Астрономы выяснили, почему Луна светит ярче Солнца
Учёные увидели поразительную картину, наблюдая за спутником Земли в космический телескоп Fermi.
Луна в телескоп космической обсерватории Fermi выглядит несколько иначе, чем мы привыкли видеть, сообщили в NASA. По данным наблюдений, спутник Земли затмевает свет Солнца в диапазоне гамма-излучения.
Гамма-телескоп летает по орбите вокруг Земли на высоте 565 километров с 2008 года. Почти 11 лет учёные фиксировали попадающие на Луну гамма-частицы с энергией более 31 мегаэлектронвольт. Это в 10 миллионов раз больше энергии видимого света. Наблюдения показали, что поверхность Луны отражает необычайно мощное излучение — оно превышает даже регистрируемое солнечное, то есть ночное светило кажется ярче дневного.
Это объясняется тем, что на естественный спутник Земли постоянно обрушиваются сильнейшие космические лучи, а поскольку у Луны нет ни атмосферы, ни магнитного поля, практически ничто их не останавливает. Именно поэтому подобную картину нельзя понаблюдать, глядя из космоса на Землю, — наша планета защищена от гамма-частиц. На Луне же лишь часть высокоэнергетичных квантов поглощает реголит, остальное прекрасно видно в гамма-телескоп.
При этом в таком диапазоне меняющиеся фазы Луны увидеть невозможно, ведь частицы бомбардируют всю её поверхность. Однако интенсивность излучения всё-таки меняется: на неё влияет активность Солнца, которое своим магнитным полем отклоняет движение космических гамма-лучей.
Источник
Почему луна светится?
Вы знаете, что Земля была бы мрачным местом без ее яркого, сияющего соседа — солнца. Но знаете ли вы, что луна также будет просто еще одним скучным шаром, если бы не солнечные лучи?
Почему луна светится?
Луна светит, потому что ее поверхность отражает свет от солнца. И несмотря на то, что иногда кажется, что она сияет очень ярко, луна отражает только от 3 до 12 процентов солнечного света, который падает на нее.
Луна на ночном небе
Воспринимаемая яркость Луны от Земли зависит от того, где Луна находится на своей орбите вокруг планеты. Луна путешествует один раз вокруг Земли каждые 29,5 дней, и во время своего путешествия она освещается солнцем под разными углами.
Это движение луны вокруг Земли — и одновременное вращение Земли вокруг Солнца — объясняет различные фазы луны (полная луна, четверть луны и т. Д.). В любой данный момент на траектории движения Луны вокруг Земли только половина ее поверхности обращена к Солнцу, и поэтому освещается только половина Луны. Другая половина поверхности обращена от солнца и находится в тени.
Луна самая яркая, когда она находится на 180 градусов от Солнца с нашей точки зрения (изобразите Солнце, Землю и Луну по прямой линии). В это время полная половина поверхности Луны, обращенная к Солнцу, освещена и видна с Земли. Это то, что известно как полная луна.
месяц на ночном небе
В «новолуние», с другой стороны, луна даже не видна с нашей точки зрения. Это когда Луна находится между Солнцем и Землей, так что сторона Луны, отражающая солнечный свет, обращена от Земли.
В дни до и после новолуния мы увидим полосу луны, отражающую солнечный свет. И в те времена слабая яркость остальной части луны — части, не ярко освещенной как осколок, — является результатом того, что ученые называют « земляным блеском », в котором относительно темный диск луны слегка освещается солнечным светом, который отражается от Земли, затем с Луны и обратно в наши глаза.
Источник
Почему Луна светит?
Почему Луна ярче всех звезд на небосводе, хотя сама звездой не является? Давайте разберемся .
Почему Луна все время разная
Поверхность Луны сама по себе не светится – она отражает солнечный свет, словно огромное зеркало. С Земли всегда видна одна и та же сторона Луны, но ее освещенность Солнцем меняется, и поэтому мы можем наблюдать фазы от тонкого полумесяца до большого круга.
Это происходит потому, что Луна вращается вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца. И у нашей планеты, и у спутника есть свой наклон оси, своя орбита и своя траектория движения по этой орбите. Когда меняется взаимное положение этих трех тел в космосе, меняется и картинка, которую мы видим на небосводе.
Что такое «пепельный свет Луны» и «суперлуние»
Когда на небе виден тонкий серп, можно наблюдать необычное зрелище: вместе с этой яркой полоской бледно видна вся Луна, будто ее «дорисовали» простым карандашом. Это явление называют «пепельным светом Луны», и оно происходит потому, что она слабо подсвечивается лучами Солнца, отраженными от нашей планеты. И они снова отражаются обратно – получается своеобразное отражение отражения.
В полнолуние, когда земным наблюдателям виден весь «блин» Луны, ее свет настолько яркий, что астрономы не могут рассмотреть в телескоп другие небесные тела. А когда в полнолуние Луна оказывается очень близко к Земле, наступает суперлуние, и она светит еще ярче, чем обычно.
Почему Луна ярче Солнца
Наблюдая за Луной в космический телескоп, ученые открыли удивительную вещь. Существуют не только такие лучи, которые мы видим, но и те, что недоступны нашему глазу. Это второе излучение, называющееся гамма-лучами, настолько сильно отражается от Луны, что даже превосходит по мощности свет от Солнца.
На спутник обрушивается огромный поток космических лучей, и у него нет защиты, которая бы их остановила. Эта энергия в миллионы раз сильнее энергии света, который мы видим, и поэтому в телескоп Луна сияет ярче нашего главного светила.
Почему бывает лунное затмение
Луна освещает нашу ночь не всегда: когда она попадает в тень Земли, наступает лунное затмение. Она может оказаться в этой тени полностью или частично, поэтому и затмение может быть полным или частичным.
Во время затмения Луна не пропадает с неба, а становится тёмно-красного цвета. Так получается потому, что солнечные лучи, рассеянные в атмосфере Земли, все равно ее освещают. Красно-оранжевые лучи оказываются самыми проворными из всех – они добираются до Луны быстрее других и дают ей такую окраску.
Источник
Почему Луна светится
Луна – это светильник, который озаряет Землю в ночи. Но каким образом и почему она светится, ведь это не звезда? Люди в древности предполагали, что она может излучать свет, но теперь мы знаем, что это предположение неправильное. Луна не может светиться сама.
Секрет свечения
Разгадка этой тайны проста – наш спутник отражает солнечные лучи, которые на него попадают. Но как каменистое небесное тело без атмосферы это делает? Оказывается, 50% лунной почвы состоит из стекла в разных формах. Среди камней присутствует много стеклянных шариков, некоторые из которых имеют практически идеальную круглую форму. Поэтому поверхность Луны работает как светоотражатель.
Лунному свету требуется приблизительно 1,26 секунды, чтобы достичь поверхности Земли.
Количество отражаемого света
Все объекты в космосе имеют такую характеристику, как альбедо. Она показывает, насколько хорошо они отражают свет. Например, материал, такой как лед, имеет высокое альбедо, в то время как почва имеет плохое альбедо.
Альбедо Луны очень низкое – как у угля. Все потому, что ее поверхность довольно кривая и имеет темно-серый цвет. По этим причинам она отражает только 12% света, который попадает на нее, то есть совсем чуть-чуть. Однако, солнечный свет настолько яркий, что даже небольшая его часть выглядит довольно ярко. В полнолуние месяц настолько яркий, что затеняет более слабые объекты в небе, и мы можем лицезреть его даже днем. Многие астрономы убирают свои телескопы во время этой фазы, так как исследования становятся трудными.
Иногда можно наблюдать суперлуние, во время которого свечение месяца может быть на 20% ярче, чем обычно. Это явление происходит, когда новолуние приходится на момент максимального сближения Земли со своим спутником. Полная Луна обычно обеспечивает освещенность всего лишь около 0,05–0,1 люкс. При суперлунии эти показатели могут достигать 0,32 люкс.
Есть еще одно объяснение такого яркого свечения ночного светила. Оно является результатом того, что ученые называют эффектом Зелигера. Его можно рассмотреть на таком примере: когда фары автомобиля светят на темную дорогу, та выглядит ярче, чем на самом деле. Солнце в этом случае играет роль фары. Яркие лучи от него попадают прямо на Луну, из-за чего она кажется намного светлее. Недавно было выяснено, что большое количество космического мусора, который кружит над поверхностью спутника, также усиливает его отражательные способности.
Да, Луна действительно является плохим отражателем, особенно по сравнению со спутником Сатурна Энцеладом, который отражает около 99% падающего на него света.
А что можно сказать о слабом свечении темной части месяца в новолуние? Мы уже знаем, что само небесное тело не производит свет, а значит оно его отражает. Догадаться, от чего – нетрудно. Конечно же, от Земли. Поскольку наша планета больше и у нее есть облачная атмосфера, а также много воды, она отражает в 70 раз больше лучей, чем спутник. Небольшая его часть отражается от Луны и возвращается обратно к нам, создавая этот светящийся эффект.
Цвет лунного света
Лунный свет, особенно вокруг полного месяца, подчас кажется голубоватым по сравнению с остальной частью неба. Также некоторым он кажется серебристым. На самом деле это иллюзия, возникающая в результате эффекта Пуркинье, когда восприятие цвета человеческим глазом меняется из-за пониженной освещенности окружающих объектов.
А во время затмения Луна окрашивается в красный цвет непрямым солнечным светом, который атмосфера Земли рассеивает и преломляет.
Вы можете быть удивлены, узнав, что мы видим сегодня намного меньше лунного сияния, чем видели наши предки. Причина тому – постепенное отдаление Земли от ее спутника.
Фазы месяца
Наверняка, каждый заметил, что месяц не светится все время одинаково; иногда его не видно совсем. Интенсивность лунного света сильно варьируется, в зависимости от фазы. Фазы Луны меняются благодаря тому, что она вращается вокруг Земли, а Земля – вокруг Солнца. Во время движения спутник освещается под разными углами.
В некоторые моменты только половина поверхности обращена к Солнцу, а вторая половина находится в тени. При полнолунии Земля становится посредине между своим спутником и Солнцем. При этом вся поверхность Луны освещена и видна с Земли. В новолуние нам ее практически не видно, так как она располагается между Солнцем и Землей, так что сторона, отражающая солнечные лучи, обращена от нас. В дни до и после новолуния мы увидим только сияющий серп.
Источник
Ярчайшие объекты неба
Довольно часто, видя необычно яркий объект на небе, мы задаемся вопросом, что это такое? Это звезда? Может быть, планета? А если объект перемещается по небу? Не спутник ли это? И если да, то какой?
Случалось ли с вами, что вы видели в небе нечто очень яркое, но не поняли, что именно вы видели?
Давайте рассмотрим 10 ярчайших объектов на небе. Возможно, вы найдете среди них свой объект!
1. Солнце
Солнце — самый яркий и, без сомнения, самый важный объект на небе. В этом списке он просто потому, что не внести его нельзя. Благодаря солнечному свету и теплу Земля представляет собой на редкость уютное и гостеприимное место. Вы никогда не задумывались, что реки и моря, ветра и облака возможны только благодаря солнечному теплу? Сама жизнь на Земле поддерживается благодаря Солнцу.
Солнце — ярчайшее светило на небе Земли. Фото: yta2/flickr.com
Наше дневное светило настолько яркое, что днем смотреть на него нельзя во избежание повреждения зрения! Относительно безопасно Солнце можно наблюдать на рассвете или на закате, когда его свет ослабляется, проходя через толщу атмосферы.
2. Луна
Луна — главный объект ночного неба. В древности она играла на ночном небе ту же роль в жизни людей, что Солнце на дневном, помогая отсчитывать время, составлять календарь, а путникам — находить дорогу.
Яркость Луны меняется в зависимости от фазы ее освещенности. Полная Луна светит гораздо ярче,чем узкий месяц. В полнолуние лунный свет стирает с неба множество слабых звезд и туманных объектов, а месяц почти не мешает астрономическим наблюдениям.
Свет Луны может сильно ослабляться на восходе и заходе. В это время из-за рефракции часто искажается и форма Луны. Хотя Луна кажется нам очень привычным объектом, она может выглядеть очень необычно — например, серп Луны на восходе, когда над горизонтом виден только один «рог», может напоминать далекий светящийся парус.
3. «Иридиумы»
Иногда на небе внезапно вспыхивает очень-очень яркая звезда. Несколько секунд ее блеск остается неизменным, после чего звезда начинает тускнеть и через полминуты пропадает. Если присмотреться, то можно заметить медленное перемещение звезды по небу.
То, что я сейчас описал, не что иное как вспышка «Иридиума», одного из спутников системы низкоорбитальной связи. Явление возникает при отражении солнечного света гладкими поверхностями антенн спутников. Иногда вспышка настолько мощная, что поражает яркостью даже на фоне ранних сумерек, когда на небе еще не видно звезд. Это служит неиссякаемым источником слухов о НЛО, «таинственных огнях» в небе и так далее.
Двойная вспышка «Иридиума» в небе над Пекином. Фото: lifelens/spaceweather.com
4. Международная космическая станция
Международная космическая станция (сокращенно МКС) — крупнейшее рукотворное тело в космосе. За сутки МКС успевает 18 раз облететь Землю, благодаря чему ее можно наблюдать почти из любой точки Земли.
МКС легко спутать с быстро летящим самолетом; многие сайты, включая НАСА, дают возможно определить точное время видимости станции в небе над вашим городом, включая точное расположение и яркость станции на небе. Ясно, что положение станции и ее яркость зависят от расстояния до вашего местоположения наблюдателя — чем она дальше, тем тусклее. При особенно благоприятных условиях МКС ярче Венеры!
МКС пересекает небо Стокгольма летом 2018 года. Фото: Peter Rosén
Линейные размеры Международной космической станции около 100 м; она гораздо меньше Луны или Венеры, однако и находится гораздо ближе к нам; в телескоп можно заметить, что МКС имеет форму вытянутой рисинки.
5. Венера
Венера — главный и почти неиссякаемый источник сообщений о НЛО. Пожалуй, ни один объект на небе не вызывает столько кривотолков, сколько эта планета. На востоке ее часто принимают за прожекторы, а когда она расположена низко над горизонтом — за сигнальные ракеты и фонари летящих навстречу самолетов.
Венера и Луна на вечернем небе. Яркая Венера прекрасно видна даже в ранних сумерках! Фото: Maria Teresa and Raffaello Lena
Венера выглядит как крупная белая звезда с «лучиками». Наблюдается Венера по вечерам в течение нескольких часов после захода Солнца или по утрам перед восходом светила. Венера намного ярче любой из звезд. На самом деле, она настолько яркая, что вполне видна даже на дневном небе!
Отличительная особенность Венеры — ее спокойное, ровное сияние. В отличие от звезд, она практически не мерцает.
6. Юпитер
Планета Юпитер, как и Венера, намного ярче звезд. Как и Венера, Юпитер светит спокойно даже в морозную или ветреную ночь, когда многие звезды сильно мерцают и дрожат. В этом две планеты похожи.
Цвет Юпитера — желтовато-белый; в отличие от Венеры, эта планета может наблюдаться в течение всей ночи. Главное же отличие между планетами состоит в том, что Юпитер при всей своей относительной яркости, все-таки существенно уступает в блеске Венере.
7. Марс
Марс вблизи противостояния 5 августа 2018 года. Фото: David Strange
Бо́льшую часть времени яркость Марса не отличима от яркости обычных звезд. Но раз в 2 года и 2 месяца Марс сближается с Землей, и в это время его яркость становится примерно равной яркости Юпитера. (Во время великих противостояний, которые случаются раз в 15—17 лет, Марс становится даже ярче Юпитера!)
Марс в это время похож на очень яркую звезду розовато-красного цвета и находится строго на противоположном от Солнца участке неба.
8. Меркурий
Ближайшая к Солнцу планета, Меркурий, бывает почти такой же яркой, как и Марс в противостоянии. Парадокс, однако, заключается в том, что найти Меркурий на небе бывает довольно сложно. На небе он находится всегда где-то поблизости от Солнца, так что если и наблюдается в небе России, то только в вечерних или утренних сумерках.
На относительно ярком фоне сумеречного неба Меркурий выглядит не так красиво и эффектно, как на абсолютно черном фоне. Ночью Меркурий можно наблюдать только в тропических и экваториальных странах.
9. Сириус
Сириус — ярчайшая звезда ночного неба. Это девятый объект в нашем списке. На территории России Сириус наблюдается на небе в период с конца лета по апрель, но лучшее время для наблюдения этой звезды длится с декабря по март. Зимой Сириус виден всю ночь.
Сириус существенно ярче других звезд. У него есть отличительная особенность: звезда часто сильно мерцает и переливается всеми цветами радуги. Вообще-то все звезды мерцают в ночь, когда атмосфера неспокойна (это бывает, например, при сильных морозах). Но Сириус мерцает особенно сильно, просто потому что он ярче других звезд и находится низко над горизонтом.
Если вы зимним вечером заметите низко в небе на юге очень яркую звезду, которая мерцает и переливается разными цветами, это — Сириус!
10. Канопус или Сатурн
Последнее, 10-е место в списке ярчайших объектов неба я поделил между двумя объектами.
Если вы живете южнее 37° северной широты, то сможете наблюдать на небе звезду Канопус — вторую по яркости на ночном небе после Сириуса. Канопус возглавляет созвездие Киля, а когда-то был ярчайшей звездой обширного созвездия Корабль Арго. Да-да, это созвездие было названо в честь корабля, на котором аргонавты плавали в Колхиду за Золотым Руном. В XVIII веке астрономы разделили Корабль Арго на созвездия Кормы, Киля, Парусов и Компаса.
Сатурн существенно ярче, когда его кольца широко раскрыты. Фото: Ed Lomeli/spaceweather.com
Корабль Арго виден с территории России только частично, а Канопус и вовсе не виден. Поэтому для жителей России на 10-е место претендует планета Сатурн.
Обычно Сатурн похож на яркую звезду. Но в моменты перигелия, когда кольца Сатурна широко открыты, яркость планеты существенно вырастает. В эти периоды Сатурн уступает в блеске из всех звезд только Сириусу.
Кратковременные небесные явления
Какие объекты не вошли в список?
Прежде всего, болиды. Болиды — это очень яркие метеоры или, как их называют в народе, «падающие звезды». В отличие от искусственных спутников Земли, болиды наблюдаются довольно редко и в течение считанных секунд. При этом они, как правило, быстро перемещаются на фоне неба.
Челябинский болид. Источник: Википедия
Блеск метеоров может достигать блеска Юпитера, но болиды еще ярче. Самые крупные и, следовательно, яркие болиды гораздо ярче полной Луны! Они не полностью сгорают в атмосфере Земли и долетают до поверхности, становясь метеоритами.
Типичный очень яркий болид, наблюдавшийся в небе, — знаменитый Челябинский метеорит, упавший в феврале 2013 года.
Кометы иногда бывают настолько яркими, что могут соперничать даже с Луной! Примером такой кометы служит околосолнечная комета Икея-Секи (Икэя — Сэки), наблюдавшаяся в 1965 году. Правда, самые яркие кометы наблюдаются только в утренних или вечерних сумерках, то есть на фоне яркого неба. Кроме того, кометы — туманные объекты; их общая яркость размазывается по большой площади неба; все вместе значительно снижает впечатление от их яркости. Зато ничто не может сравниться по красоте с хвостом такой кометы!
Еще один тип очень ярких объектов — сверхновые звезды. Некоторые исторические сверхновые были ярче Венеры и без всякого труда наблюдались даже днем!
Явление сверхновой обычно возникает при взрыве очень старой звезды. Чем ближе находится сверхновая к Земле, тем она ярче. К сожалению, сверхновые вспыхивают очень редко, достаточно сказать, что в нашей Галактике последнее наблюдение сверхновой датируется 1604 годом — еще в дотелескопическую эпоху!
Комета Икея — Секи. Фото: Википедия/Roger Lynds
Одним словом, шансы на то, что вы станете свидетелями взрыва сверхновой звезды, очень малы. Но они все-таки есть: например, в такую звезду может превратиться Бетельгейзе из созвездия Ориона. У астрономов есть и другие кандидаты.
Итоги
Если вы видите яркий быстро перемещающийся по небу объект, то, скорее всего, наблюдаете МКС. Вспышки «Иридиумов» могут быть очень яркими, но длятся менее 10 секунд. Болиды похожи на огненные шары, часто со следами.
Яркие, но неподвижные объекты на небе — планеты. Венера наблюдается по утрам и по вечерам. Юпитер и Марс могут наблюдаться не только утром и вечером, но и ночью, но они никогда не бывают такими. При восходе планет многим может показаться, что они движутся. На самом деле вы наблюдаете их восход — Земля вращается, и планеты поднимаются все выше в небе.
Луна и Венера на вечернем небе 16 июня 2018 года. Снимок был сделан в Нижегородской области. Автор: Владимир Неруш
Ярчайшая звезда ночного неба, Сириус, наблюдается зимними вечерами не очень высоко в небе на юге. Она нередко переливается разными цветами радуги (не всегда!).
В целом ярчайшие объекты неба — это Солнце, Луна, искусственные спутники Земли и планеты. Звезда Сириус далеко не самый яркий объект из тех, что можно увидеть. Правда, планеты меняют свою яркость и наблюдаются нередко только в утренних или вечерних сумерках (особенно Венера), поэтому бывают не так заметны, как самые яркие звезды.
В таблице ниже я привел список ярчайших объектов неба вместе с их блеском в звездных величинах.
Источник