№ 9.6 / 10.6Задача 9.6 / 10.6
6. Условие. На искусственном спутнике Земли проводились измерения звездной величины Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера. Измерения для каждой планеты начиналось и заканчивалось в соединении (для внутренних планет – в верхнем соединении) и проводились в течение ее синодического периода. Вам предоставлен сводный график изменения звездной величины планет. По оси абсцисс откладываются доли синодического периода; по оси ординат – изменение звездной величины по сравнению со значением в (верхнем) соединении. Определите, какой планете какая кривая соответствует. Ответ обосновать.
6. Решение. На звездную величину планет влияют два фактора: расстояние от Земли и Солнца и фаза, в которой планета находится. В начальный момент времени планеты находятся на максимальном удалении от Земли, но их фаза максимальна. В противостоянии внешние планеты Марс и Юпитер опять будут в полной фазе. Венера и Меркурий в середине периода окажутся в нижнем соединении и будут повернуты к наблюдателю практически полностью темной стороной. Отсюда можно сделать вывод, что кривые 3 и 4, которые имеют минимум в середине синодического периода, соответствуют Венере и Меркурию.
Решение
В отличие от Меркурия, Венера имеет атмосферу, что заметно ослабляет «фазовый эффект». Кроме этого, Венера вблизи нижнего соединения подходит достаточно близко к Земле, что дополнительно компенсирует уменьшение яркости из-за фазы. В результате, ее блеск в это время падает не так сильно, как у Меркурия. Следовательно, Венере соответствует кривая 3, а Меркурию – кривая 4 на рисунке.
Фаза внешних планет в соединении и противостоянии близка к единице, поэтому изменение блеска происходит, прежде всего, за счет изменения расстояния между планетой и Землей. У Юпитера это расстояние изменяется не столь существенно, поэтому и амплитуда колебаний блеска невелика. Следовательно, Юпитеру соответствует кривая 2, а Марсу – кривая 1 на рисунке.
Асимметрия кривых изменения блеска связана с эллиптичностью планетных орбит. Особенно хорошо это заметно для кривых изменений блеска Меркурия (4) и Марса (1).