Астрономическое образование
"Россыпь Ориона в зените"
(ЗВЕЗДНОЕ НЕБО В ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ЛИТЕРАТУРЕ)
Е. Б. ГУСЕВ,
доцент Рязанского государственного университета им. С.А. Есенина
Автор предлагает читателю (учителю, любителю астрономии, учащемуся) взглянуть на звездное небо глазами писателей и оценить научную достоверность приводимых ими описаний.
Первой темой, до сих пор традиционно изучаемой в курсах общей и элементарной астрономии, является "Сферическая астрономия". Это трудный материал для усвоения. Умение ориентироваться в пространстве принципиально необходимо для построения систем астрономических координат, выяснения связи между вращением и обращением Земли вокруг Солнца с суточным вращением небесной сферы и изменением вида звездного неба в течение суток и года. Не случайно многие важные открытия основывались на наблюдениях звездного неба. Сошлемся на выдержку из трудов Аристотеля (384-322 гг. до н.э.):
"Стоит нам только переместиться к югу или северу, как горизонт явственно становится другим: картина звездного неба над головой значительно меняется, и при переезде на север или на юг видны не одни и те же звезды. Так, некоторые звезды, видимые в Египте и в районе Кипра, не видны в северных странах, а звезды, которые в северных областях видны постоянно, в указанных областях заходят. Таким образом, из этого ясно не только то, что Земля круглой формы, но и то, что она небольшой шар; иначе мы не замечали бы [указанных изменений] столь быстро в результате столь быстрого перемещения...".
Учащиеся и в наше время удивляются тому, как этот древнегреческий ученый, не располагавший даже точными угломерными инструментами, пришел к такому правильному выводу. Известно, что идею о шарообразности Земли Аристотелю подсказала
форма тени Земли во время лунных затмений.
Для закрепления учебного материала по сферической астрономии, а также при составлении заданий для всякого рода контрольных работ и олимпиад можно использовать описания ночного неба, встречающиеся в художественной литературе. В произведениях талантливых авторов описание астрономического явления, как правило, имеет научную достоверность, окрашенную эмоциями крупного художника.
Астрономические сюжеты часто встречаются в произведениях И.А. Бунина. Он хорошо знал звездное небо, умел находить на нем планеты. В рассказе "Воды многие", где описывается морское путешествие на Цейлон (16 февраля 1911 г.), читаем: "В шесть часов вечера, тотчас после заката Солнца, увидал над самой головой, над мачтами, в страшно большом и еще светлом
66
© Гусев Е.Б.
с
ю
небе серебристую россыпь Ориона... Россыпь Ориона в зените. Южны/й Крест на юге... Слева низко лежала серебром раскинутая по темно-синему небосклону Большая Медведица, под нею, почти на горизонте, печально белела Полярная звезда.."
Предположим, что центр конфигурации ярких звезд Ориона (а = 5.5Л, 5 = 0°) действительно находился в зените. В случае верхней кульминации местное звездное время Э = а. Дата наблюдений, очевидно, дана по старому стилю (григорианский календарь введен в России только в 1918 г.), по новому стилю наблюдение проводилось 1 марта. Воспользуемся приближенным выражением для местного звездного
времени: э ~ э0 + Тт, где в0 - звездное время в гринвичскую полночь, Тт -среднее солнечное время на меридиане наблюдения. Для 1 марта э0 = 10Л34т = = 10.5Л. Отсюда следует, что местное время Тт ~
~ э - э0 = аОп - э0 = 5.5^-
-10.5Л = -5Л = 19Л. Это время с точностью до одного часа совпадает со временем, отмеченным И.А. Буниным, что допустимо для художественного произведения.
Широту ф места наблюдения можно оценить по положению созвездия Ориона на небесной сфере. Считая, что склонение центра конфигурации ярких звезд Ориона 5 ~ 0, а зенитное расстояние г = 0, получаем ф ~ 0. Положение Полярной звезды близ
Таким может увидеть звездное небо наблюдатель, находящийся на земном экваторе (ф = 0). Орион в зените.
горизонта также однозначно указывает на нахождение наблюдателя в Северном полушарии около экватора. На экваторе можно видеть светила всей небесной сферы, в том числе и созвездие Южного Креста.
Таким образом, описание звездного неба в рассказе И.А. Бунина вполне достоверно. Его впечатление, касающееся "большого неба", можно объяснить тем, что он наблюдал с палубы корабля. Оттуда дальность горизонта, психологически определяющая радиус небосвода, заметно больше, чем с высоты человеческого роста. Напомним, что дальность горизонта С зависит от высоты наблюдателя Н и радиуса Земли И и вычисляется по формуле С =
= Т2ЯЙ (Бируни, XI в.). Для человека, стоящего на ровной поверхности Земли (Н = 1.7 м), дальность горизонта - 4.5 км. При Н= 12 м дальность горизонта достигает уже 12.4 км. Метод Бируни позволяет определить радиус Земли по дальности горизонта и высоте наблюдателя. Его и сейчас можно использовать при определении радиуса Земли на учебных занятиях по астрономии. Дальность горизонта легко найти по топо-
3*
67
Верхняя кульминация и Рм N Z Р8
Небесный экватор
Круг незаходящих звезд
Круг невосходящих звезд
Z'
кульминация и PN Z' 5 Ps
графической карте, определив расстояние, на котором находятся объекты, видимые на горизонте.
Со строками из рассказа И.А. Бунина перекликаются впечатления ленинградского писателя-мариниста В.В. Конецкого: "1 ноября... Южный Крест, слава богу, уже низко над горизонтом... И ностальгически грущу по Медведице. Ночью глядел на небеса в бинокль. Прощался с двумя маленькими и очень красивыми галактиками. Они правее Млечного Пути, если смотреть "на зюйд" (из повести "Непутевые портреты с морским пейзажем").
Прежде всего оценим географическую широту, на которой находился наблюдатель. Вблизи Южного полюса мира нет яркой звезды. Характерное со-
звездие южной небесной полусферы - Южный Крест. Координаты центра созвездия: а = 12.5Л, 5 = ~ -60°. Оценим положение Южного Креста в местную полночь на приведенную в рассказе дату. Вспомним, что э ~ в0 + Тт. Для 1 ноября звездное время в гринвичскую полночь в0 = 2Л40т. Отсюда следует, что в искомую местную полночь звездное время э = 2Л40т. Из формулы э = ? + а, находим часовой угол центра созвездия: ? =
2Л40т-12Л30т „ „ -10Л = 14Л.
Это означает, что наблюдатель видел звезды Южного Креста вблизи нижней кульминации.
Формула, связывающая 5, ф и г для звезды, находящейся в нижней кульминации на южном небе, имеет вид:
г - 5 = 180° + ф; ф = г - 5 - 180°.
Суточное движение звезд в Южном полушарии.
При г, примерно равном 90°, ф = -30°. Невосходящими на такой широте являются звезды, у которых 5 > (90 + ф). На такой широте действительно не видны яркие звезды Большой Медведицы (а именно их, вероятно, хотел увидеть герой произведения), за исключением звезды Дуб-хе, имеющей наибольшее склонение. Методический интерес представляет также сопоставление суточного движения звезд в Южном и Северном полушариях. В Южном полушарии вблизи верхней кульминации движение звезд, Солнца, Луны происходит справа налево.
Полученное значение широты не противоречит тексту повести, указывающему на положение корабля близ восточной оконечности Южной Америки. Что касается "двух маленьких и красивых галактик", то это, очевидно, Большое и Малое Магеллановы Облака. Склонения этих галактик - крупнейших спутников нашей Галактики - 5 ~ -70°. На небе Южного полушария они всегда видны в южной стороне неба ("на зюйд").
Вернемся в родные северные широты. Из рассказа современного писателя А.П. Хлуденёва "Вечернее свечение": "Поздним вечером я шел к железной дороге. За спиной -кошелка твердых подбе-
резовиков, плечо резал ремень, ноги запарились в резиновым сапогах... Вовсю полы/хала заря, и сбоку, южнее, висел нарождавшийся тонкий месяц -горбом вправо. На чистом фиолетовом небе проступило созвездие, похожее на сносимый ветром парашют. Щепотью конопляным семян обозначились Стожары".
Оценим достоверность описания автором звездного неба. Звездное скопление Плеяды (Стожары)
в начале осени поздним вечером видно в юго-восточной стороне неба. Можно также предположить, что созвездием, похожим на парашют, была верхняя по отношению к горизонту часть созвездия Ориона. Фиолетовый цвет восточной стороны неба в это время определяется конусом земной тени, проецируемой на небосвод, что особенно заметно по сравнению с зарей в западной части неба. Фаза молодой Луны соответ-
ствовала возрасту двое-трое суток. К полуночи осенью на небе становятся видны такие "зимние" созвездия, как Орион, Телец, Близнецы, Малый Пес. Похоже, автор рассказа - внимательный наблюдатель.
Таким образом, художественная литература может не только доставлять удовольствие при ее чтении, но и использоваться в преподавании астрономии в качестве интересного дидактического материала.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.