В.-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ.
1920. Апрель - Июнь. № 4-6.
аблюдаемые с Земли лунные и особенно солнечные затме-
ния, вследствие своей редкости и поразительности, издавна
привлекают внимание всех, даже людей мало думающих о
небесных явлениях; астрономам же затмения причиняли и
причиняют много хлопот: они должны возможно точнее предвычислять
каждое ожидаемое затмение и предпринимать утомительные путеше-
ствия в весьма отдаленные от постоянных обсерваторий места. Известно,
например, с какими опасностями французский астроном Жансен
(1824—1907) вылетел из осажденного Парижа на воздушном шаре, чтобы
во-время поспеть в Алжир, где можно было видеть 22 декабря 1870
года полное солнечное затмение, которое ему, однако, не удалось на-
блюдать по случаю ненастной П9годы.
На Земле причиною затмений служит Луна. Когда, в полнолуние, ,
она попадает в тень, отбрасываемую Землею от Солнца, происходит
лунное затмение, а когда в новолуние Луна закрывает часть или весь
солнечный диск—солнечное. Если бы Земля имела не одного, а не-
скольких спутников, то затмения были бы у нас чаще и разнообразнее.
Такие условия существуют на всех планетах, отстоящих от Солнца
дальше Земли. Рассмотрим сперва затмения спутников на разных
планетах.
Марс отбрасывает за собою тень, длина оси которой составляет
около 330 радиусов планеты и так как оба спутника Марса очень
близки к нему, то радиусы сечений тени Марса на расстояниях Фо-
боса и Деймоса видны из центра планеты под огромными углами
21°34' и 8°22'. Орбиты обоих спутников наклонены к плоскости орбиты
Марса под углом 28°, и потому затмения спутников случаются только
около времен прохождений линии узлов их орбит через центр Солнца,
но по многу раз под ряд. Пренебрегая отступлениями линий узлов
от возмущений, не трудно вычислить, что в течение марсова года,
т. е. в продолжении 687 суток, Фобос затмевается 1232, а Деймос
.108 раз. В один полный оборот Марса вокруг Солнца спутники имеют
соответственно 2160 в 542 „полнолуний Из них Фобос имеет после-
В.-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ.
довательно 460 „полнолуний" без затмений, затем, подойдя к узлу
своей орбиты на 51°32', начинает затмеваться и 615 „полнолуний"
под ряд происходят сперва частные, а потом полные его затмения;
далее, 460 „полнолуний" проходят без затмений и 615 „полнолуний"
с затмениями у другого узла. Соответствующие числа для Деймоса
суть: 217 „полнолуний" без затмений и 54 с затмениями в продол-
жении каждого марсового полугодия. Вследствие эллиптичности
орбиты Марса, распределение затмений спутников по полугодиям на
самом деле не одинаково, но сущность явлений от этого не меняется.
Затмения Фобоса замечательны тем, что, благодаря краткости
времени его обращения (7*39™), в одну ночь на Марсе, суточное вра-
щение которого совершается в 24*37™, можно наблюдать два, а зимою
даже три его затмения. Центральные затмения Фобоса продолжаются
приблизительно 55 минут, а Деймоса 1 час. 24 минуты.
Юпитер отбрасывает тень, простирающуюся при среднем рас-
стоянии его от Солнца на 1242 радиуса этой огромной планеты. Ви-
димый радиус Солнца с Юпитера всего 8'41’7, его параллакс 181'71, а
радиусы сечений тени Юпитера на расстояниях четырех „старых" его
спутников, открытых еще Галилеем в 1610 году и называемых I, II,
III и IV-ым, составляют:
9°39'	6®2'	3*45'	2°7'
Так как наклоны их орбит к плоскости орбиты Юпитера суть
3°5'	3°5'	3°0'	2*41',
то первые три спутника подвергаются затмениям в каждое свое „пол-
нолуние", четвертый же не затмевается много раз под ряд; именно,
в продолжение одного юпитерова года (4333 суток) он совершает
258 синодических оборотов и в средних числах 126 раз затмевается,
... а 132 раза проходит выше или ниже тени Юпитера. Продолжитель-
ность центральных затмений рассматриваемых спутников равна соот-
ветственно:
2*17“	2*52™	3*35™	4*43™
Затмения этих четырех „старых" спутников тщательно наблюдаются
уже более трех веков и, помимо определения их собственных орбит,
послужили к доказательству немгновенного распространения света;
однако сами по себе эти затмения не представляют ничего особенного;
но в последнее время открыто несколько других спутников. Найден-
ный американским астрономом Барнардом 36 дюймовым ликовским
рефрактором в 1892 году, V-ый спутник столь близок к планете, что,
несомненно, затмевается при каждом своем „полнолунии"; но наблю-
дать эти явления еще не удавалось: он и при полном своем сиянии
принадлежит к крайне трудно видимым светилам. Зато затмения VI,
VII, VIII и IX спутников Юпитера, открытых помощью фотографии
в 1904, 1905, 1908 и 1914 годах, и обращающихся вокруг планеты на
весьма далеких расстояниях, должны представлять много своеобразного.
В.-ТОПОГРАФИЧЕСКЙЙ ЖУРНАЛ.
Вследствие- очень значительного сжатия Юпитера (Vw), конус
его тени от шарообразного Солнца есть тело, не легко понимаемое
даже просто с геометрической точки зрения. Если провести к Солнцу
и Юпитеру четыре симметрично расположенные касательные: две в
плоскости экватора Юпитера, а две в плоскости к ней перпендикуляр-
ной, то не трудно сообразить, что первые две пересекутся дальше
прочих двух. До четвертого спутника, обращающегося всего в рас-
стоянии 26.5 радиусов планеты, сечения конуса юпитеровой тени можно
считать эллипсами, подобными меридианному сечению самого Юпитера;
на огромных же расстояниях ново-открытых дальних спутников эти
сечения неэллипсы, а сложные алгебраические кривые овального очер-
тания. Если один из дальних спутников, в противостоянии с Солнцем,
оказывается в узле своей орбиты, то с Юпитера можно видеть не
только полное или частное его затмение, но еще затмение двусерпо-
видное, когда тень планеты закрывает большую часть диска планеты,
но оставляет свободными две луночки на севере и на юге. К сожале-
нию дальние спутники Юпитера так малы, что эти странные затмения
нельзя видеть не только с Земли, но даже с самого Юпитера: послед-
ний из открытых, IX-ый спутник, представляется нам звездочкою
16-ой величины, да и с Юпитера тоже не диском, а звездочкою 12-ой
величины. Любопытно еще, что, вследствие медленности движения
IX-го спутника, его центральное затмение может продолжаться почти
13 часов, т. е. более времени вращения Юпитера около оси (9ft56w);
следовательно, вступив в тень . в начале ночи, этот спутник покинет
ее не ранее конца следующей!
Подобные же особенности должны представлять и ново-открытые
дальние спутники Сатурна, отбрасывающего тень, простирающуюся
на 2215 его радиусов. Затмения прежде известных восьми. спутников
не отличаются от затмений „старых" спутников Юпитера, только вслед-
ствие большого наклона их орбит к орбите Сатурна, эти затмения
случаются весьма редко и всего по несколько раз в течение прохо-
ждения линии узлов вблизи центра Солнца, т. е. каждые 15 лет. С
Земли затмения спутников Сатурна долгое время вовсе не удавалось
видеть и только недавно, и то лишь в самые большие рефракторы,
стало возможным наблюдать эти редкие явления.
Затмения спутников Урана и спутника Нептуна несомненно бы-
вают, потому что вершины конусов теней этих отдаленнейших планет
отстоят от их центров на 4270 и 6700 радиусов, что значительно пре-
вышает удаления спутников, однако наблюдать эти явления до сих
пор еще не довелось. Орбиты спутников Урана и Нептуна почти
перпендикулярны к орбитам их планет и прохождения узлов соот-
ветствующих орбит через центр Солнца случаются по одному разу
каждые 42 и 82 года.
Обратимся теперь к солнечным затмениям, случающимся на раз-
ных планетах от закрытия Солнца их спутниками.
С Земли средние видимые радиусы Солнца и нашего единствен-
ного спутника Луны почти одинаковы, но вследствие небольших
6.	В.-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ.
перемен расстояний от эллиптического вида орбит Земли и Луны,
лунный диск кажется то больше, то меньше солнечного; поэтому
солнечные затмения бывают у нас, помимо частных, либо полные, либо
кольцеобразные. На других планетах такого близкого равенства ви-
димых радиусов не встречается, но, благодаря изобилию спутников,
на большинстве из них случаются оба рода затмений, только каждый
спутник неизменно либо всякий раз вполне помрачает Солнце, либо,
но опять таки при каждом затмении, покрывает только часть его
диска.
Угловые радиусы спутников Марса из центра планеты суть
1'89" и 0'36", а с поверхности ее несколько больше, но все же зна-
чительно меньше видимого радиуса Солнца, средняя величина ко-
торого с Марса равна 10'81 ? Ясно, что на этой планете полные сол-
нечные затмения невозможны; кольцеобразные же случаются весьма
часто в продолжении Многих „новолуний1* под ряд в те две эпохи,
когда линии узлов орбит проходят вблизи Солнца. Вследствие малых
размеров спутников, солнечные затмения на Марсе похожи на на-
блюдаемые с Земли прохождения нижних планет через диск Солнца.
Значительного потемнения дневного светила, какое замечается у нас
даже при кольцеобразных затмениях, на Марсе не должно быть.
Своеобразным представляется на Марсе частое прохождение по сол-
нечному диску ближайшего спутника Фобоса; в течение'одного дня
с обращенного к Солнцу полушария Марса и даже с одной и той же
точки его поверхности, можно видеть два, а летом даже три таких
прохождения, длящихся не более 55 минут каждый раз.
Видимый радиус Солнца с Юпитера, при среднем его расстоянии
равен круглым числом 3'5", а видимые радиусы его „старых* спут-
ников суть:
16'9"	8’15"	9'3"	4’51"
поэтому, если там происходит солнечное затмение, то непременно
полное. Эти явления легко наблюдать и с Земли; их печатают
в эфемеридах под названием .прохождение тени спутника по диску
Юпитера4. Для первых трех спутников такие прохождения слу-
чаются при каждом обороте, а для четвертого средним числом в
половине всех его „новолуний*. В общем затмения Солнца на Юпи-
тере, причиняемые его первыми пятью спутниками, очень похожи на
наши полные солнечные затмения, с тою лишь разницею, что про-
исходят они очень часто, продолжаются дольше; полосы полного
помрачения солнечного диска гораздо шире, а лежащие по сторонам
полосы частичного закрытия диска, наоборот, гораздо уже, чем у
нас, на Земле. Зато затмения, происходящие от недавно открытых
отдаленных спутников, представляют особенности, у нас неслыханные.
Во-первых, по малости этих спутников, самые явления походят не
на затмения, а на прохождения планет по диску Солнца, а во-вторых,
и что всего любопытнее, отдаленные спутники двигаются по небу так
В.-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ.'
медленно, что при быстроте вращения Юпитера около оси, в течение
одного * новолуния• можно наблюдать с данной точки поверхности
планеты не одно, как у нас, а несколько солнечных затмений, сопро-
вождаемых движением спутника взад и вперед. В самом деле, 1Х-ый
например спутник Юпитера, совершающий свой синодический оборот
в три с лишком года, передвигается всего на о .’в в час и потому на
центральное прохождение сечения обертывающего Солнце и Юпитер
конуса, имеющего на его расстоянии угловой диаметр 21.'в, затрачи-
вает более 26 часов. Линейная скорость точки экватора Юпитера, от
его вращения, равна 11.62 вёрсты, тогда как линейная же скорость IX
спутника по его орбите составляет всего 1.89 версты в одну секунду.
Если вступление спутника на солнечный диск началось для некоторой
точки экватора Юпитера при восходе Солнца, то проекция движения
этой точки сперва меньше линейной скорости спутника, так что он
врежется в солнечный диск с западной его стороны и двинется к
востоку; но вскоре проекция движения точки наблюдения сравняется
со скоростью спутника, вследствие чего он представится останови-
вшимся на солнечном диске, а затем, еще до полудня, на той же
точке наблюдения покажется движущимся уже с востока на запад,
и по прошествии некоторого времени вовсе сойдет с диска Солнца.
К утру следующего дня спутник настолько передвинется по своей
орбите, что с той же точки экватора Юпитера сперва вовсе не будет
виден, находясь восточнее Солнца; но в течение этого второго дня
точка наблюдения успеет нагнать и перегнать спутника и он пока-
жется проходящим через весь солнечный диск с востока на запад.
На третий день утром, т. е. по прошествии 24*47“ после начала явле-
ния, спутник будет опять и еще восточнее Солнца, однако, в течение
дня успеет вновь вступить на его диск с восточной стороны, пройти
некоторую дугу с востока на запад; а затем, к вечеру, когда проекция
- скорости точки наблюдения уменьшится, этот спутник остановится
на солнечном диске, двинется к востоку и, наконец, на этот раз уже
окончательно покинет его. Неизвестность линейных размеров 1Х-го
спутника Юпитера не позволяет вычислить, какую часть солнечного
диска он закрывает во время своего благоприятного для прохождения
»новолуния", но во всяком случае, последовательное передвижение его
то справа на лево, то в обратном направлении, должно быть очень
занимательно.
Прямое и попятное движение по небесному своду отдаленных
спутников должно наблюдаться с Юпитера ежедневно и помимо их
прохождений через диск Солнца; оно было понято там, вероятно,
так же не скоро, как прямые и попятные движения планет, видимыя
с Земли совсем от другой причины. У нас параллактические движе-
ния ближайших светил вправо и влево от вращения Земли ничтожны
и древними астрономами замечены только на Луне, да и в ней эти
перемещения не вызывают остановок и попятных движений, а только
. нарушают правильный ход непрерывного прямого.
8.	В.-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ.
Если у Юпитера существуют спутники еще дальше IX-го, то в
каждое их „новолуние- подле узлов орбит, должны наблюдаться
прохождения по солнечному диску взад и вперед много раз. Легко
себе вообразить, как трудно вычислять там области видимости таких
многократных прохождений. Эти области должны простираться на всю
поверхность планеты, за исключением ничтожной части кругом полюса,
в данное время не освещенного Солнцем, причем границы видимости
должны налегать одна на другую, перекрещиваясь и переплетаясь
самым причудливым образом.
Солнечные затмения на Сатурне, Уране и Нептуне подобны
таковым же на Юпитере. Ближайшие спутники причиняют там пол-
ные затмения по одному разу в каждое благоприятное „новолуние*,
а отдаленные—прохождения, которые как и на Юпитере, могут в одно
„новолуние" повторяться по несколько раз с видимым передвижением
то с запада на восток, как движется у нас Луна при полных сол-
нечных затмениях, то обратно, с востока на запад.
Итак, на Марсе в течение одного дня бывает несколько затмений
Солнца, причиняемых тем же спутником, имеющим в один марсовый
день несколько „новолуний"; на Юпитере же и на Сатурне, наоборот,
около одного „новолуния- дальнего спутника можно наблюдать
многократное солнечное затмение в продолжении нескольких дней
под ряд!
На всех планетах, кроме Меркурия, случаются, помимо затмений,
еще прохождения планет по солнечному диску. Чем ближе планета
к Солнцу, тем чаще видимы ее прохождения с более отдаленной. С
Венеры видны, конечно, только прохождения Меркурия; с Земли уже
много раз наблюдали прохождения Меркурия и Венеры; с Марса
можно видеть прохождения Меркурия, Венеры и Земли и т. д. Про-
хождения Земли, сопровождаемой Луною, с Марса должны быть очень
любопытны; видимый диаметр Солнца равен там 21'2" и на его диске
должны проектироваться одновременно Земля и Луна в виде черных
кружков с диаметрами в 36 "а и 9"s; ближайшее такое прохождение
будет в мае 1984 года. С Юпитера должны быть очень красивы про-
хождения Марса с его двумя спутниками: вследствие быстроты своего
обращения, Фобос, во время прохождения Марса по солнечному
Диску, успевает совершить два полных оборота около своей планеты.
Прохождение Марса по солнечному диску видно с Юпитера в течение
почти 16 часов и сам Юпитер за это время совершает более полутора
оборота около оси, так что там, по крайней мере с точек одного
полушария, явление наблюдается в продолжении двух последователь-
ных дней. С Сатурна очень часто видны прохождения по солнечному
диску Меркурия, Венеры, Земли и Марса, но прохождения Юпитера
крайне редко и таковых не будет в течение ближайших 2000 лет.
Прохождение Юпитера можно будет наблюдать с Урана в 1997 году,
а с Нептуна в 2022 году.
В.-ТОПОГРАФИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ.
9.
Возможность прохождений зависит от соотношения между сино-
дическими оборотами двух планет и взаимного наклона плоскостей
их орбит. Найример, с Урана прохождения Марса видны чаще,*чем с
Нептуна, хотя, вследствие большого расстояния последнего от Солнца,
должно было бы ожидать обратного; это обгоняется тем, что угол
между плоскостями орбит Урана и Марса (1°12') почти вдвое меньше
угла между плоскостями орбит Нептуна и Марса (2°22').
Из всего изложенного ясно, что затмения на Марсе, Юпитере,
Сатурне, Уране и Нептуне чаще, чем на Земле и представляют особен-
ности, на которые еще не обращали внимание составители общедо-
ступных книг; впрочем о них не упоминается и в самых подробных
сочинениях по Астрономии.
В заключение прибавлю еще, что помимо затмений спутников
и Солнца и прохождений планет через солнечный диск, на планетах,
имеющих несколько спутников случается, хотя и весьма редко, явле-
ние, у нас невозможное: затмение одного спутника другим, более
близким; оба спутника представляются тогда, конечно, в той же фазе,
но в зависимости от углового расстояния от Солнца, всякий раз раз-
личной. Неправда ли, что картина неба, на котором происходит даже
одновременно несколько и притом разнородных затмений должна
представлять чрезвычайно любопытное зрелище!
В. Витковский.
Лесной,
август 1920 г.