.jpg/1280px-NASA_-_Earth,_Moon,_and_Jupiter,_as_seen_from_Mars_(pd).jpg)
Многие астрономические явления, наблюдаемые с планеты Марс, такие же или похожи на те, которые наблюдаются с Земли ; но некоторые (например, вид Земли как вечерней/утренней звезды) совершенно другие. Например, поскольку атмосфера Марса не содержит озонового слоя , с поверхности Марса также можно проводить УФ-наблюдения .
Марс имеет наклон оси 25,19°, что довольно близко к значению 23,44° для Земли , и поэтому на Марсе есть сезоны весна, лето, осень, зима, как и на Земле. Как и на Земле, в южном и северном полушариях лето и зима наступают в противоположные времена.
Однако орбита Марса имеет значительно больший эксцентриситет , чем земная. Поэтому времена года имеют неравную продолжительность, гораздо большую, чем на Земле:
На практике это означает, что лето и зима имеют разную продолжительность и интенсивность в северном и южном полушариях . Зимы на севере теплые и короткие (потому что Марс быстро движется около своего перигелия ), а зимы на юге длинные и холодные (Марс медленно движется около афелия ). Аналогично, лето на севере длинное и прохладное, а лето на юге короткое и жаркое. Поэтому экстремальные температуры значительно шире в южном полушарии, чем в северном.
Сезонная задержка на Марсе составляет не более пары дней [1] из-за отсутствия крупных водоемов и подобных факторов, которые могли бы обеспечить буферный эффект. Таким образом, для температур на Марсе «весна» является приблизительно зеркальным отражением «лета», а «осень» является приблизительно зеркальным отражением «зимы» (если солнцестояния и равноденствия определены как начало соответствующих сезонов), и если бы Марс имел круговую орбиту, максимальные и минимальные температуры наступали бы через пару дней после летнего и зимнего солнцестояний , а не примерно через месяц, как на Земле. Единственная разница между весенними и летними температурами обусловлена относительно высоким эксцентриситетом орбиты Марса: северной весной Марс находится дальше от Солнца, чем северным летом, и поэтому по совпадению весна немного прохладнее лета, а осень немного теплее зимы. Однако в южном полушарии верно обратное.
Перепады температур между весной и летом намного меньше, чем очень резкие перепады, которые происходят в течение одного марсианского сола (солнечных суток). Ежедневно температура достигает пика в местный солнечный полдень и достигает минимума в местную полночь. Это похоже на эффект в пустынях Земли, только гораздо более выраженный.
Осевой наклон и эксцентриситет Земли (и Марса) никоим образом не являются фиксированными, а скорее изменяются из-за гравитационных возмущений от других планет Солнечной системы в масштабе времени десятков тысяч или сотен тысяч лет. Так, например, эксцентриситет Земли, в настоящее время составляющий около 1%, регулярно колеблется и может увеличиваться до 6%.
Помимо эксцентриситета, наклон оси Земли также может варьироваться от 21,5° до 24,5°, а продолжительность этого «цикла наклона» составляет 41 000 лет. Считается, что эти и другие подобные циклические изменения ответственны за ледниковые периоды (см. циклы Миланковича ). Напротив, цикл наклона Марса гораздо более экстремальный: от 15° до 35° за 124 000-летний цикл. Некоторые недавние исследования даже предполагают, что за десятки миллионов лет колебание может достигать 0°–60°. [2] Большая Луна Земли, по-видимому, играет важную роль в поддержании наклона оси Земли в разумных пределах; Марс не имеет такого стабилизирующего влияния, и его наклон оси может меняться более хаотично.
Нормальный оттенок неба в дневное время может варьироваться от розовато-красного до желто-коричневого «ирискового» цвета; однако вблизи заходящего или восходящего солнца он голубой. Это полная противоположность ситуации на Земле. [3] На Марсе рэлеевское рассеяние обычно является очень слабым эффектом. Считается, что цвет неба обусловлен наличием 1% по объему магнетита в частицах пыли. Сумерки длятся долгое время после захода Солнца и до его восхода из-за всей пыли в атмосфере Марса. Иногда марсианское небо приобретает фиолетовый цвет из-за рассеяния света очень маленькими частицами водяного льда в облаках. [4]
Создание точных изображений поверхности Марса в истинном цвете на удивление сложно. [5] Цвет неба, воспроизведенный на опубликованных изображениях, сильно варьируется; однако многие из этих изображений используют фильтры для максимизации научной ценности и не пытаются показать истинный цвет. [ необходима цитата ] Тем не менее, в течение многих лет небо на Марсе считалось более розоватым, чем оно считается сейчас. [ необходима цитата ]
Если смотреть с Марса, Земля — внутренняя планета, как Венера («утренняя звезда» или «вечерняя звезда»). Земля и Луна кажутся звездообразными невооруженному глазу, но наблюдатели с телескопами увидят их как полумесяцы, с некоторыми видимыми деталями.
Наблюдатель на Марсе мог бы видеть Луну, вращающуюся вокруг Земли, и это было бы легко видно невооруженным глазом . В отличие от этого, наблюдатели на Земле не могут видеть спутники других планет невооруженным глазом, и только вскоре после изобретения телескопа были обнаружены первые такие спутники ( галилеевы спутники Юпитера ) .
При максимальном угловом разделении Земля и Луна будут легко различимы как двойная планета, но примерно через неделю они сольются в одну точку света (невооруженным глазом), а затем примерно через неделю Луна достигнет максимального углового разделения на противоположной стороне. Максимальное угловое разделение Земли и Луны значительно варьируется в зависимости от относительного расстояния между Землей и Марсом: оно составляет около 25′, когда Земля находится ближе всего к Марсу (вблизи нижнего соединения ), но всего около 3,5′, когда Земля находится дальше всего от Марса (вблизи верхнего соединения ). Для сравнения, видимый диаметр Луны с Земли составляет 31′.
Минимальное угловое разделение будет меньше 1′, и иногда Луна будет видна проходящей перед Землей или позади нее (закрытой ею). Первый случай будет соответствовать покрытию Марса Луной, наблюдаемому с Земли, и поскольку альбедо Луны значительно меньше, чем у Земли, произойдет падение общей яркости, хотя оно будет слишком малым, чтобы быть заметным для случайных наблюдателей невооруженным глазом, поскольку размер Луны намного меньше размера Земли, и она будет покрывать лишь малую часть земного диска.
Mars Global Surveyor сфотографировал Землю и Луну 8 мая 2003 года в 13:00 UTC, очень близко к максимальному угловому удлинению от Солнца и на расстоянии 0,930 а.е. от Марса. Видимые величины были указаны как −2,5 и +0,9. [8] В разное время фактические величины будут значительно различаться в зависимости от расстояния и фаз Земли и Луны.
Изо дня в день вид Луны для наблюдателя на Марсе будет значительно меняться, чем для наблюдателя на Земле. Фаза Луны , видимая с Марса, не будет сильно меняться изо дня в день; она будет соответствовать фазе Земли и будет меняться лишь постепенно, поскольку и Земля, и Луна будут двигаться по своим орбитам вокруг Солнца. С другой стороны, наблюдатель на Марсе увидит, как Луна вращается с тем же периодом, что и ее орбитальный период, и увидит особенности дальней стороны, которые никогда не видны с Земли.
Поскольку Земля является нижней планетой , наблюдатели на Марсе могут иногда наблюдать прохождения Земли через Солнце . Следующее прохождение произойдет в 2084 году. Они также могут наблюдать прохождения Меркурия и Венеры.
Спутник Фобос выглядит примерно в треть углового диаметра, в который полная Луна видна с Земли; с другой стороны, Деймос выглядит более или менее похожим на звезду с едва различимым диском, если вообще различимым. Фобос вращается так быстро (с периодом чуть менее одной трети сола), что он восходит на западе и заходит на востоке, и делает это дважды за сол; Деймос, с другой стороны, восходит на востоке и заходит на западе, но вращается всего на несколько часов медленнее марсианского сола, поэтому он проводит над горизонтом около двух с половиной солов за раз.
Максимальная яркость Фобоса в «полнолуние» составляет около −9 или −10 звездной величины, в то время как для Деймоса она составляет около −5. [9] Для сравнения, полная Луна , видимая с Земли, значительно ярче при звездной величине −12,7. Фобос все еще достаточно ярок, чтобы отбрасывать тени; Деймос лишь немного ярче Венеры с Земли. Так же, как и Луна Земли, и Фобос, и Деймос значительно слабее в неполных фазах. В отличие от Луны Земли, фазы и угловой диаметр Фобоса заметно меняются от часа к часу; Деймос слишком мал, чтобы его фазы были видны невооруженным глазом.
И Фобос, и Деймос имеют экваториальные орбиты с низким наклоном и вращаются довольно близко к Марсу. В результате Фобос не виден с широт севернее 70,4° с. ш. или южнее 70,4° ю. ш.; Деймос не виден с широт севернее 82,7° с. ш. или южнее 82,7° ю. ш. Наблюдатели на высоких широтах (менее 70,4°) увидели бы заметно меньший угловой диаметр Фобоса, поскольку они находятся дальше от него. Аналогично, экваториальные наблюдатели Фобоса увидели бы заметно меньший угловой диаметр Фобоса, когда он восходит и заходит, по сравнению с тем, когда он находится над головой.
Наблюдатели на Марсе могут наблюдать транзиты Фобоса и транзиты Деймоса через Солнце . Транзиты Фобоса можно также назвать частными затмениями Солнца Фобосом, поскольку угловой диаметр Фобоса составляет до половины углового диаметра Солнца. Однако в случае Деймоса термин «транзит» уместен, поскольку он выглядит как маленькая точка на диске Солнца.
Поскольку Фобос вращается по экваториальной орбите с низким наклоном, существует сезонное изменение широты положения тени Фобоса, проецируемой на поверхность Марса, циклически с крайнего севера на крайний юг и обратно. В любом фиксированном географическом месте на Марсе есть два интервала в марсианском году, когда тень проходит через его широту, и около полудюжины транзитов Фобоса можно наблюдать в этом географическом месте в течение пары недель в течение каждого такого интервала. Ситуация похожа для Деймоса, за исключением того, что в течение такого интервала происходит только ноль или один транзит.
Легко видеть, что тень всегда падает на «зимнее полушарие», за исключением случаев, когда она пересекает экватор во время весеннего и осеннего равноденствия . Таким образом, транзиты Фобоса и Деймоса происходят во время марсианской осени и зимы в северном и южном полушарии. Ближе к экватору они, как правило, происходят около осеннего равноденствия и весеннего равноденствия; дальше от экватора они, как правило, происходят ближе к зимнему солнцестоянию . В любом случае, два интервала, когда транзиты могут иметь место, происходят более или менее симметрично до и после зимнего солнцестояния (однако большой эксцентриситет орбиты Марса препятствует истинной симметрии).
Наблюдатели на Марсе также могут наблюдать лунные затмения Фобоса и Деймоса. Фобос проводит в тени Марса около часа; Деймос — около двух часов. Удивительно, но, несмотря на то, что его орбита находится почти в плоскости экватора Марса и несмотря на его очень близкое расстояние к Марсу, бывают случаи, когда Фобос избегает затмения.
Фобос и Деймос оба имеют синхронное вращение , что означает, что у них есть «обратная сторона», которую наблюдатели на поверхности Марса не могут видеть. Явление либрации происходит для Фобоса, как и для Луны Земли , несмотря на малый наклон и эксцентриситет орбиты Фобоса. [10] [11] Из-за эффекта либрации и параллакса из-за близкого расстояния до Фобоса, при наблюдении на высоких и низких широтах и наблюдении за тем, как Фобос восходит и заходит, общее покрытие поверхности Фобоса, которое видно в то или иное время из того или иного места на поверхности Марса, значительно превышает 50%.
Большой кратер Стикни виден вдоль одного края лица Фобоса. Он был бы легко виден невооруженным глазом с поверхности Марса. [ необходима цитата ]
Поскольку атмосфера Марса относительно прозрачна в оптическом диапазоне (как и у Земли, хотя и гораздо тоньше), метеоры иногда можно увидеть. Метеорные потоки на Земле происходят, когда Земля пересекает орбиту кометы , и, аналогично, на Марсе также есть метеорные потоки, хотя они отличаются от земных.
Первый метеор, сфотографированный на Марсе (7 марта 2004 года марсоходом Spirit ), как теперь полагают, был частью метеорного потока, родительским телом которого была комета 114P/Wiseman-Skiff . Поскольку радиант находился в созвездии Цефея , этот метеорный поток можно было бы назвать марсианскими цефеидами. [12]
Как и на Земле, когда метеор достаточно большой, чтобы фактически столкнуться с поверхностью (не сгорая полностью в атмосфере), он становится метеоритом . Первый известный метеорит, обнаруженный на Марсе (и третий известный метеорит, найденный где-то за пределами Земли) был Heat Shield Rock . Первый и второй были найдены на Луне миссиями Apollo . [13] [14]
19 октября 2014 года комета Сайдинг Спринг прошла очень близко к Марсу , настолько близко, что кома могла окутать планету. [15] [16] [17] [18] [19] [20]
Полярные сияния случаются на Марсе, но они не происходят на полюсах, как на Земле, потому что у Марса нет общепланетного магнитного поля. Скорее, они происходят вблизи магнитных аномалий в коре Марса , которые являются остатками от более ранних дней, когда у Марса было магнитное поле. Марсианские полярные сияния — это особый вид, не наблюдаемый в других местах Солнечной системы . [21] Они, вероятно, также будут невидимы для человеческого глаза, будучи в основном ультрафиолетовыми явлениями. [22]
Ориентация оси Марса такова, что его северный небесный полюс находится в Лебеде в точке прямого восхождения 21 ч 10 м 42 с , склонения +52° 53,0′ (или, точнее, 317,67669 +52,88378), рядом со звездой 6-й величины BD +52 2880 (также известной как HR 8106, HD 201834 или SAO 33185), которая, в свою очередь, находится в точке прямого восхождения 21 ч 10 м 15,6 с , склонения +53° 33′ 48″.
Две верхние звезды в Северном Кресте , Садр и Денеб , указывают на северный небесный полюс Марса. [23] Полюс находится примерно на полпути между Денебом и Альфой Цефея , менее чем в 10° от первого, немного больше, чем видимое расстояние между Садром и Денебом. Из-за своей близости к полюсу Денеб никогда не заходит почти во всем северном полушарии Марса. За исключением областей, близких к экватору, Денеб постоянно вращается вокруг Северного полюса. Ориентация Денеба и Садра могла бы сделать стрелку часов полезной для определения звездного времени .
Северный небесный полюс Марса также находится всего в нескольких градусах от галактической плоскости . Таким образом, Млечный Путь , особенно богатый в районе Лебедя, всегда виден из северного полушария.
Южный небесный полюс соответственно находится в 9 ч 10 м 42 с и −52° 53,0′, что на пару градусов дальше от звезды Kappa Velorum величиной 2,5 (которая находится в 9 ч 22 м 06,85 с −55° 00,6′), которую, следовательно, можно считать южной полярной звездой. Звезда Канопус , вторая по яркости на небе, является околополярной звездой для большинства южных широт.
Зодиакальные созвездия эклиптики Марса почти такие же, как и на Земле — в конце концов, две плоскости эклиптики имеют взаимный наклон всего 1,85° — но на Марсе Солнце проводит 6 дней в созвездии Кита , покидая и снова входя в Рыбы , делая это, в общей сложности, 14 зодиакальных созвездий. Равноденствия и солнцестояния также отличаются: для северного полушария весеннее равноденствие происходит в Змееносце (по сравнению с Рыбами на Земле), летнее солнцестояние — на границе Водолея и Рыб, осеннее равноденствие — в Тельце , а зимнее солнцестояние — в Деве .
Как и на Земле, прецессия заставит солнцестояния и равноденствия циклически проходить через зодиакальные созвездия на протяжении тысяч и десятков тысяч лет.
Как и на Земле, эффект прецессии заставляет северный и южный небесные полюса двигаться по очень большой окружности, но на Марсе цикл составляет 95 500 марсианских лет (179 600 земных лет) [24], а не 26 000 лет, как на Земле.
Как и на Земле, существует вторая форма прецессии: точка перигелия на орбите Марса медленно меняется, в результате чего аномальный год отличается от сидерического года . Однако на Марсе этот цикл составляет 43 000 марсианских лет (81 000 земных лет), а не 112 000 лет, как на Земле.
И на Земле, и на Марсе эти две прецессии имеют противоположные направления и, следовательно, складываются, в результате чего цикл прецессии между тропическими и аномальными годами составляет 21 000 лет на Земле и 29 700 марсианских лет (55 900 земных лет) на Марсе.
Как и на Земле, период вращения Марса (продолжительность его суток) замедляется. Однако этот эффект на три порядка меньше, чем на Земле, поскольку гравитационное воздействие Фобоса незначительно и в основном это влияние Солнца. [25] На Земле гравитационное воздействие Луны оказывает гораздо большее влияние. В конечном итоге, в далеком будущем, продолжительность суток на Земле сравняется, а затем и превысит продолжительность суток на Марсе.
Как и на Земле, на Марсе происходят циклы Миланковича , которые приводят к изменению наклона его оси (наклона) и эксцентриситета орбиты в течение длительных периодов времени, что оказывает долгосрочное воздействие на его климат. Изменение наклона оси Марса намного больше, чем на Земле, поскольку у него отсутствует стабилизирующее влияние большой луны, такой как Луна Земли. Марс имеет 124 000-летний цикл наклона по сравнению с 41 000 годами у Земли.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
