Аспан сферасының негізгі элементтерін атау және бейнелеу

Жұ лдыздардың, планеталардың, т.б. аспан денелерінің орналасу орындарын анық тау жә не ө лшеу сияқ ты практикалық мә селелерді шешу ү шін астрономияда аспан сферасы деген ұ ғ ым колданылады. Аспан сферасы—радиусы анық талмағ ан жорамал сфера. Аспан шырақ тары, ә ртурлі қ ашық тық та болғ андық тан, онық бетіне бақ ылаушы белгілі бір уаң ытта ө зі орналасқ ан орыннан кә ретін букіл аспан шырақ тары проекциялаиады.

Аспан сферасының орталық нү ктесі, ө детте, жер центрі немесе жер бетіндегі бақ ылаушы тұ рғ ан орынмен (бақ ылаушы кө зімен) сә йкестендіріледі. Аспан сферасында тек бұ рыштық ө лшеулер ғ ана карастырылады. Бұ рыштық қ ашың тық деп сферадағ ы екі нү ктенің арасындағ ы доғ амен ө лшенетін қ ашық тық ты немесе оғ ан сә йкес орталык бұ рыш шамасын айтады. Яғ ни, бұ л —бақ ылаушы кө зімен қ арағ андағ ы (аспан сферасының орталық нү ктесінен) осы екі нү ктеге тарайтын сә улелердің арасындағ ы бұ рыш.

Аспан сферасының негізгі элементтері. Зенит (Z) нү ктесі бакылаушының дә л тө бесінде, ал Надир (Z) — сфераның қ арама-қ арсы нү ктесінде орналаскан. Осы екі нү ктені қ осатын тү зу вертикаль сызық немесе тік сызық, оғ ан перпендикуляр ә рі аспан сферасының орталық нү ктесі арқ ылы ө тетін жазық тық математикалық немесе нақ ты кө кжиек жазық тығ ы деп аталады. Ол аспан сферасын қ иып, ү лкен дө ң гелек (центрі аспан сферасының центрімен сә йкес келетін шең бер мағ ынасында) — нақ ты кө кжиек (немесе жай ғ ана кө кжиек) тү зеді. Кө кжиек аспан сферасын кә рінетін жә не кә рінбейтін екі бө лікке бө леді. Зениттен М шырак аркылы надирге дейін ө тетін ү лкен дө ң гелек шырақ вертикалі деп аталады. Аспан сферасы жә не шырақ тардың тә уліктік айналысы дірние осінің тө ң ірегінде ө теді. Жер ө лшемі жұ лдыздарғ а дейінгі қ ашық тық пен салыстырғ анда ө те кіші болғ андық тан, іс жү зінде дү ние осі жер бетіндегі кез келген орын ү шін Жер осіне параллель болады. Дү ние осінің аспан сферасымен қ иылысатын нү ктелері аспан сферасының айналысына катыспайды. Сондық тан да олар дуние полюстері деп аталады. Тө ң ірегінде аспан сферасының айналысы (сфераның орталық нү ктесінде орналаскан бакылаушы ү шін) сағ ат тілін айналу бағ ытына кері болатын полюс дү ниенің солтү стік полюсі, оғ ан карсы полюс дү ниенің оң тү стік полюсі деп аталады. Дү ниені солтү стік полюсі маң ында (1°-ка жуық қ ашық тық та) Темірқ азық жұ лдызы орналасқ ан. Зенит жә не дү ние осі арқ ылы ө тетін жазық тық аспан меридианының жазық тығ ы, ал оның аспан сферасымен қ иылысқ ан кезінде пайда болатын ү лкен дө ң гелек аспан меридианы болып табылады. Аспан меридианы аспанның тә уліктік айналысына қ атыспайды да, кө кжиекпен екі нү ктеде қ иылысады, олар — кө кжиектің оң тү стік (S) жә не солтү стік (N) нү ктелері. Математикалық кө кжиек жә не аспан меридианы жазыктыктарының киылысуында пайда болатын тү зу талтү стік сызық деп аталады. Аспан сферасының орталык нү ктесі арқ ылы ө тетін жә не дү ние осімен тік бұ рыш жасайтын жазық тық аспан экваторының жазық тығ ы деп аталады. Жер экваторына параллель бағ ытталғ ан бұ л жазық тық аспан сферасымен киылысканда пайда болатын ү лкен дө ң гелек аспан экваторы деп аталады. Аспан экваторы аспан сферасын оң тү стік жә не солтү стік екі жарты шарғ а бө леді жә не кө кжиекпен екі нү ктеде — шығ ыс (Е) жә не батыс (W) нуктелерінде қ иылысады.

Жер тобының планеталары

Кү н жү йесіндегі планеталар ө здерінің физикалық қ асиеттеріне қ арай екі топқ а бө лінеді – жер тобындағ ы планеталар жә не алып планеталар. Жер тобындағ ы планеталарғ а: Меркурий, Шолпан, Жер, Марс, Плутон да жатады. Жер тобының планеталары, негізінен табиғ и тұ здар мен темірден тұ рады. Жер тобындағ ы планеталарда серіктер аз (Меркурий мен Шолпанда олар тіпті жоқ, Марста – екі кішкене серік, Жерде – біреу). Физикалық сипаттамалар бойынша бұ л топтағ ы планеталарғ а алыстағ ы Плутон да жататын болар.

Меркурий. Меркурийдің бетінде оғ ан қ ұ лағ ан метеориттердің салдарынан шұ ң қ ырлар пайда болғ ан. Оның ең ү лкені Калорис деп аталады. Диаметрі 1300 км болатын осы ү лкен шұ ң қ ырдың бү йірлерінде метеориттің соқ тығ ысу кү шінен тау ү йінділері пайда болғ ан. Меркурийдің Кү нге жақ ын орналасуы оны бақ ылауғ а кедергі келтіреді. Аспан аясында оның Кү нне ең алыс кету бұ рышы 29о. Сондық тан ол кү н шығ ар алдында (ертең гі кө рінуі) немесе кешке кү н батқ анда (кешкі кө рінуі) кө рінеді. Меркурий орбитасының эклиптикағ а кө лбеулігі ү лкен болғ андық тан оны ә р уақ ытта кө ру мү мкін емес. Планета қ ұ ралсыз кө зге анық кө рінеді. Ең жақ сы кө ріну периодындағ ы жылтыруы –1m-ге тең. Меркурийдің магнит ө рісі Жердікінен 100 есе ә лсіз. Планетаның шамамен тө рттен ү ш бө лігін қ ұ райтын ядросы темірден тұ рады. Меркурийдің диаметрі Жерден 3 есе, массасы 20 есе аз, ал тығ ыздығ ы Жердің тығ ыздығ ымен шамалас (5, 43 г/см3). Меркурий Юпитер мен Сатурнның кейбір серіктерінен кіші. Планета сфера тү ріне ие. Меркурийдің серіктері жоқ. Егер олар болғ ан жағ дайда да планетаның алғ ашқ ы пайда болуы кезінде планетаның бетіне қ ұ лағ ан болуы керек.

Шолпан планетасы. Шолпанды Жердің «сің лісі» деп те атайды, ө йткені олардың массалары жә не ө лшемдері шамалас. Шолпан ө зінің Кү нді айнала қ озғ алысына кері бағ ытта жә не Жерге қ арағ анда 243 есе баяу қ озғ алатынымен басқ а планеталардан ө згешеленеді. Жас Меркурий мен Шолпан ө з осьтерінен 10 сағ ат периодпен айналғ ан болатын. Бұ л планеталардың денелері алыс дә уірде (матия) қ атып қ алғ андай ә сер қ алдырады. Егер Шолпанда магнит ө рісі болса, ол ө те ә лсіз, оның полярлығ ы жердегі сияқ ты ғ ана. Шолпанның массасы Жер массасының 0, 815 бө лігін қ ұ райды, тығ ыздығ ы 3, 24 г/см3-қ а тең. Шолпанның орбитасын дө ң гелек деуге болады, оның эксцентриститілігі 0, 0068-ге тең. Шолпан Кү н жү йесіндегі Жерге ең жақ ын планета, оғ ан дейінгі қ ашық тық 40-тан 259 млн километрге дейін ө згереді. Шолпан планетасының серіктері жоқ. Атмосферасы, негізінен, кө мір қ ышқ ыл газынан тұ рады жә не тығ ыздығ ы жердегіден тоқ сан есе артық. Планетаның бетіндегі атмосфералық қ ысымды жер бетіндегі мұ хиттың бір километр терең дігіндегі қ ысымымен салыстыруғ а болады. Планетаны ү немі тығ ыз бұ лттар жауып тұ рады да, планетада «парникті эффект» байқ алады. Кү ннің жарық сә улелері қ айта сә улеленіп, жылу сә улелерін шығ арады. «Магеллан» зонды Шолпанда вулкандар тапты. Олардан бө лінетін қ ос тотық ты кү кірт тығ ыз қ ызғ ылт-сары бұ лт қ ұ райды. 50-100 км биіктікте одан кү кірт қ ышқ ылы немесе тұ з қ ышқ ылы тамшыларынан тұ ратын жаң быр жаууы мү мкін. Шолпанның бетінде таулар, вулкандар (ә деттегідей емес, дө ң гелек пішінді келеді), аң ғ арлар бар. Жалпы алғ анда, бұ л жер тобындағ ы планеталар ішіндегі ең бір тегістеу планета.

Жер планетасы. Меркурий мен Шолпаннан кейінгі тұ рғ ан біздің кө гілдір планета Жер. Жердің гидросферасы жылуды сақ тайды. Жердің ішкі қ ұ рылысы ө те кү рделі. Қ атты планеталар арасынан Жер ең активті болып есептеледі. Беткі қ абаты ү немі ө згерістерге ұ шырап тұ рады. Жер залалинның теориясы бойынша жердің сұ йық жә не қ атты ядросы анық талады. Жердің магнит ө рісі ө те кү шті. Оның магнит осінің ө з кіндігінен айналу осіне кө лбеулігі 11о, 5о бұ рыш жасайды. Жер кө кшіл кө гілдір, Ай қ ызғ ылт сары тү сті. Ай Жерге тек бір жақ бетімен кө рінеді. Айдың Жерді айналып шығ у уақ ыты оның ө з осімен айналып шығ у уақ ытына тең. Меркурийдегі тә різді Айда да атмосфера жоқ.

Марс планетасы. «Қ ызыл жұ лдыз» планетасы Жерден ә лде қ айда кіші. Ол, бір жағ ынан, Меркурий мен Айдың арасындағ ы, екінші жағ ынан, Жер мен Шолпанның арасындағ ы аралық планета тә різді, оның атмосферасының тығ ыздығ ы Жер атмосферасының тығ ыздығ ынан 10 есе аз. Марстың атмосферасы Шолпандағ ы тә різді кө мір қ ышқ ыл газынан тұ рады. Марс планетасының екі серігі бар. Олар ө лшемдері шағ ын, шамамен 20 км болатын Фобос жә не Деймос.

Марс Кү н жү йесіндегі Жерден адам баласының онда детілген жердегідей тіршілік бар деген ү мітпен қ арап, ерекше қ ызығ ушылық тудырғ ан бірінші планета. ХІХ ғ асырда негізгі пікірталастар мен айтыстар тудырғ ан Марстан басқ а бірде-бір планета болғ ан емес. Қ азіргі кезде Марста ө сімдіктер мен органикалық ө мірдің бар болуы жө нінде талас жү ріп жатыр. ХХІ ғ асырда бұ л пікірталастың жұ мбағ ы азайғ ан жоқ.

Плутон. Енді Жер тобындағ ы Плутон планетасын, оның серігі Харонды қ арастырамыз. Бұ л Кү н жү йесіндегі ең салқ ын ең кішкене планета. Оның диаметрі 2260 км, ал бетінің орташа температурасы –230оС. Ғ алымдар планетада ө те сирек азот пен метаннан тұ ратын салқ ын атмосфера бар болар деп жобалайды. Плутонның тү нгі аспанында Кү н тек жарық жұ лдыз тә різді кө рінеді. Оның серігі Харон планетадан екі есе кіші. Кү н жү йесінің соң ғ ы планетасы 1930 жылы табылды, оғ ан ә лі ешқ андай ғ арыш аппараттары ұ шып барғ ан жоқ. Соң ғ ы кезде Плутонды Кү н жү йесіне кіретін тең қ ұ қ ық ты планета арасына жатқ ызуғ а бола ма деген пікірталас та қ ызу жү ріп жатыр. Ал Жерден алынғ ан фотосуреттермен оның қ андай да бір ерекшеліктерін анық тауғ а ә лі мү мкіндік болмай тұ р. Плутон мен Харонды зерттеу дә уірі ә лі алда.

Алып планеталар

Алып планеталардың (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) ө лшемдері мен массалары ү лкен, ал орташа тығ ыздығ ы азщ (ең аз Сатурнда – 0, 7г/см3). Барлық алып планеталардың қ ұ рылымдары ұ қ сас. Алып планеталар Кү ннен ө те алыс қ ашық тық та жатыр. Барлық алып планеталар серіктерімен қ оршалғ ан. Отыз жыл бұ рын белгілі серіктердің саны отыздан аспап еді. Қ азір олардың алпысы белгілі. Серіктердің бір-біріне ұ қ самайтындығ ы таң дандырады. Қ азіргі кезде Юпитерде 16, Сатурнда 17, Уранда 15, тек Нептунда ғ ана 8 серік бар.

Юпитер Кү н жү йесіндегі ең ү лкен жә не ең ауыр планета, тү рлі тү сті. Юпитердің кө лемі Жерден 1320 есе, ал салмағ ы 315 есе артық. Юпитер кішкентай жұ лдыз болып қ алар еді. Ә йтсе де ө зінің жеке жылу кө зі бар, ол заттың радиоактивті ыдырауы жә не сығ ылуы кезінде бө лініп шығ аратын энергия. Юпитердің орталық ауданындағ ы ток ө ткізетін метанды сутектің ө те аз айналуының нә тижесінде қ уатты магнит ө рісінің ө ндірілуі мү мкін. Юпитердің магнит ө рісінің Кү н желімен ө зара ә серлесуінен атмосферада полюстік шұ ғ ыла мен найзағ ай қ ұ былыстары байқ алады. Юпитердің ү лкен қ ызыл дағ ы – ө лшемі жерден екі есе ү лкен болатын циклон. Ү лкен қ ызыл дақ осінен 6 кү нде бір толық айналып шығ ады. Сыртқ ы серіктері планетадан қ ұ ралсыз кө збен кө рінбейтін қ ашық тық та орналасқ ан, ал ең алыс серіктің бетінен қ арағ анда Юпитер Айдан да кіші болып кө рінеді.

Сатурн Кү н жү йесіндегі қ ұ ралсыз кө збен бақ ылауғ а болатын соң ғ ы планета. Оның тығ ыздығ ы Кү н жү йесіндегі планеталар тығ ыздығ ының бә рінен де, тіпті қ арапайым судың тығ ыздығ ынан да аз. Егер Сатурн сиятын мұ хит табу мү мкін болса, онда ол мұ хитта қ алқ ып жү рер еді. Сатурн ені 275 000 км, ал қ алың дығ ы бір километрден артық емес, ө зінің қ уатты сақ иналар жү йесімен ерекшеленеді. 5 млрд жыл бұ рын Кү ннің айналасында да кө птеген ұ сақ денелер мен бө лшектерден тұ ратын осындай сақ инаның бірігуі нә тижесінде планеталар пайда болады. Яғ ни, осы сақ иналар планетаның пайда болу механизмін тү сінуге кө мектеседі.

Уран. Уран да барлық алып планеталар тә різді жартылай сұ йық, жартылай газ кү йінде тұ рады. Планетаның ішінде елеулі ірі ақ тты ядросы бар. Газ қ абығ ының астында қ алындығ ы планетаның радиусының ү штен біріндей жерде су, амиак жә не метаннан тұ ратын, температурасы бірнеше жү з градус болатын тғ ыыз мұ хит орналасқ ан. Ондағ ы атмосфераның қ ысымы 200 мың жер атмоферасы қ ысымнан кем емес. Басқ а алып планеталарғ а ұ қ сас Уранның атмосферасы, негізінен, сутегінен, гелийден жә не метаннан тұ рады жә не олардың салыстырмалы қ атынасы Юпитер мен Сатурнғ а қ арағ анда тө мен. Уранның ту кө гілдір, ө йткені оның атмосферасының жоғ арғ ы қ абатында сутегі мен гелийдің тү тіні бар. Уранның магнит ө рісі жердікі сияқ ты кү шті, бірақ магниттік полюс географиялық полюстан шамалы 500 – қ а ауытқ ығ ан. Уранда 9 сақ ина бар. Олар: тығ ыз, жің ішке, сатурынның сақ ина – карина мың есе жің ішке, тү стері кө мірдей қ ара.

Нептун. Кү ннен 4, 5 млрд км қ ашық тық та жатыр, бұ л жерден 30 есе алыс деген сө з. Нептуннің ө лшемі Ураннан аз ғ ана кіші жә не ал газды алып пленталар ішіндегі ең кішісі болып есептеледі. Оның жарық тануы жер бетінен 900 есе Юпитерден 30 есе кем. Нептун атмосферасының қ ұ рамы алып планеталарғ а ұ қ сас екенін ө леулер кө рсетті: 13% гелий, 85% сутегі жә не басқ а заттар мен метанның қ апасы бар. Нептун атмосфераның жоғ ары қ абаттарының қ озғ алысы ә деттегіден ө згеше жү реді. Планетаның ө з ө сінен шығ ысқ а қ арай айналуына қ атысты алғ анда атмосфералардың қ озғ алысы батысқ а қ арай бағ ытталғ ан, оның ү стіне экватордағ ы бұ лт баяу қ озғ алады. Кү н жү йесіндегі жерлердің кү штісі Нептунда соғ ады, оның жылдамдылығ ы дыбыстың жылдамдығ ына жетеді.