Наблюдение серебристых облаков — одна из наиболее благодарных задач для любителя астрономии. Серьезные научные результаты могут быть получены с помощью обычных любительских фотоаппаратов с несложными дополнительными приспособлениями, изготовление которых посильно каждому. Некоторые виды наблюдений (например, синоптические) вообще не требуют никаких приборов, кроме часов.

Но можно ли считать серебристые облака астрономическим объектом? Ведь они находятся в нашей земной атмосфере, хотя и очень высоко — на высотах 75–90 км.

Однако серебристые облака — не только один из видов облаков земной атмосферы и даже не только своеобразный индикатор движений в ее верхних слоях. На страницах этой книги читатель встретится с такими астрономическими факторами, как солнечный ветер, метеорное вещество, познакомится с облаками в атмосферах Венеры и Марса — аналогами серебристых облаков. Многие описываемые в книге методы наблюдений (фотометрия, поляриметрия) могут применяться для исследования других небесных тел. Попробовав свои силы в наблюдениях, описанных в книге, читатель познакомится с методами, широко применяемыми в астрономии, научится правильно проводить и фиксировать научные наблюдения, тщательно осуществлять лабораторную обработку фотоснимков.

Один из основных законов для астронома-любителя: ни одного наблюдения не оставлять без обработки. Автор постарался подробно описывать не только методы наблюдений, но и приемы обработки. Любитель астрономии должен овладеть искусством умело вычислять, помня, что в астрономии нельзя шагу ступить без математики.

Зато какие возможности откроются перед теми, кто не пожалеет времени и труда для обработки наблюдений. Не выходя за пределы элементарной математики, любитель (или группа, кружок любителей астрономии) сможет определить из своих наблюдений расположение серебристых облаков над Землей, скорость и направление их движения, их высоты, яркость и видимое альбедо, поляризацию, показатель цвета. Результаты таких наблюдений будут вполне достойны опубликования в «настоящем» научном журнале.

Книга состоит из двух глав. В первой главе даны основные сведения о серебристых облаках: история их открытия и исследования, условия наблюдения, скорости и высоты, морфология и структура, оптические свойства. Далее рассказывается о результатах наблюдений серебристых облаков с космических кораблей и орбитальных станции. Последние параграфы этой главы посвящены природе серебристых облаков и их аналогам — высоким конденсационным облакам в атмосферах других планет.

Поскольку понимание процессов, приводящих к образованию серебристых облаков, невозможно без ясных представлений о строении земной атмосферы, этому вопросу посвящен специальный параграф.

Вторая глава предназначена для наблюдателей серебристых облаков. После постановки задач наблюдений, описываются различные виды и методы наблюдений серебристых облаков: синоптические наблюдения, фотографирование, замедленная киносъемка, определение положений серебристых облаков в проекции на земную поверхность, их скоростей, высот, фотометрия, колориметрия и поляриметрия. Всюду описаны не только методы наблюдений (а где это нужно — и конструкции необходимых приспособлений), но и методы обработки наблюдений, приведены формулы для вычислений.

В приложениях приведен ряд таблиц, облегчающих обработку наблюдений, и календарь сроков начала и конца наблюдений серебристых облаков.

Автор надеется, что эта книга станет полезным пособием для любителей астрономии и в первую очередь для наблюдателей серебристых облаков.

B.A. Бронштэн

Ранним утром 12 июня 1885 г. приват-доцент Московского университета В. К. Цераский (будущий директор Московской обсерватории), возвращаясь с прогулки, заметил на предрассветном небе необычно яркие облака, заполнявшие сумеречный сегмент. Эти облака произвели на Цераского большое впечатление. Особенно удивило ученого то обстоятельство, что эти «светящиеся» облака, ярко выделяясь на фоне сумеречного сегмента, совершенно пропадали, выходя за его пределы.

В то время Цераский занимался фотометрией блеска звезд, значительно усовершенствовал для этого визуальный фотометр Цёлльнера (получивший впоследствии название фотометра Цёлльнера — Цераского), и его крайне беспокоило такое «поведение» светящихся облаков. Ведь они, не будучи видимы, но поглощая свет звезд, могут искажать результаты фотометрических измерений. «Вот уже два лета невозможно проводить астрофотометрические наблюдения», — писал Цераский год спустя.

Впрочем, первые же измерения поглощательной способности ночных светящихся облаков (так назвал их Цераский), как и последующие наблюдения, показали, что эти облака весьма прозрачны и не ослабляют заметным образом свет звезд, так что Цераский волновался напрасно. (Соответствующие числовые оценки будут приведены в § 5)

В. К. Цераский не был первым наблюдателем, заметившим серебристые облака. За 4 дня до него, 8 июня, их наблюдал Т.Бакгауз в Киссингене (Германия), а 10 июня их заметил в Праге Вацлав Ласка — будущий основатель астрономической обсерватории во Львове. Но Ласка сообщил о своих наблюдениях много позже, через несколько лет, а Бакгауз ограничился публикацией небольшой заметки в одном метеорологическом журнале. Цераский же не удовлетворился общими наблюдениями, а спустя две недели совместно с А. А. Белопольским определил высоту серебристых облаков по наблюдениям из двух пунктов, получив в среднем из четырех наблюдений 79 км, что очень близко к современным данным.

Вот как описывал ночные светящиеся облака В. К. Цераский: «…Это настолько блестящее явление, что совершенно невозможно составить себе о нем представление без рисунков и подробного описания. Некоторые длинные, ослепительно серебристые полосы, перекрещивающиеся или параллельные горизонту, изменяются довольно медленно и столь резки, что их можно удерживать в поле зрения телескопа. Облака можно без труда сфотографировать, причем получается эффектное изображение».

Из этих слов ясно, что В. К. Цераский не только наблюдал визуально серебристые облака, но и фотографировал их. К сожалению, эти фотографии до нас не дошли. Поскольку приведенная выше запись сделана в июле 1886 г., ясно, что Цераскому удалось сфотографировать серебристые облака в 1885 или в 1886 г., за 1–2 года до О. Иессе, которому принадлежат первые опубликованные снимки серебристых облаков.

Очень яркие серебристые облака, появившиеся над Европой 23 июня 1885 г., были замечены многими наблюдателями, в том числе эстонским астрономом Э. Гартвигом в Тарту и немецким метеорологом О. Иессе в Штеглице. Отто Иессе постарался привлечь к новому явлению внимание как можно большего количества наблюдателей: метеорологов и астрономов, путем публикации наблюдений и «призывов к наблюдениям». Именно Иессе ввел в науку термин «серебристые облака». В 1889 г. он получил удачные снимки серебристых облаков с двух станций (рис. 1), по которым измерил их высоту — 75 км, что было близко к значению, полученному нашими учеными. Их измерения, увы, были опубликованы Цераским только в 1887 г. в его работе «Астрономический фотометр и его приложения». На Западе они стали известны, однако, не из этой работы, а из краткого сообщения в журнале «Ciel et Тегге» бельгийского астронома Ж. Нистена, побывавшего в августе 1887 г. в России (с целью наблюдения полного солнечного затмения) и узнавшего об измерениях русских астрономов от А. А. Белопольского.

Рис. 1. Первые фотографии серебристых облаков 20 июля 1889 г.