База знаний

Венера — вторая от Солнца планета. Среднее расстояние ее от Солнца 108,3 млн. км (по сравнению с 149,9 млн. км для Земли), причем отклонения от этого среднего невелики. Эксцентриситет орбиты Венеры всего 0,0068; таким образом, она практически круговая. Эллиптичность орбиты Венеры меньше, чем орбиты какой-либо другой планеты солнечной системы (на втором месте в этом отношении стоит Нептун с эксцентриситетом 0,009). Венера получает в среднем вдвое больше солнечного света и тепла, чем Земля. Для нас видимый диаметр Солнца примерно 32'; если же посмотреть с Венеры, он увеличится до 44'.

Почти круговая орбита Венеры наклонена к плоскости земной орбиты под углом 3°24'. Хотя эта величина может показаться незначительной, она больше, чем у всех других планет, за исключением Меркурия и Плутона. Это приводит к тому важному следствию, что «прохождения» Венеры по диску Солнца немногочисленны и случаются редко.

Так как Венера ближе к Солнцу, чем мы, она и движется быстрее. Средняя орбитальная скорость Земли около 30 км/сек (108 000 км/час), а Венеры — около 35 км/сек (125 000 км/час). Двигаясь с такой большой скоростью по орбите меньшего радиуса, Венера совершает один оборот вокруг Солнца скорее, чем Земля. Время полного обращения, которое ученые называют сидерическим периодом, для Венеры равно 224 суткам 16 часам 48 минутам по земному календарю.

Так как в этой книге мы будем говорить почти исключительно о физических характеристиках Венеры, мы не собираемся давать полного разбора ее движений, но кое-что следует сказать о фазах, наблюдаемых как у Венеры, так и у другой внутренней планеты — Меркурия.

На рис. 2 показано, почему наблюдаются фазы. В положении, называемом «нижним соединением», к нам повернута темная, не освещенная Солнцем сторона планеты. Это положение аналогично новолунию. Около этого времени Венера видна по соседству с Солнцем и ее очень трудно наблюдать, за исключением тех крайне редких случаев, когда благодаря удачному стечению обстоятельств планета оказывается точно на линии, соединяющей Солнце и Землю; тогда ее можно видеть как темный кружок, силуэтом вырисовывающийся на ослепительном фоне солнечной поверхности. Во время верхних соединений Венера видна как полный диск, так как к нам обращена ее освещенная половина, однако наблюдать ее опять-таки трудно из-за того, что она оказывается почти точно позади Солнца. Но в двух положениях, называемых элонгациями, Венера достигает своего наибольшего углового удаления от Солнца — примерно 47° — и становится великолепным небесным светилом. В восточной элонгации она видна как вечерняя звезда, причем серп ее с каждым днем делается все уже, и планета приближается к «нововенерию», в то время как в западной элонгации планета видна по утрам и движется к положению «полновенерия».

Рис. 2. Положения и фазы Венеры

Синодический период Венеры — интервал между двумя последовательными нижними соединениями — равен в среднем 584 суткам и может меняться на 4 суток в ту или другую сторону. Как правило, между восточной и западной элонгациями проходит около 144 суток, а для того, чтобы планета обошла вокруг Солнца и вернулась опять в положение восточной элонгации, нужно целых 440 суток. Список соединений и элонгаций, которые произойдут до конца текущего столетия, дан в Приложении I.

Поскольку факт открытия Галилеем фаз Венеры был полной неожиданностью для многих астрономов того времени, естественно предположить, что без телескопа фазы совершенно не видны. Действительно, нормальный человеческий глаз не способен их различить, но, по-видимому, люди с исключительно острым зрением при исключительно благоприятных условиях могут разглядеть серп Венеры. Интересно также заметить, что древние легенды часто упоминают о рогах Венеры, которые некоторые авторитеты склонны считать символом серпа. Плиний изображает Венеру в виде человеческой фигуры с двумя рогами; жители о-вов Самоа тоже считают, что Венера имеет рога. Лэйард открыл, что на изображениях Астарты — ассирийской Венеры — богиня держит жезл, украшенный на конце полумесяцем. Впрочем, мнения об истинном смысле этих свидетельств расходятся. Например, Оффорд утверждает, что «повсеместное распространение символа полумесяца можно объяснить только тем, что удалось наблюдать Венеру в форме серпа», тогда как Кэмпбелл писал, что он «склонен считать древние описания Венеры как серпа лишь удачной догадкой, навеянной, вероятно, видом Луны». Итак, в этом вопросе еще не все ясно.

Мак-Ивен, много лет бывший председателем секции Венеры и Меркурия Британской астрономической ассоциации, заявил в 1895 г., что, хотя серп Венеры и можно заметить невооруженным глазом, это следует считать исключительным событием. Позднее он изменил свое мнение и писал, что фазы находятся далеко за пределами видимости невооруженным глазом. С другой стороны, известный британский астроном Проктор, автор многих книг, писал, что при благоприятных обстоятельствах он сам мог различить серповидность Венеры невооруженным глазом. Этот вопрос, конечно, не принципиален и не имеет непосредственного отношения к Венере как к миру, но, несмотря на это, он достаточно интересен, чтобы познакомиться с ним подробнее.

Известно много случаев видимости серпа Венеры невооруженным глазом. На ясном небе Южной Америки лейтенант Гиллисс замечал ее несколько раз в 1849— 1852 гг. Между 1929 и 1935 гг. отчетливо видели серп Венеры Рейнхардт, Хауэлл, Корнелл, доктор Вуд и его жена. Мисс Блэгг, хорошо известная своими работами о Луне, не могла различить очертаний серпа, но отчетливо видела, что Венера имеет вытянутую форму. Вэбб рассказывает, что двенадцатилетний мальчик Теодор Паркер видел фазы Венеры, еще не зная об их существовании, а Фрэнкс, получивший золотую медаль Королевского астрономического общества, говорил мне в 1932 г., что его сын часто различал серн Венеры в 1890— 1900 гг.

Все эти случаи вполне достоверны, и, следовательно, вряд ли подлежит сомнению, что люди с исключительно хорошим зрением действительно в состоянии разглядеть фазы Венеры. С другой стороны, такие наблюдения очень трудны, и легко обмануться, что я и доказал в 1957 г. с помощью простого эксперимента. В маленький 3-дюймовый телескоп я показал серп Венеры восьми человекам в возрасте от 16 до 60 лет, причем никто из них не знал астрономии сколько-нибудь хорошо. Затем я спросил их, видят ли они серп без телескопа, и шесть из них ответили «да», в то время как остальные двое колебались. Когда я дал им по листу бумаги и предложил зарисовать серп, все шесть участников изобразили его с рогами, направленными к западу, т.е. так, как он был виден в телескоп. Разумеется, они не сообразили, что астрономическая труба дает перевернутое изображение, а на самом деле серп должен быть обращен в противоположную сторону. Могу добавить, что у меня хватило такта не разоблачить их, но сам эксперимент весьма многозначителен!

Венера оказывается на минимальном расстоянии от Земли в момент нижнего соединения, причем это расстояние может быть всего около 39 млн. км, что на 16 млн. км меньше, чем кратчайшее расстояние от Земли до Марса. К сожалению, в это время к нам обращена ночная сторона Венеры, а вместе с ростом фазы увеличивается и расстояние, так что видимый диаметр диска планеты уменьшается. Это показано на рис. 3. Черный круг изображает размеры планеты в нижнем соединении, когда диаметр диска равен 65''; левый серп в нижнем ряду дает ее видимый размер во время наибольшей яркости (угловое расстояние от Солнца около 40°), белый кружок в нижнем ряду справа изображает видимый диск Венеры в верхнем соединении, когда ее угловой диаметр уменьшается до 9,5'', что меньше диаметра далекого Сатурна.

Рис. 3. Видимые размеры Венеры в различных фазах

На первый взгляд кажется удивительным, что Венера достигает наибольшей яркости, еще будучи серпом; однако дело в том, что дальнейшее увеличение фазы уравновешивается сокращением углового диаметра. На это много лет назад указал Эдмонд Галлей, один из величайших английских астрономов, чье имя всегда будет связано с яркой периодической кометой, хотя его наибольшая услуга науке состояла в том, что Галлей сделал возможным опубликование «Начал» — бессмертного труда Ньютона. Еще одна проблема связана с расчетом дихотомии — момента, когда фаза Венеры становится равной ¹/₂ Слово «дихотомия» пришло к нам из греческого языка и означает «разрезанный пополам», т.е. в этот момент Венера выглядит как бы разрезанной надвое — одна половина видна, а другая нет. Поскольку движение планеты предвычисляется с большой точностью, возможно очень точно рассчитать и момент дихотомии. На самом же деле ошибка таких предсказаний часто достигает нескольких суток. Причина этого удивительного расхождения, по-видимому, связана с облачной природой атмосферы планеты, и мы обсудим ее в главе VIII.

Очевидно, что между двумя линиями, ограничивающими освещенную часть диска планеты, имеется коренное различие, поэтому различны и их названия. Видимый край планетного диска называется «лимбом», а граница между ночным и дневным полушариями — «терминатором». На рис. 4 лимб показан сплошной линией, а терминатор — пунктирной.

Рис. 4. Лимб и терминатор

Для наблюдателя на Венере Земля, естественно, являлась бы внешней планетой. Она сияла бы гораздо ярче, чем сама Венера на нашем небе (конечно, если не учитывать венерианскую атмосферу, которая мешала бы наблюдениям с поверхности планеты). Даже наша Луна была бы примечательным объектом. А у внутренней планеты — Меркурия — были бы видны фазы.

Этот рассказ о движениях Венеры очень отрывочен и сжат (почти до полного «обезвоживания»), и вряд ли нужно говорить о том, что в действительности дело гораздо сложнее. Однако для наших целей и этого достаточно, а сейчас мы готовы к тому, чтобы наконец обратить внимание на саму планету.