Пепельный свет Луны
Пепельным светом Луны называется необычное явление, когда Луна, не освещенная прямыми лучами Солнца, обозревается нами целиком. При этом спутник Земли приобретает характерное тусклое дымчато-серое свечение.
Официально разгадка этому явлению, данная немецким астрономом Михаэлем Местлином, была опубликована в 1604 в сочинениях Иоганна Кеплера. Однако еще за 100 лет до появления «Astronomiae pars optica» объяснение феномену пепельной Луны дал Леонардо да Винчи.
Какова причина феномена
Так какова же причина пепельного цвета Луны? Такое освещение земного спутника возникает из-за двойного отражения солнечного света. Солнечные лучи, отражаясь от поверхности Земли, попадают на наш спутник, которая, в свою очередь, вторично отражает их на нашу планету. Та часть лунной поверхности, на которую попадает прямой луч от Солнца, выглядит ярким серпом на фоне тусклого дымчатого диска.
Пепельный свет спутника Земли помогает проследить климатические изменения на нашей планете. Чем сильнее облачность на освещенной стороне Земли, тем интенсивней свет спутника. Также по освещенности Луны отраженным от облаков светом может предсказывать смещение циклонов и осадки, приносимые ими.
Наблюдать пепельный свет Луны мы можем дважды на полный синодический месяц: перед новолунием и сразу после него. Вторичная освещенность лунной поверхности в эти моменты в десятки раз превышает освещенность нашей планеты в полнолуние. Это объясняется высокой отражательной способностью земной поверхности и большими, чем у спутника, размерами.
Способность отражать свет от поверхности – важная деталь, позволяющая исследователям изучать небесные тела в Солнечной системе и за ее пределами. Так, например, в спектре отраженного от Земли излучения можно найти следы кислорода, метана, воды и хлорофилла. Это говорит об активной жизнедеятельности на нашей планете. Изучая спектр света, отраженного от поверхности других небесных тел, можно обнаружить свидетельства наличия жизни на них. Недавно специалистам NASA удалось заглушить сияние звезд, являющееся помехой для исследования окружающих их объектов. Это позволит провести спектральный анализ отраженного луча от землеподобных тел в других галактиках и обнаружить остаточные следы хлорофилла.
Источник
Пепельный свет Луны
Вскоре после новолуния, когда наш спутник появляется на вечернем небе в виде узкого серпика, иногда наблюдается слабое свечение остальной части Луны. В то время как серп светится ярко-желтым, оставшийся диск выглядит бледно-серым. Сияние это слабое, заметное только в случае прозрачной и чистой атмосферы, которая в городах бывает далеко не всегда. Легче всего увидеть это сияние на фоне сумерек, когда контраст между ярко-освещенной и темной сторонами нашего спутника не так велик. Это явление имеет специальный термин — пепельный свет Луны.
Выглядит это очень красиво, просто взгляните на это фото!
Пепельный свет Луны. Фото: Stan Honda/APOD
Видите, только узкий серп светится ярко и насыщенно, а остальная часть диска Луны — серая, пепельная. Кстати, точно такой же эффект можно наблюдать и на утреннем небе, когда Луна находится на востоке в виде старого серпа.
Какова причина пепельного света Луны?
Вы наверняка знаете, что Луна каждый день выглядит по-разному: то в виде серпа, то в виде полумесяца, то как полностью освещенный диск. Смена фаз происходит из-за того, что Солнце освещает Луну (для нас, землян!) с разных ракурсов. Когда наш спутник находится на небе рядом с Солнцем, он всегда выглядит в виде серпа. Так происходит потому, что к Земле обращен лишь край освещенной Солнцем лунной поверхности.
Следовательно, остальная часть обращенной к нам поверхности спутника Солнцем не освещается. Чем же тогда объясняется пепельный свет Луны? Почему неосвещенная Солнцем часть Луны, пусть слабо, но светится? И, раз уж на то пошло, почему пепельный свет намного слабее, чем свечение остальной части спутника?
Чтобы ответить на эти вопросы, представим себя на темной стороне Луны, той самой, что «излучает» пепельный свет. Солнца не видно — оно за горизонтом, а на черном, как смоль, небе разбросаны тысячи звезд. Но в глаза бросается прежде всего Земля, шар, размер которого в небе Луны почти в четыре раза больше размера Луны на нашем небе. При этом Земля почти вся освещена Солнцем, ее фаза на небе Луны близка к «полноземелию». Отраженный Землей свет Солнца настолько ярок, что на Луне в это время можно преспокойно читать книги.
Значит, пепельный свет Луны — ни что иное, как отраженный спутником свет Земли? Именно так! Вот почему в англоязычной литературе это явление называется earthshine (пер. как «свет Земли»). Разумеется, наша планета не является самосветящимся телом; она, как и Луна, отражает часть падающего на нее солнечного света. Наблюдая пепельный свет, на самом деле мы видим дважды отраженный — от Земли, а затем от Луны — свет Солнца! Вот так, сложным путем солнечный свет возвращается к нам уже на ночную сторону Земли (ведь мы видим пепельный свет, когда Солнце за горизонтом)!
Почему пепельный свет намного слабее, чем свечение остальной части спутника
Луна и Венера на утреннем небе 14 октября 2020 года. Обратите внимание: мы видим не только серп старой Луны, но и ее пепельный свет — слабое сияние не освещенной Солнцем части Луны. Фото: James Roger Samworth
Интересно, что Земля отражает гораздо больше света, чем Луна. Измеряя интенсивность пепельного света, подсчитано, что Земля на небе Луны в 64 раза ярче Луны на нашем небе. Так как площадь Земли на небе Луны только в 14 раз больше площади полной Луны на нашем небе, получается, что Земля отражает почти в 4,5 раза больше света, чем Луна.
Действительно, поверхность Луны сложена в основном из темных скалистых пород и реголита. Она отражает в среднем 12% падающего на нее солнечного света. Земля более контрастное тело. Если вода отражает лишь 5% падающего света, то зелень травы и деревьев уже 25%, песок пустынь — 30%, а облака, ледники и снег — 80-85% солнечного света. В зависимости от времени года наша планета отражает от 32% до 52% падающего на нее света. (Доля отраженного и рассеянного небесным телом света называется «белизной» тела или специальным термином альбедо. Таким образом, альбедо Луны равно 0,12, а Земли — 0,32-0,52.)
Понятно, что какой бы яркой ни была Земля в небе Луны, она и близко не может сравниться с Солнцем. Именно поэтому пепельный свет намного слабее, чем свечение остальной части Луны.
Наблюдение Луны в пепельном свете
Тем не менее, пепельный свет позволяет как следует рассмотреть даже неосвещенную сторону Луны в телескоп. Конечно, вид ночной Луны несколько необычен, так как на ее поверхности выделяются только объекты, имеющие высокое альбедо: светлые лучи, расходящиеся от кратеров Тихо, Коперник и других, яркие центральные горки некоторых кратеров, светлые пятна на морях и некоторые образования, вроде кратера Аристарх.
Примерно так будет выглядеть пепельный свет Луны в ваш телескоп. Фото: Dylan O’Donnell/APOD
Вид «пепельной» части Луны может вряд ли впечатлит вас, однако поглядывать время от времени на неосвещенную сторону Луны полезно! Дело в том, что именно на неосвещенной Солнцем стороне Луны чаще всего замечают так называемые кратковременные лунные явления (или, сокращенно, КЛЯ).
Кратковременные лунные явления
Что это за явления? Например, неожиданное увеличение яркости некоторых объектов — кратеров или их участков. Также к этим явлениям относится появление на поверхности Луны светлых пятен. Среднее время наблюдения КЛЯ составляет 15 минут. Стоит заметить, что до сих пор, несмотря на многолетние наблюдения, ученые далеки от разгадки многих из кратковременных явлений. Наиболее правдоподобные объяснения увязывают наблюдения этих загадочных явлений с падением на Луну метеоритов и тектоническими процессами, происходящими на нашем спутнике.
Вообще говоря, поиск и наблюдение кратковременных лунных явлений представляют собой интереснейшее поле деятельности астронома-любителя. Но есть один важный момент. Прежде чем приступать к изучению Луны в пепельном свете, нужно обязательно хорошо изучить детали рельефа спутника при солнечном свете. Это поможет избежать различных недоразумений. Так, прекрасно видимый в пепельном свете кратер Аристарх неопытные наблюдатели часто принимают за вспышку света и так далее.
В заключение повторю, что пепельный свет Луны хорошо виден не только после новолуния, когда мы видим ранними вечерами на западе «молодой месяц», но и незадолго перед новолунием, когда «старый месяц» виден по утрам на востоке — на фоне утренней зари.
Источник
Пепельный свет Луны
Из Википедии — свободной энциклопедии
Пепельный свет Луны — слабое свечение части Луны, не освещённой прямым солнечным светом. Имеет характерный пепельный цвет. Наблюдается незадолго до и вскоре после новолуния (в начале первой четверти и в конце последней четверти).
Явление объясняется освещённостью Луны солнечным светом, отражённым Землёй. Таким образом, маршрут фотонов пепельного света Луны таков: Солнце → Земля → Луна → Земля (земной наблюдатель).
Причина этого явления хорошо известна со времён Леонардо да Винчи и Михаила Местлина [1] , учителя Кеплера, впервые давших верное объяснение пепельному свету. Объяснение Местлина было опубликовано в 1604 году в сочинении Кеплера «Astronomiae pars optica», объяснение же Леонардо да Винчи, данное на сто лет раньше, было найдено в его рукописях.
Впервые инструментальные сравнения яркости пепельного света и серпа Луны были произведены в 1850 году французскими астрономами Араго и Ложье [2] .
Фотографические исследования пепельного света Луны в Пулковской обсерватории, выполненные Г. А. Тиховым, привели его к выводу, что Земля с Луны должна выглядеть как диск голубоватого цвета, что и подтвердилось в 1969 году, когда человек высадился на Луну [3] . Он считал важным вести систематические наблюдения пепельного света. Наблюдения за пепельным светом Луны позволяют судить об изменении климата Земли [4] . Интенсивность пепельного цвета в некоторой степени зависит от количества облачности на освещённой в данный момент стороне Земли; для европейской части России яркий пепельный свет, отражённый от мощной циклонической деятельности в Атлантике, предсказывает выпадение осадков через 7-10 дней. [ источник не указан 1358 дней ]
В целом, освещённость Луны светом от полной Земли многократно (в среднем в 41 раз, по другим данным в 15 [5] ) превышает освещённость Земли лунным светом в полнолуние. Это объясняется большими размерами и более высоким альбедо Земли.
Источник
Пепельный свет Луны и кратковременные лунные явления
Речь пойдет об астрономическом явлении, которое можно наблюдать, когда видимая часть Луны имеет форму узкого серпа, то есть почти сразу после новолуния или же перед самим новолунием. Заключается данное явление в том, что мы можем видеть неосвещенную Солнцем часть поверхности Луны. Эта часть Луны светится мягким пепельным светом.
Объяснение явления очень простое: Луна отражает свет, которым её освещает Земля, отражая, в свою очередь, солнечный свет. В этот момент на пепельной части Луны света вполне достаточно, для того чтобы можно было читать книгу.
Но почему на Земле при даже полной Луне книги не почитаешь? А всё дело в такой вещи как альбедо. Этот термин постоянно встречается в описании характеристик различных объектов Солнечной системы. Проще всего понять альбедо как процент отраженного солнечного излучения от объекта, вот если совсем простым языком. Так получается, что Луна, обладая значением альбедо 0,12, отражает 12% солнечного света. Для Земли же величина альбедо равна 0,37. Теперь понятно, что, отражая в три раза больше света и занимая почти в 13 раз больше места по площади на небосклоне Луны, Земля вполне может подсветить страницы книги лунатику-книгоману.
А вот и интересности: на фоне пепельного света Луны можно наблюдать кратковременные лунные явления. Но это если очень повезет. Кратковременные лунные явления — КЛЯ — это различные непродолжительные локальные аномалии вида лунной поверхности, обусловленные нестационарными процессами на Луне, как говорится в определении. Это различные свечения, вспышки, изменения яркости, темные пятна, туманные явления на Луне. На фоне пепельного света чаще наблюдаются именно различные свечения и вспышки. Большинство КЛЯ локализованы и появляются в окрестностях определенных объектов лунной поверхности, например, свечения в кратере Коперник, а вот кратер Кант заполняется туманом.
Но какова природа КЛЯ? Объяснения явлений носят предположительный характер. Вспышки объясняют падениями метеоритов, туманы — выходом газов из недр Луны, изменения яркости — перемещением облаков пыли. (Внимание! Ирония!) Но также, естественно, никто не отменял деятельность жителей Луны, рептилоидов, инопланетный разум, базирующийся на Луне, Уитли из игры Portal. Правда, это тема уже не для этой статьи.
Луна — ближайшее к нам небесное тело, и единственное, кроме Земли, где были люди, но все равно мы знаем о Луне не так уж и много. Поэтому наблюдение Луны — это не скучно, это может дать ответы на некоторые вопросы про те же КЛЯ. Или преподнести некоторое количество новых задач.
Источник
Неомения и пепельный свет Луны
На этой фотографии, сделанной 27 октября 2011 года, виден похожий на блин диск Луны, висящий над постройками Паранальской обсерватории. Яркая точка в центре в верхней части снимка — Венера, чуть ниже и левее — Меркурий. Закатное небо еще совсем светлое: Солнце только недавно ушло за горизонт, а Луна находится рядом с ним. Всех, кто хоть раз видел полнолуние, это должно насторожить, ведь полный диск Луны обычно можно наблюдать в противоположной Солнцу части ночного неба. В чем же тут дело?
Если присмотреться, то можно заметить очень яркий тонкий ободок с нижней стороны лунного диска. Это свет Солнца, который отразился от поверхности Луны и напрямую попал в объектив камеры. Фотография была сделана примерно через сутки после новолуния, поэтому очень маленькая часть диска отражает свет в сторону Земли. Такой отраженный свет — это обычный способ «свечения» Луны, именно он отвечает за ее фазы и, в частности, за полнолуние, которое наступает, когда Луна оказывается в дальней от Солнца точке своей орбиты.
Схема движения Земли и Луны вокруг Солнца. Лунная орбита слегка наклонена к плоскости орбиты Земли (эклиптике). Из-за этого затмения (лунные и солнечные) происходят только тогда, когда Луна находится вблизи узлов своей орбиты (nodes) — точек ее пересечения с эклиптикой: в этом случае в новолуние (new moon) будет солнечное затмение, а в полнолуние (full moon) — лунное затмение. Рисунок с сайта physics.unlv.edu
На фотографии же запечатлен момент так называемой неомении — первого появления видимого серпа Луны после новолуния. Как и все фазы Луны, неомения повторяется раз в месяц, однако точный момент ее наблюдения зависит от многих факторов: это и погодные условия, и состояние атмосферы, и широта, на которой находится наблюдатель, и используемая оптика. Для невооруженного глаза неомения наступает в промежуток между первым и третьим днем (точнее, вечером) после новолуния. Кстати, в древности, когда никаких оптических приборов и в помине не было, именно при помощи неомении отслеживали начало очередного месяца по лунным и лунно-солнечным календарям — все-таки ее, в отличие от новолуния, можно наблюдать непосредственно.
Среди астрофотографов-любителей есть негласное соревнование: кто снимет как можно более тонкий неоменический серп. Очередной шанс попробовать будет как раз сегодня. Новолуние наступит в 19:03 по московскому времени, так что если вам повезет оказаться в подходящем часовом поясе, то уже через несколько часов после новолуния — при наличии сильного объектива, который позволит собрать отраженный от Луны свет и отделить его от засветки неба и находящегося рядом Солнца, — можно будет попытаться «поймать» новорожденный месяц. В Москве такая возможность выпадет только 7 марта, так как в момент наступления новолуния 6 марта Луна для жителей Москвы уже зайдет.
Светлая дуга, которая едва заметна в нижней части снимка, — это неоменический серп, снятый меньше чем через час после момента новолуния 5 мая 2008 года. Фотография сделана в середине дня при помощи любительского телескопа и с использованием специальных фильтров. Чтобы серп стал заметен, потребовалась дополнительная цифровая обработка. Подробности наблюдений можно прочитать на странице автора этой фотографии
Но почему же на верхнем фото виден весь лунный диск, а не только тоненький серпик? Диск тоже подсвечивается солнечным светом, но не напрямую: около 30% света, падающего на поверхность Земли, отражается от нее, часть этого света попадает на неосвещенную часть Луны, а уже часть от него, в свою очередь, отражается от Луны назад в сторону Земли. Это явление называется пепельным светом Луны (см. также Earthshine). Наша планета достаточно хорошо отражает свет Солнца, поэтому пепельный свет можно заметить даже невооруженным глазом или при фотосъемке с небольшой выдержкой.
Свет от Солнца падает на Землю, отражается от нее и освещает темную сторону Луны. Это и есть пепельный свет (earthshine). Рисунок с сайта catholicscienceteacher6.blogspot.com
Наблюдения показывают, что яркость пепельного света со временем меняется: в 90-е годы XX века она уменьшалась, в начале 2000-х увеличивалась. Это происходит из-за того, что меняется состояние поверхности и атмосферы Земли. Разные составляющие — почва, океан, облачный покров, снежный покров — отражают свет по-разному. Лучше всего отражают облака (до 50% света). Таким образом, усиление яркости пепельного света говорит об увеличении альбедо Земли — например, за счет увеличении площади облаков. А измерение пепельного света наряду с данными спутников, которые следят за погодой, может помочь изучать и отслеживать изменения в глобальной климатической ситуации (см. Пепельный свет Луны конфликтует с потеплением климата, «Элементы», 25.01.2006).
Источник