Такие измерения показали, что в среднем погрешность наблюдения с учетом личной разности составляет порядка 50 миллисекунд (стандартное отклонение личной разности).

Дорогие читатели!

Если у Вас возникло желание попробовать свои силы в этом виде наблюдений, если Вам нужен какой-либо совет или консультация по проблемам покрытий или открытий, если у Вас уже есть какие-то свои результаты - пишите нам по адресу:

Москва, 113461, Херсонская ул, 7-1-21, Кулаковой Наталье Владимировне. Тел.: 121-55-41; e-mail astro@sc1333.msk.su. Мы будем рады найти единомышленников и постараемся обязательно Вам ответить. Для начала можно, например, воспользоваться предвычислениями покрытий из Астрономического Календаря.

Литература

1. Астрономический календарь. Постоянная часть. изд. 6-е, под ред. И. П. Бакулина, М., Наука, 1973.