Почему днем иногда видно Луну, а иногда нет?
Луна считается ночным светилом, которое появляется на небе, сменяя Солнце. Но почему в таком случае ее нередко можно увидеть и днем на фоне ясного голубого неба? Более того, оказывается, что при минимальных знаниях в области астрономии, а также должном везении можно увидеть и другие космические объекты одновременно с Солнцем.
Причины видимости и невидимости объектов на небе
Солнце – ближайшая к Земле звезда, которая является единственной в солнечной системе. Она же, ввиду сравнительно небольшого расстояния, становится и самой яркой, хотя в Галактике есть звезды, которые светят даже ярче чем Солнце. В целом в Галактике звезды исчисляются в сотнях миллиардов. При этом большинство из них считаются тусклыми. Чем дальше объект находится от Земли, тем более тусклым и менее заметным становится его свет.
Звезды и прочие небесные тела никуда не исчезают в дневное время суток. Когда Земля вращается вокруг Солнца, оно настолько сильно освещает ее поверхность и окружающее пространство, что рассмотреть звезды на небе становится физически невозможно. Все дело в яркости объектов. Для Солнца она составляет почти -27 звездных величин. Для сравнения полная Луна дает видимый свет -13. Прочие объекты и того меньше. Именно поэтому рассмотреть что-либо в небе одновременно с ярким солнечным светом очень трудно.
Однако некоторые космические объекты становятся видимыми днем при определенных обстоятельствах. К ним принадлежит Луна, планеты Венера, Марс, Меркурий, Юпитер и даже международная космическая станция. Это объясняется тем, что данные объекты выглядят ярче по сравнению со звездами.
Проще всего рассмотреть Солнце. Несмотря на то, что оно каждый день появляется на небе, сложно представить, как выглядит его поверхность. Всему виной очень яркий, ослепляющий свет. Именно поэтому категорически запрещено смотреть на Солнце без специальных приспособлений – это может навредить зрению. Особенно это касается затмения, когда каждый стремится увидеть настоящее чудо. Для защиты глаз используют светофильтры – специальные или самодельные. Иногда, при появлении атмосферной дымки, образуется естественный светофильтр. Он позволяет увидеть на поверхности звезды большие пятна.
Венера днем
Наряду с Луной на дневном небе можно рассмотреть Венеру, хотя это немного сложнее. Несмотря на то, что планета излучает более яркий свет, она намного меньшего размера и принимает вид крупной белой точки для невооруженного глаза. В отдельных случаях она приобретает вид яркого узкого серпа, который просвечивает даже через облака. Чтобы увидеть его, необходимо смотреть в направлении 20-50 градусов на запад или восток от Солнца.
Также заслуживают внимания космические объекты, созданные людьми. Что касается МКС, увидеть ее днем очень сложно. Зато есть группа спутников под названием «Иридиум». Они сразу привлекают взгляд на ночном небе, но и при свете Солнца рассмотреть спутники возможно. Все благодаря периодическим вспышкам, которые возникают из-за отражения света антеннами. Подобное явление даже обрело соответствующее название – вспышки «Иридиума».
Планеты на небе
Когда Луну можно увидеть днем?
Луна появляется на небе одновременно с Солнцем достаточно часто – увидеть ее можно практически каждый день. Исключение составляют дни, когда спутник приближается к фазам полнолуния и новолуния. Дело в том, что во время полнолуния он располагается на противоположной стороне от Солнца. Восход Луны начинается с закатом Солнца, поэтому увидеть ее днем невозможно. Когда спутник находится в фазе новолуния, то максимально приближается к Солнцу. Кроме того, обращен к Земле неосвещенной стороной, следовательно, его не видно.
В остальные дни Луна хорошо видна днем невооруженным глазом. Если она растущая, наблюдать за небом следует во второй половине дня на востоке, а если убывающая – в первой на западе. Видно спутник потому, что он находится на 90 градусов дальше Солнца. Соответственно, свет падает сбоку, и Луна выглядит полукругом.
Можно даже попытаться сфотографировать спутник днем на смартфон, простую или профессиональную камеру – его будет хорошо видно на снимках. Если же посмотреть на Луну в телескоп, то можно разглядеть кратеры не менее отчетливо, чем ночью. Выглядит изображение на фоне голубого неба намного интереснее. Интересно, что сделав несколько фотографий с интервалом в 24 часа, можно с их помощью отследить либрации Луны («раскачивание»). Это небольшие колебательные движения, благодаря которым 59% поверхности спутника становятся видимыми с Земли.
Либрация Луны
Говоря о видимости Луны в дневное время, стоит упомянуть и о солнечном затмении. Во время этого удивительного астрономического явления Луна перекрывает собой Солнце (полностью или отчасти). Чтобы затмение состоялось, она должна находиться в фазе новолуния, то есть «поворачиваться» к Земле неосвещенной стороной. Сам спутник при этом не видно, зато можно наблюдать его слегка холмистые очертания на фоне пробивающихся солнечных лучей.
Свойства атмосферы
Одной из причин яркого солнечного света, который затмевает собой прочие астрономические объекты, является атмосфера и ее свойства. Солнце на самом деле светит ярким белым светом. Однако, проходя через атмосферу, белые лучи рассеиваются и приобретают желтый оттенок. Хотя белый цвет можно увидеть в особенно ясные дни, когда небо имеет яркий голубой цвет.
Существует специальная наука – атмосферная оптика. Это раздел физики атмосферы, который направлен на изучение различных явлений, связанных с оптическим излучением. Сюда относится, например, разъяснение голубого цвета неба. Человеческий глаз видит небо голубым из-за тех же солнечных лучей. Когда они проходят через атмосферу, то рассеиваются в каждой точке. Это весьма сложный процесс, но главное в нем – оттенков в результате получается довольно много, от красного до фиолетового. Но глаз способен рассмотреть голубой цвет вдали от Солнца и оттенки желтого, красного вблизи него.
Атмосферная оптика занимается и множеством других вопросов. Например, она объясняет, почему облака имеют разные оттенки в зависимости от погодных условий, а также времени года. Почему возникают миражи, а Луна приобретает голубой оттенок и многое другое.
Луну и некоторые другие космические тела можно рассмотреть в дневное время, если они расположены вдали от Солнца и не затмеваются его светом. Это объясняется яркостью астрономических объектов, среди которых именно Солнце занимает лидирующую позицию, а также приближенностью к Земле. Увидеть Луну можно почти ежедневно (кроме фазы полнолуния и новолуния), потому что она находится на 90 градусов вдали от Солнца и освещается его светом сбоку.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Почему Луну не видно днём?
Вчера один из наших читателей прислал нам следующий вопрос:
Давайте разбираться вместе. Автор вопроса прав в том, что мы видим Луну, потому что она освещена Солнцем. Но он ошибается, когда считает, что мы видим месяц, потому что часть солнечного света, падающего на Луну Земля перекрывает своей тенью. Это, к слову, одно из самых распространённых заблуждений о космосе.
Тень Земли действительно может падать на Луну и закрывать часть её от лучей Солнца. Это происходит во время полных либо частичных лунных затмений. Но случаются они довольно редко, в то время как смена фаз Луны происходит ежедневно.
Смена фаз луны вызвана исключительно взаимным расположением Солнца, Луны и Земли. Собственно месяц — это граница освещенной и неосвещенной Солнцем частей Луны. Когда Луна, Солнце и Земля находятся на одной линии случается новолуние (когда Луна и Солнце по одну сторону от Земли) или полнолуние (когда Луна и Солнце по разные стороны от Земли).
Что касается видимости Луны в дневное время, то также тезис о том, что Луна днём не видна ошибочен. Луна в дневное время может быть прекрасно видна. В дневное время если Луна и Солнце находятся высоко в небе — Луна будет в фазе новой Луны или близка к ней, т.е. будет обращена к Земле преимущественно неосвещённой стороной и только маленькая часть освещенной стороны Луны будет обращена к Земле.
В дневное время на ярком небе и вблизи во много раз более яркого Солнца разглядеть такую Луну невооруженным глазом действительно невозможно. А вот когда Луна находится низко над горизонтом сделать это гораздо проще, нужно только знать в каком направлении смотреть. Кроме того по рано утром, либо поздно вечером, когда Солнце еще или уже низко и небо не так ярко, Луна может быть видна невооруженным глазом и высоко в небе.
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
Источник
Движение Луны и затмения
1. Движение и фазы Луны
Луна (на древне-славянском языке означает «свелая») — это единственный естественный спутник Земли. Самый близкий к Солнцу спутник планеты, так как у ближайших к Солнцу планет (Меркурия и Венеры) их нет. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км ( 0,00257 а.е. или около 30 диаметров Земли).
Луна (также как Земля и Солнце) перемещается относительно звёзд, но по сложной траектории, которая складывается из двух движений: движения вокруг Земли и движения вместе с Землёй вокруг Солнца. При этом Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Поэтому мы видим Луну перемещающейся среди звёзд навстречу вращению неба, то есть с запада на восток.
Видимая орбита Луны на небесной сфере — это большой круг, который наклонён к плоскости эклиптики всего на 05 о 09’. Как видим, этот круг пересекает эклиптику в двух точках, которые называются узлами или драконическими точками .
Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27 дней 7 часов 43 минуты 6 секунд. Это, так называемый сидерический или звёздный месяц . Самое интересное в этом то, что именно за такой же промежуток времени Луна делает один оборот вокруг своей оси. Поэтому нам на Земле всегда видна только одна её сторона.
Луна не имеет собственного свечения — она лишь отражает Солнечный свет. Солнце освещает лишь половину лунного шара. О свещённая сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.
Лунной фазой (от греч. «фазис» — проявление) называется вид Луны на небе. Изменение вида Луны — смена ее фаз — происходит от того, что Луна занимает различные положения относительно Земли и освещающего ее Солнца.
Луна представляет собой темное шарообразное тело. Когда Луна находится между Землей и Солнцем, обращенное к нам ее полушарие не освещается Солнцем, и мы Луны не видим. Эта фаза Луны называется новолунием .
Поверхность Земли больше поверхности Луны в 14 раз. Кроме того, земная поверхность отражает солнечные лучи в семь раз лучше, чем лунная. Через пару дней в западной части неба появляется и продолжает расти узкий и яркий серп молодой Луны. Иногда при этом можно наблюдать и остальную часть Луны, которая светиться тусклым сероватым свечением, так называемым пепельным светом . Это явление объясняется тем, что лунный серп освещается непосредственно Солнцем, а остальная часть её поверхности — рассеянным солнечным светом, отражённым Землёй.
Ещё в течение нескольких дней можно видеть, как серп Луны увеличивается по ширине, и его угловое расстояние от Солнца возрастает. Спустя 7 суток после новолуния становится видна́ правая половина лунного диска — наступает фаза первой четверти .
Далее фаза увеличивается, и через 14—15 суток после новолуния Луна приходит в противостояние с Солнцем. Когда Земля находится между Солнцем и Луной, все обращенное к нам полушарие Луны ярко освещено Солнцем. Эта фаза называется полнолунием . В этой фазе Луна видна над горизонтом в течение всей ночи: она восходит при заходе Солнца, проходит через южную сторону неба, и заходит за горизонт в момент восхода Солнца.
После полнолуния Луна начинает постепенно приближаться к Солнцу. Сначала на правом крае лунного диска появляется небольшой ущерб в форме серпа́, который в течение нескольких дней увеличивается в размерах. Спустя неделю после полнолуния наступает фаза третьей или последней четверти .
В этой фазе мы вновь, как и в первой четверти, видим половину освещённого полушария Луны, но ту, которая в первой четверти была не освещена.
Луна восходит где-то около полуночи. К моменту восхода Солнца она оказывается в южной стороне неба. А заходит днём. В дальнейшем лунный серп будет обращён выпуклостью влево (к востоку), так как Луна, постепенно приближаясь к Солнцу с запада, освещается им слева. Теперь мы можем наблюдать Луну только под утро, незадолго до восхода Солнца. Затем вновь наступает новолуние.
Интервал времени, прошедшей, например, от новолуния до новолуния, непостоянен и в среднем составляет 29 сут 12 ч 44 мин 03 с. Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем .
Чтобы суметь отличить первую четверть Луны от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующее мнемоническое правило.
Теперь давайте сравним синодический и сидерический месяцы:
Синодический месяц больше сидерического месяца, так как одинаковые фазы Луны наступают при одинаковых положениях Луны относительно Солнца и Земли. На рисунке ниже Луна в точке L изображена в положении новолуния — между Землей Т и Солнцем S. За время полного оборота Луны вокруг Земли Земля с Луной успеет пройти V13 часть своей орбиты относительно Солнца и окажется в точке Т1. Луна, двигаясь в направлении, указанном стрелкой, окажется в положении L1 которое, как мы видим, не будет еще соответствовать новолунию. Чтобы прийти в положение новолуния L1’, Луне надо повернуться на орбите еще на угол L1,T1L1′, на что требуется около двух суток. Земля, освещаемая Солнцем, при наблюдении с Луны тоже должна менять фазы и с тем же периодом, но фазы их обратны друг другу: когда мы видим новолуние, с Луны видно «полноземелие» и т. д.
В астрономии принято выделять и лунный год , который равен 12 лунным месяцам или примерно 354 земным суткам, что на 11 дней короче календарного года. Такая разница приводит к тому, что одни и те же фазы Луны из года в год будут приходиться на разные даты. А повторяться в одни и те же дни они будут только раз в 19 лет.
2. Затмения и его типы
Затмение — это астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела. Наиболее известны лунные и солнечные затмения. Кроме лунных и солнечных затмений, на небе происходят затмения других тел. Например, планеты могут затмевать звёзды. Подобные явления называются покрытиями . Также существует такое явление, как прохождение планеты по диску Солнца .
Покрытие — это астрономическое явление, во время которого, с точки зрения наблюдателя из определённой точки, одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его полностью или частично.
Прохождение (или астрономический транзит) — это астрономическое явление, во время которого с точки зрения наблюдателя из определённой точки одно небесное тело проходит перед другим небесным телом, заслоняя его часть.
Термин «покрытие» употребляется в тех случаях, когда более близкий к наблюдателю объект по своему относительному (видимому) размеру значительно больше, чем более удаленный объект. Например, покрытие Сатурна Луной:
В тех случаях, когда более близкий объект по своим видимым размерам значительно меньше удалённого, употребляют термин «прохождение». Например, прохождение Луны по диску Земли:
2.1 Солнечные затмения
Солнечное затмение — это астрономическое явление, которое заключается в том, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. Происходит оно потому, что угловые размеры дисков Солнца и Луны для наблюдателя с Земли кажутся одинаковыми. Объясняется это тем, что диаметр Луны примерно в 400 раз меньше диаметра Солнца. Но в тоже время она в четыреста 400 раз ближе к Земле.
Это приводит к тому, что Луна может полностью покрыть яркую поверхность Солнца, оставив при этом видимой лишь его атмосферу.
Итак, что же происходит при затмениях? Все мы прекрасно знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Это значит, что в определённые моменты, Солнце, Луна и Земля могут выстроиться на одной прямой. Если Луна окажется между Землёй и Солнцем, то она на время закрывает Солнце, отбрасывая тень на Землю. Но маленькая Луна не может полностью затенить Землю. Поэтому только жители той местности, куда у падёт тень от Луны, окажутся свидетелями полного солнечного затмения. В тех же областях, куда свет будет попадать частично, то есть это области полутени, жители будут видеть ту часть Солнца, от которой в данную область попадает свет — это частное солнечное затмение.
Из-за того, что лунная орбита является эллиптической, может случиться и так, что Луна будет находиться на значительном удалении от Земли. В этом случае диск Луны окажется слишком маленьким, чтобы полностью закрыть собой Солнце. В этом случае наблюдатель в точке А сможет увидеть кольцеобразное солнечное затмение. Н аблюдатели же в точках В и С будут видеть частное солнечное затмение.
- Полные солнечные затмения — это затмения, во время которых на некоторое время Луна полностью покрывает видимую поверхность Солнца (самое большее на 7 мин.).
- Кольцеобразные солнечные затмения — это затмения, во время которых видимый диск Луны меньше солнечного, но располагаются они почти концентрически и незакрытой остается только краевая зона видимой поверхности Солнца
- Частные солнечные затмения — это затмения, во время которых диск Солнца нблюдается в виде серпа. Частные фазы солнечного затмения могут длиться более двух часов.
Полное затмение Солнца можно наблюдать лишь там, где на Землю падает небольшое по размерам (диаметром не более 270 км) пятно лунной тени. Тень Луны со скоростью около 1 км/с движется по поверхности Земли примерно с запада на восток, поэтому в каждом пункте Земли полное затмение продолжается лишь несколько минут.
Так, например, в окрестностях Москвы последний раз полное солнечное затмение наблюдалось 19 августа 1887 года. В следующий раз это произойдёт лишь 16 сентября 2126 года. Но бывают и исключения. Например, в районе города Бийска (Алтайский край), в период с 1981 года по 2008 наблюдалось целых три полных солнечных затмения: 31 июля 1981 года, 29 марта 2006 года и 1 августа 2008 года.
На карте ниже представлена полоса полного солнечного затмения 1 августа 2008 года. Путь, который проходит тень Луны по поверхности Земли, называется полосой полного солнечного затмения.
Ещё в Древней Греции обратили внимание, что через каждые 6585,3 суток (18 лет 11 суток) после солнечного или лунного затмения происходит другое, очень похожее по своим характеристикам, но отличающееся областью видимости на Земле. Данный период был назван саросом, что в переводе с греческого языка означает «повторение».
Знание закономерностей движения Луны и Земли позволяет учёным с высокой степенью точности на сотни и тысячи лет вперёд вычислять моменты наступления затмений и знать, где на земном шаре они будут видны. Из-за малой длительности солнечных затмений астрономы тщательно готовятся их к наблюдениям, чтобы в течение этого малого промежутка времени успеть изучить внешние разреженные оболочки Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено. Так, например, во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года французский учёный Пьер Жансен впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента, который назвали в честь Солнца — гелием.
Располагая необходимыми данными о предстоящих затмениях, учёные получают возможность организовать экспедиции в полосу полного солнечного затмения. В момент полной затмения можно наблюдать внешние, наиболее разреженные слои атмосферы Солнца — солнечную корону , которая в обычных условиях с поверхности Земли не видна.
2.2 Лунные затмения
Земля отбрасывает тень в форме конуса в сторону, противоположную Солнцу. Если полнолуние происходит достаточно близко от узла лунной орбиты, то Луна при этой фазе частично или полностью погружается в земную тень, почему и происходит лунное затмение.
Лунное затмение — это затмение , которое наступает, когда Луна входит в конус тени от Земли .
Лунное затмение можно увидеть на всем полушарии Земли, которое обращенно во время затмения к Луне. При частичном погружении Луны в земную тень лунное затмение называется частным теневым , а при полном погружении называется полным теневым затмением . Во время затмений Луна обычно не исчезает совершенно, а видна, хотя и слабо.
При полном лунном затмении мы, чаще всего, можем наблюдать Луну бурого или красно-тёмного цвета. Объясняется это тем, что солнечные лучи, преломляясь в атмосфере, окружающей Землю, попадают внутрь конуса земной тени. Однако из всех цветов радуги, составляющих белый солнечный свет, атмосфера сильно задерживает голубые и соседние с ними лучи (вспомните спектр), а пропускает внутрь этого конуса преимущественно красные лучи, которые она поглощает слабее. Эти лучи и освещают Луну во время затмения.
Вокруг конуса тени Земли, как и в случае с Луной, имеется полутень. Если Луна, при своём движении, будет проходить эту область, то на Земле можно будет наблюдать полутеневое затмение . Его особенность в том, что яркость освещения лунного диска меняется совсем незначительно. Поэтому невооружённый человеческий глаз его практически не замечает. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одного края лунного диска.
Так как диаметр тени Земли на расстоянии Луны примерно в 2,5 раза больше диаметра Луны, то полное лунное затмение может длиться до 1 ч 04 мин, а все затмение от начала до конца — свыше трех часов.
Возникает вопрос: почему солнечные и лунные затмения происходят не каждый месяц?
Ведь, казалось бы, затмения должны происходит при каждом обороте Луны во время её новолуния и полнолуния. Но такого не происходит. Вспомните, что видимая орбита Луны на небесной сфере — это большой круг, который наклонён к плоскости эклиптики всего на 05 о 09’. Но этого хватает для того, чтобы во время новолуния или полнолуния Луна оказалась далеко от плоскости эклиптики. А это приводит к тому, что во время новолуния тень от Луны пройдёт выше Земли. А во время полнолуния сама Луна может пройти ниже земной тени.
Поэтому затмения смогут наступить лишь тогда, когда Луна находится вблизи точек пересечения лунной орбиты с эклиптикой (вблизи узлов).
Источник