Астрономы обсерватории «Вега» НГУ зафиксировали редкое явление – кометоподобный натриевый хвост Меркурия. Снимок, сделанный в марте, является первым в России. По оценкам астрономов НГУ, длина хвоста на фотографии около 150 тысяч километров. Кометодоподобные натриевые хвосты открыты астрономами относительно недавно – в 2001 году. На данный момент со всего мира сделано несколько десятков подобных снимков.
Фотография хвоста Меркурия. Автор: Егор Коняев, обсерватория «Вега» НГУ.
Чтобы снять хвост Меркурия, требуется соблюдение ряда условий: Меркурий должен иметь максимально возможную радиальную скорость относительно Солнца, его угловое расстояние от Солнца (элонгация) должно быть значительным, а погодные условия благоприятными.
Известно, что хвосты наблюдаются у комет — небесных тел Солнечной системы, состоящих в основном из льда и пыли. Приближаясь к Солнцу, комета испаряется: лед, газы и пыль с ее ядра превращаются в газ и образуют кома и хвост. Земляне могут видеть хвосты комет, потому что частицы пыли отражают солнечный свет.
Хвост встречается не только у комет, но и у некоторых больших тел Солнечной системы, например, у Меркурия.
Механизм образования хвоста у Меркурия аналогичен принципу образования хвоста у комет. Для этой планеты характерна тонкая и слабая атмосфера из гелия, натрия, водорода, калия и кислорода. У Меркурия слабая гравитация и слабое магнитное поле, поэтому атомы химических элементов, составляющих атмосферу, из-за близости к Солнцу постоянно сносится солнечным ветром. В результате образуется кометоподобный натриевый хвост Меркурия, наилучшим образом виденный в линии натрия — на длине волны 589 нанометров.
Кометоподобный натриевый хвост Меркурия обнаружили в 2001 году, тогда же его впервые сфотографировали. Предположения о существовании подобного объекта появились еще в восьмидесятых годах. Из-за тусклости хвоста и необходимости специального фильтра долгое время его не удавалось запечатлеть на снимках. Однако это стало возможным благодаря появлению высокочувствительных цифровых камер. В 2001 году по фотографии оценили длину хвоста Меркурия не более чем в 40 тысяч километров. Позже, в 2008 году, снимки показали, что длина хвоста превышает два миллиона километров.
Съемка натриевого хвоста Меркурия непростая задача, но специальный фильтр делает её доступной любителям астрономии. О phenomenon Егор узнал год назад, увидев снимки немецкого астрофотографа Себастьяна Вольтмера. Позже выяснилось, что таких снимков сделано лишь несколько десятков, в нашей стране – ни одного. Это побудило Егора попробовать сфотографировать хвост Меркурия.
Фотоснимок сделан с использованием фильтра, пропускающего свет определенной длины волны — 589 нанометров — и шириной пропускания 10 нанометров. Такой фильтр нужен для выделения диапазона спектра, где меркурианский хвост наиболее яркий. Съемка выполнялась с длинными выдержками и высокой чувствительностью камеры, суммарное время накопления сигнала составило 8 минут.
Из-за большой протяженности орбиты и близости к Солнцу в момент перигелия яркость хвоста Меркурия максимальна в период около ±16 дней от этого момента.
В момент прохождения планетой перигелия воздействие Солнца на Меркурий будет самым сильным. Поэтому кажется логичным снимать хвост именно тогда. Однако, по причинам, связанным с допплеровским сдвигом линий поглощения натрия, хвост Меркурия обладает наибольшей яркостью в моменты ±16 дней от перигелия, поскольку планета в это время достигает максимальной радиальной скорости относительно Солнца.
В этом году наиболее благоприятные для наблюдения Меркурия условия сложились в конце февраля и во второй половине марта. Снимки планеты удалось сделать, когда Меркурий находился очень близко к горизонту — его высота составляла всего 3 градуса. Фотографии сделаны из обсерватории «Вега» НГУ. Астрономы НГУ оценили длину хвоста на фотографии примерно в 150 тысяч километров.
Кроме комет, кометоподобные хвосты имеют Луна и спутник Юпитера Ио. Атмосфера Луны очень разрежена. Солнце воздействует на спутник, атомы натрия покидают атмосферу Луны, образуя хвост. Наблюдать его можно только во время новолуния, когда спутник находится между Солнцем и Землёй. Тогда земная гравитация фокусирует пучок частиц хвоста. Лунный хвост выглядит как слабое пятно в диаметрально противоположной Солнцу части неба. Для его фотографирования нужен специальный фильтр.
Астрономы НГУ стремятся зафиксировать хвост ближайшего к Юпитеру спутника — Ио.
Данный космический объект находится достаточно близко к Юпитеру, из-за чего возникают существенные приливные силы, вызывающие высокую геологическую активность. Вулканические выбросы Ио содержат натрий, который можно зафиксировать с помощью фильтра. Снять хвост Ио затруднительно из-за близости Юпитера, его яркость не позволяет это сделать. Для решения задачи потребуется модернизировать телескоп и создать коронограф для отсечения света от планеты. Тогда получится попытаться сфотографировать хвост Ио, такого рода снимков в мире немного. Эту задачу мы ставим перед собой, — рассказал Егор Коняев о планах.
Следующее благоприятное время для наблюдения натриевого хвоста Меркурия в наших краях придёт весной 2027 года. С достаточной выдержкой, старательностью и подходящей техникой это сможет сделать каждый любитель астрономии.
Информация и фотографии предоставила пресс-служба Новосибирского государственного университета.