Среда, 12.05.2021, 03:52
Приветствую Вас, Гость!

Лучшие рефераты и курсовые работы
Разделы новостей
Математика [16]
Биология [29]
Технология [39]
Физика и химия [1]
Экономика [78]
Кулинария и товароведение [2]
Медицина [5]
Экология [2]
Астрономия [1]
Русский язык, литература и другие языки [68]
Педагогика и психология [158]
ОБЖ [1]
Право [22]
Информатика [0]
История [41]
География [14]
Календарь новостей
«  Июль 2009  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031
Друзья сайта
Главная » 2009 » Июль » 7 » Открытие Нептуна и Плутона
Открытие Нептуна и Плутона
08:31
Открытие Нептуна и Плутона

Увлекательная история открытия Нептуна и Плутона начинается с открытия Урана, поскольку без наблюдения Урана обе планеты были бы открыты значительно позже. Обнаружение Урана знаменует начало открытия новой эпохи в астрономии, так как это была первая планета, которую предстояло открыть. Меркурии, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн во все времена были видны невооруженным глазом (если, конечно, зрение наших далеких предков не было значительно слабее, чем у нас).
Сэр Уильям Гершель (1738-1822), вероятно самый усердный наблюдатель всех времен (рис. 28), первым заметил малый диск Урана (диаметром 3,6") в 1781 г. Его сообщение о сделанном открытии ясно показывает, что он не сразу установил истинную природу нового объекта. В научном журнале Philosophical Transactions за 1781 г.* читаем: «Во вторник между 10 и 11 вечера, когда я изучал слабые звезды в соседстве с Н (т.е. г)) Близнецов, я заметил одну, которая выглядела больше остальных. Удивленный ее необычным размером, я сравнил ее с Н Близнецов и небольшой звездой в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и обнаружил, что она значительно больше любой из них. Я заподозрил, что это-комета».
Сообщение Гершеля об открытии кометы было естественным и привычным, ничего другого об истинной природе открытого объекта он предположить не мог. Потребовалось несколько месяцев наблюдений и вычислений, чтобы показать, что наблюдения не соответствуют кометной орбите и что открытый объект не что иное, как новая планета.
Нужны были необыкновенно острый глаз и проницательность, присущие Гершелю, чтобы выделить планету среди соседних звезд только по ее виду. Другие наблюдатели во время своих определений координат окрестных звезд 17 раз измерили положение Урана, не заметив ничего необычного в нем. Некоторые крупные астрономы того времени с трудом отождествляли планету, даже располагая данными о ее точном положении на небе.

 
Сэр Уильям Гершель.
В течение нескольких лет у планеты не было официального названия. Предлагалось назвать ее «Звездой Георга» (название, данное Гер-шелем в честь короля Георга III), а также «Гершелем» в честь первооткрывателя. В конце концов было принято современное название в традициях наименования других планет.
Несмотря на медленное движение Урана (период обращения вокруг Солнца 84 года), его орбиту удалось довольно точно определить в относительно короткий срок после открытия, использовав 17 случайных наблюдений, сделанных еще до того, как Гершель обратил внимание на диск. Первое наблюдение было сделано в 1690 г., за «уранианский год» до открытия. При вычислении орбиты встретились некоторые трудности в согласовании всех наблюдений, однако возможные ошибки наблюдений или отклонения вследствие возмущений, вызванных другими планетами, казались достаточно большими, чтобы объяснить эти расхождения. Но когда Уран начал заметно отклоняться от расчетного пути даже после тщательного учета возмущений, вызванных Юпитером и Сатурном, некоторые астрономы стали подозревать, что движение Урана может нарушать неизвестная планета.
В 1820-1830-е годы уклонения были достаточно велики, чтобы возникли такие подозрения, но математические трудности предсказания положений неизвестной планеты в то время казались непреодолимыми. К 1845 г. Уран сместился со своего места на «недопустимую величину» 2'-угол, едва различимый невооруженным глазом. Выдающийся французский астроном Урбен Жан Жозеф Леверрье (1811-1877) в 1846 г. показал, что ни одна возможная орбита не способна удовлетворить сразу всем наблюдениям в пределах допустимых ошибок. Он пришел к заключению, что уклонения можно объяснить только гипотезой о существовании неизвестной массивной планеты, более далекой, чем Уран.
Позднее в 1846 г. Леверрье закончил вычисления положения гипотетической планеты и был так уверен в своем анализе, что отважился предсказать ее место и наличие видимого диска. Он послал свои предсказания молодому немецкому астроному Иоганну Готфриду Галле (1812-1910), который открыл планету в ту же ночь, как только получил сообщение. Нептун находился на небе в 1° (меньше двух диаметров Луны) от вычисленного Леверрье положения. Своим быстрым успехом Галле был обязан новой звездной карте нужной области неба, имевшейся в Берлине. При быстром обзоре неба с помощью телескопа был найден новый объект там, где на карте звезды не было. Тщательное исследование подтвердило, что объект имеет диск, хотя и довольно малый, а поэтому трудноразличимый.
Замечательное открытие новой планеты путем математических расчетов стало вехой в истории астрономии. Как в случае многих крупных открытий, заслугу в совершении этого открытия нельзя приписать одному человеку. В то время, когда Леверрье проводил свои блестящие вычисления, молодой неизвестный английский математик Джон Кауч
Адаме (1819-1892) независимо получил такой же результат, правда несколько отличным методом. Адаме закончил расчеты примерно на восемь месяцев раньше, чем Леверрье, но неблагоприятные обстоятельства помешали английским наблюдателям опередить Галле. В их распоряжении еще не было Берлинской карты звездного неба, которая так существенно помогла Галле. Поэтому Джеймс Челлис (1804-1883) нерешительно приступил в Кембридже к поискам планеты трудоемким методом нанесения на карту всех звезд в области ее предполагаемого местонахождения с намерением повторить наблюдения некоторое время спустя, чтобы выявить планету по ее движению. Нептун могли бы открыть также на Королевской обсерватории в Гринвиче, однако королевский астроном Д. Б. Эйри относился к теоретическим методам отрицательно и просто не поверил в то, что Адаме мог сделать надежное предсказание.
Для Адамса, который, по-видимому, планировал свое исследование несколькими годами раньше, чем получил возможность его осуществить, такой поворот событий имел драматический характер. После его смерти в его архиве была найдена следующая запись: «3 июля 1841 г. В начале этой недели составил проект исследований (осуществление которого начну при первой возможности после получения степени) неправильностей в движении Урана, которые пока не объяснены: чтобы установить, нельзя ли отнести их на счет неоткрытой планеты за ним, и если возможно, отсюда приблизительно определить элементы ее орбиты и т.д., что, быть может, приведет к ее открытию».
С удовлетворением отметим, что сейчас честь предсказания существования Нептуна и определения его положения делится между Леверрье и Адамсом. Заслуга фактического обнаружения Нептуна, конечно, полностью принадлежит Галле. Подобно Урану, Нептун в ходе более ранних измерений звездных положений также ошибочно принимался за звезду.
Покорение Солнечной системы с помощью закона всемирного тяготения Ньютона и кропотливых наблюдений продолжалось в текущем столетии. Кульминацией этих усилий стало открытие Плутона при обстоятельствах, удивительно сходных с теми, при которых был открыт Нептун. Опять при первых поисках новая планета наблюдалась, но капризная фортуна задержала ее открытие.
В начале нашего столетия Персиваль Ловелл (1855-1916), основавший обсерваторию для наблюдений планет, и прежде всего Марса, во Флагстаффе, шт. Аризона, проявил большой интерес к возможной транснептуновой планете. Он заново исследовал движение Урана и пришел к выводу, что ошибки наблюдений будут существенно меньше, если ввести возмущения от неизвестной планеты. Вычисленные Ловеллом орбита и положения «планеты икс» были опубликованы лишь в 1914 г., хотя он начал поиски в 1905 г. Через 24 года, в 1929 г., был построен и установлен на Ловелловской обсерватории новый 32-сантиметровый телескоп-рефрактор, предназначенный для ее поисков.
 
Персиваль Ловелл, чьи предсказания и энтузиазм привели в конечном счете к открытию Плутона.
 
Клайд Томбо у блинк-компаратора, за которым он провел 700 часов в поисках планеты. (Фото Ловелловской обсерватории.)
Систематическое фотографирование областей неба вдоль эклиптики было поручено молодому ассистенту Клайду Томбо. Каждую область он фотографировал с большой экспозицией дважды с интервалом между снимками 2-3 суток, а затем полученные снимки тщательно сравнивал. Для сравнения снимков использовался блинк-компаратор-прибор с двумя микроскопами, который позволяет наблюдателю рассматривать одну и ту же область неба попеременно на двух пластинках (рис. 30). Любой объект, который менял свое положение на небе за время между двумя экспозициями, как бы прыгал на фоне звезд, остававшихся неподвижными (рис. 31).
12 марта 1930 г., менее чем через год после начала новой программы наблюдений, Ловелловская обсерватория разослала астрономическим обсерваториям следующую телеграмму: «Систематические поиски начатые годы назад дополняющие ловелловские исследования транснепту-новой планеты обнаружили объект скорость и путь которого за семь недель хорошо соответствуют приближенному расстоянию Ловелл предсказал транснептуновому телу. Величина пятнадцатая. Положение двенадцатого марта три часа Гринвичу семь секунд западнее Дельта Ьлизнецов согласующееся предсказанной Ловеллом долготой».
Астрономический мир вскоре единодушно принял название Плутон, вполне подходящее для этой планеты, движущейся во мраке на периферии Солнечной системы. Первые две буквы названия к тому же соответствуют инициалам Персиваля Ловелла. (Он умер в 1916 г., всего через два года после публикации своей детальной работы.)

 
Фотографии, по которым был открыт Плутон: слева от 23 января 1930г., справа от 29 января 1930г. (Снимки К. У. Томбо с 32-сантиметровым телескопом-рефрактором Лоуренса Ловелла на Ловелловской обсерватории.)
Последующие расчеты орбиты с использованием фотографий, на которых видна новая планета, полученных еще до ее открытия, показали, что она обращается вокруг Солнца с периодом 249,9 года по орбите, наклоненной к средней плоскости движения других планет под углом 17°. Ее перигелий находится внутри орбиты Нептуна, но вследствие большого наклонения орбиты столкновение этих двух тел исключено.
Только своенравный случай помешал астрономам обсерватории Маунт-Вилсон открыть Плутон в 1919 г. Тогда по предложению Уильяма Пикеринга (1858-1938), который независимо вычислил положение транснептуновой планеты, Милтон Хьюмасон сфотографировал области неба около предсказанного места. На некоторых пластинках были получены изображения планеты, но на одной из двух лучших пластинок изображение Плутона попало прямо на небольшой дефект эмульсии (с первого взгляда оно казалось частью дефекта), а на другой изображение частично налагалось на изображение звезды! Даже в 1930 г., когда положения Плутона в 1919 г. стали достаточно хорошо известны из данных о его орбите, было трудно отождествить эти изображения, полученные 11 годами раньше.
Масса Плутона все еще не определена, но вряд ли она достаточно велика, чтобы вызвать такие уклонения в движении планеты, на основании которых было предсказано его существование. По нескольким покрытиям звезд Плутоном установлено предельное значение его диаметра, оказавшееся близким к диаметру Луны. Возможное существование близкого спутника ограничивает его массу и плотность значениями, совместимыми с его размерами. Поэтому следует признать, что основанием для предсказания Плутона, несомненно, послужили систематические ошибки, составляющие 1-2", в ранних наблюдениях Нептуна и Урана. Тем не менее открытие, последовавшее за неустанными поисками планеты, представляет собой выдающееся достижение.
Томбо продолжил на Ловелловской обсерватории поиски других планет по всей небесной сфере и пришел к выводу, что не существует планет, доступных для обнаружения с помощью 32-сантиметрового телескопа. Если и есть другие планеты, то они должны быть значительно слабее Плутона, т.е. они или находятся много дальше Плутона, или много меньше него. Некоторые астрономы сомневаются в существовании крупных планет, которые можно обнаружить. Не исключено, что во внешних областях Солнечной системы имеется множество крошечных планет размерами с астероиды.

Материал бесплатный (хотите картинки к тексту пишите)
Категория: Астрономия | Просмотров: 7045 | Добавил: referatbest | Рейтинг: 4.5/4 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Copyright MyCorp © 2021
Бесплатный конструктор сайтов - uCozБесплатный конструктор сайтов - uCoz