Аналемма в небе

Владельцы солнечных часов хорошо знают, что в течение года Солнце описывает на небе "восьмерку". Эту линию, называемую аналеммой, наносят на циферблат солнечных часов, чтобы учитывать поправку к солнечному времени (так называемое уравнение времени), возникающую из-за изменения скорости движения Солнца по небосводу. В прежние времена аналемму изображали и на глобусах, однако современные методы определения времени сделали это излишним.

Эта фотография - поистине шедевр замедленной съемки - является прекрасной иллюстрацией научного факта, хотя она представляет скорее эстетическую, нежели научную ценность. О степени ее популярности можно судить по замечанию ее автора Денниса ди Чикко (заместителя редактора научно-популярного журнала Sky and Telescope): "Я знал, что это будет уникальный снимок, и надеялся, что он привлечет внимание астрономов и попадет, вероятно, в книги по астрономии. Но я не мог и подумать, что он будет опубликован двумя десятками крупнейших журналов, появится в дюжине книг, в рекламных проспектах фирмы "Кодак". Если подсчитать общий тираж изданий на десяти различных языках, то окажется, что этот снимок был воспроизведен более 10 млн. раз". Более того, этот снимок завоевал высшую награду на первом конкурсе научной фотографии, устроенном в 1983 г. Американской ассоциацией содействия развитию науки.

Если бы орбита Земли представляла собой идеальную окружность, а плоскость экватора совпадала бы с плоскостью орбиты, то на снимке ди Чикко получилось бы одно-единственное изображение Солнца. Однако Солнечная система не столь идеальна, как предполагали Аристотель и его последователи. "Восьмерка" объясняется тем, что плоскость экватора составляет некоторый угол (23,44°) с плоскостью орбиты, а кольца "восьмерки" не одинаковы потому, что орбита Земли представляет собой не окружность, а эллипс. Эксцентриситет орбиты очень мал (0,01675), но из-за него Земля движется чуть быстрее в перигелии (ближайшей к Солнцу точке орбиты), чем в афелии (самой удаленной от Солнца точке).

Вследствие наклонения плоскости экватора Земли к плоскости ее орбиты Солнце в Северном полушарии поднимается все выше над горизонтом с декабря до июня ("нижняя" траектория, идущая из нижнего правого в верхний левый угол снимка), а с июня по декабрь опускается вниз. Наинизшая точка (справа внизу) соответствует зимнему солнцестоянию (самый короткий день), а высшая - летнему солнцестоянию (самый длинный день). Кривые пересекаются на небесном экваторе - в точке весеннего и осеннего равноденствий.

27 февраля 1978 - 17 февраля 1979 г. Уотертаун, Массачусетс, США Д. ди Чикко, 'Скай паблишинг корпорейшн'. Пластинчатая камера формата 10X12 см; широкоугольный объектив с фокусным расстоянием 90 мм; электронное реле времени 'Кодак Вериколор II'. Д. ди Чикко [71, 99, 220]

Съемка потребовала тщательной подготовки; первая попытка, кстати сказать, закончилась неудачей, и ди Чикко не без юмора назвал ее "пробной экспозицией продолжительностью в один год". Для получения данного снимка экспозиция производилась примерно раз в неделю (через 8-9 дней, в зависимости от погоды) через нейтральный светофильтр плотностью 4.0 ровно в 13.30 Всемирного времени (8.30 или 9.30 местного времени). Три линии показывают (через фильтр плотностью 6.0) восход Солнца вблизи двух солнцестояний и одного равноденствия; было выбрано осеннее равноденствие, так как в это время листва дерева на переднем плане позволяла избежать чрезмерной засветки пленки. (Во время зимнего солнцестояния дерево в правом углу было обнажено, поэтому кажется, что Солнце проходит перед ним.) Передний план был снят в том же году; чтобы притемнить небо, при съемке использовался поляризационный фильтр.

Подчеркнем, что эта фотография не монтаж. Все 48 экспозиций были сделаны на один кадр пленки (44 изображения Солнца, 3 восхождения, 1 передний план). На снимке было и 45-е изображение Солнца, появившееся в результате ложного срабатывания автомата во время аварии электроснабжения; его заретушировали.