Астрономам обсерватории «Вега» НГУ удалось зафиксировать достаточно редкое астрономическое явление — кометоподобный натриевый хвост Меркурия. Снимок был сделан в марте и является первым в нашей стране. По оценкам астрономов НГУ, на фотографии длина хвоста составляет около 150 тыс. км. Кометодоподобный натриевый хвост был открыт, по астрономическим меркам, относительно недавно — в 2001 году. На данный момент астрономами со всего мира сделано несколько десятков подобных снимков.
Фото хвоста Меркурия. Автор: Егор Коняев, обсерватория «Вега» НГУ
Сложность съемки хвоста Меркурия заключается в том, что необходимо сочетание сразу нескольких факторов: достижение Меркурием максимальной радиальной скорости относительно Солнца, значительное угловое удаление Меркурия от Солнца (элонгация) и подходящие метеоусловия.
Всем известно, что хвост можно наблюдать у комет — это малые тела Солнечной системы, которые состоят в основном изо льда и пыли. Когда комета приближается к Солнцу, происходит сублимация вещества (вода, летучие газы и пыль) с поверхности ее ядра, образуются кома и хвост. Частицы пыли рассеивают солнечный свет, поэтому с Земли можно видеть хвост у комет.
Однако хвост бывает не только у комет, но и у некоторых более крупных объектов Солнечной системы. Например, у Меркурия.
«Механизм образования хвоста у Меркурия схож с принципом образования хвоста у комет. Для данной планеты характерна тонкая и слабая атмосфера, которая состоит из гелия, натрия, водорода, калия и кислорода. У Меркурия слабая гравитация и слабое магнитное поле, поэтому атомы химических элементов, составляющих его атмосферу, из-за близости к Солнцу постоянно сносятся солнечным ветром. Поэтому образуется кометоподобный натриевый хвост Меркурия, он называется натриевым, поскольку ярче всего виден именно в линии натрия — на длине волны 589 нанометров», — рассказал Егор Коняев, инженер обсерватории «Вега» НГУ.
Кометоподобный натриевый хвост Меркурия был открыт в 2001 году, тогда была сделана его первая фотография. Догадки о том, что должно существовать что-то подобное, были еще в восьмидесятых годах. Однако из-за того, что хвост достаточно тусклый и чтобы его зафиксировать, нужно применять специальный фильтр, долгое время его не получалось сфотографировать. Однако это стало возможным с появлением высокочувствительных цифровых камер. В 2001 году по снимку длину хвоста Меркурия оценили не более чем в 40 тыс. километров. Позже, в 2008 году, получили снимки, по которым стало ясно, что длина хвоста превышает 2 млн километров.
«Съемка натриевого хвоста Меркурия – не самая простая задача, но при наличии специального фильтра становится посильной почти каждому любителю астрономии. Впервые об этом явлении я узнал около года назад, когда увидел впечатляющие снимки немецкого астрофотографа Себастьяна Вольтмера. Позже стало ясно, что подобных фото сделано всего несколько десятков, а в нашей стране еще ни одного. Это и побудило меня к тому, чтобы попробовать сфотографировать хвост Меркурия», — рассказал Егор Коняев.
Фотография была сделана с применением специального фильтра, на определённую длину волны — 589 нанометров, с шириной пропускания 10 нанометров. Это необходимо для выделения полосы спектра, в которой меркурианский хвост имеет наибольшую яркость. Также было необходимо производить съемку с длительными выдержками и высокой чувствительностью, суммарное время накопления сигнала составило 8 минут.
Задача также осложняется тем, что хвост Меркурия имеет наибольшую яркость в моменты ±16 дней от перигелия. У Меркурия довольно вытянутая эллиптическая орбита, поэтому в перигелии он достаточно близко подходит к Солнцу.
«Понятно, что больше всего воздействие Солнца на Меркурий будет в момент прохождения планетой перигелия. Поэтому кажется логичным, что именно в этот момент лучше всего снимать хвост. Однако, по причинам, связанным с допплеровским сдвигом линий поглощения натрия, хвост Меркурия имеет наибольшую яркость в моменты ±16 дней от перигелия, поскольку планета в это время достигает максимальной радиальной скорости относительно Солнца», — пояснил Егор Коняев.
В этом году наиболее благоприятный период для наблюдения Меркурия выпал на конец февраля и вторую половину марта. Меркурий удалось снять, когда он находился очень низко над горизонтом, — высота планеты была всего 3 градуса. Съемки производились из обсерватории «Вега» НГУ. По оценкам астрономов НГУ, на фотографии длина хвоста составляет около 150 тыс. км.
Из других объектов Солнечной системы, у которых есть кометоподобные хвосты, — это Луна и спутник Юпитера Ио. У Луны очень слабая атмосфера, она крайне разрежена. Луна также подвергается воздействию Солнца, и атомы натрия покидают атмосферу спутника, образуя хвост. Наблюдать хвост Луны можно только в период новолуния, когда спутник находится между Солнцем и Землёй. В этот момент происходит фокусировка пучка частиц хвоста под действием земной гравитации. Выглядит лунный хвост как слабое пятно в диаметрально противоположной Солнцу части неба. Для его фотографирования также нужен специальный фильтр.
В дальнейших планах астрономов НГУ — зафиксировать хвост самого ближнего спутника Юпитера — Ио.
«Особенность данного космического объекта заключается в том, что он находится довольно близко к Юпитеру, из-за этого возникают существенные приливные силы, которые порождают высокую геологическую активность. В вулканических выбросах Ио также содержится натрий, который можно зафиксировать с помощью фильтра. Сложность для съёмки хвоста Ио заключается в близости Юпитера. Его относительно высокая яркость не позволяет сфотографировать хвост Ио. Для решения этой сложной задачи потребуется модернизировать телескоп и сделать из него коронограф, который позволит отсекать свет от яркой планеты. После этого можно будет попытаться сделать снимок хвоста Ио. Таких фотографий в мире сделано еще меньше. Эта задача на будущее, которую мы ставим перед собой», — рассказал о планах Егор Коняев.
В следующий раз благоприятные условия для наблюдения натриевого хвоста Меркурия в наших широтах произойдут весной 2027 года. При должном терпении и упорстве и наличии специальной техники сфотографировать его может любой астроном-любитель.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Новосибирского государственного университета
