Почему пепельный свет луны слабее. Пепельный свет луны

Свет золотой луны В аул их привезли на рассвете. Сняли с головы мешки и вытолкали из машины. Гаврилов жадно глотал чистый воздух высокогорья. Пока несколько часов тряслись в машине, он чуть не задохнулся в этом невыносимо пыльном мешке. Оглядевшись, увидел, что стоят они

Объяснение пепельного света. - В ясные вечера ранней весны, когда над западной частью горизонта видна молодая Луна в виде узкого серпа, не трудно заметить и остальную часть Луны, освещенную гораздо слабее, чем серп. Этот слабый свет и носит наименование пепельного света Луны. Пепельный свет хорошо виден также осенью, на востоке.

Причина этого явления хорошо известна со времен Леонардо да Винчи и Местлина, учителя Кеплера, впервые давших верное объяснение пепельному свету. Объяснение Местлина опубликовано в 1604 г. в сочинении Кеплера «Astronomiae pars optica», объяснение же Леонардо да Винчи, данное на сто лет раньше, найдено в его рукописях.

Представим себе момент, когда Луна проходит между Землей и Солнцем. Если центры всех трех светил лежат близко от одной прямой линии, то для наблюдателя с Земли произойдет полное или частное солнечное затмение. Если же Луна удалена более значительно от прямой Земля - Солнце, то она не будет видна на диске Солнца. Момент прохождения Луны в ближайшем расстоянии от прямой Земля-Солнце носит название новолуния. В этот момент к Земле обращена темная, не освещенная Солнцем сторона Луны, и мы ее не видим вовсе. Но что увидели бы мы, глядя в этот момент с Луны на Землю? Обращенная к Луне сторона Земли обращена в то же время и к Солнцу, а потому с Луны мы увидели бы Землю в виде полного освещенного диска, так сказать, «полноземелие». Этот свет «полной» Земли должен освещать Луну весьма значительно, гораздо сильнее, чем то освещение, которое посылает на Землю полная Луна, так как земной диск, видимый с Луны, имеет поверхность приблизительно в 13 раз большую, чем поверхность Луны, видимая с Земли. За несколько дней до новолуния или через несколько дней после него, когда Луна удалена на некоторое расстояние от прямой Земля - Солнце, мы видим небольшую часть освещенной Солнцем ее поверхности в виде узкого серпа. В это самое время Земля с Луны кажется несколько «ущербленной», но все еще весьма яркой. Земля освещает Луну, и мы видим пепельный свет рядом с серпом, освещенным самим Солнцем.

Это и есть верное объяснение пепельного света. Как оно ни просто, людям понадобилось несколько тысячелетий занятия астрономией, чтобы найти его.

До Леонардо да Винчи и Местлина одни объясняли пепельный свет фосфоресценцией Луны, другие (напр., философ древности Посидоний) - тем, что вещество Луны прозрачно. Знаменитый астроном XVI века Тихо Браге объяснял пепельный свет Луны освещением ее поверхности планетой Венерой.

Интерес изучения пепельного света.

Пепельный свет дает прекрасный
способ сравнить яркость Земли, освещенной Солнцем, с яркостью самого Солнца. В самом деле, яркий серп и пепельный свет Луны представляют собою части одного и того же тела, освещенные соответственно Солнцем и Землею. Поэтому, измерив отношение яркости серпа и пепельного света, можно получить отношение яркости Солнца и Земли. Мы как бы получаем возможность взглянуть на нашу Землю с Луны.

Впервые инструментальные сравнения яркости пепельного света и серпа Луны были произведены в 1850 г. французскими астрономами Арого и Ложие.

Прошло целых 60 лет без новых исследований пепельного света, и только в последние 2 года появились работы, посвященные этому вопросу.

Американский астроном Вери произвел в 1911 и 1912 гг. целый ряд сравнений яркости пепельного света с яркостью серпа. Из этих сравнений, а также из измерений Арого и Ложие Бери пришел к очень интересному и важному выводу относительно отражения солнечного света Землею. Оказалось, что Земля отражает свет в неменьшей степени, чем планета Венера, которая превосходит в этом отношении все остальные планеты.

Известно, что на Венере никогда не видно каких-либо резких и определенных подробностей. Видимые на ней пятна всегда очень слабы и неопределенны. Из этого, а также из сильной отражательной способности Венеры заключили, что она всегда покрыта густыми облаками, закрывающими от нас самую ее поверхность.

Исследования Вери приводят к мысли, что Земля наша, рассматриваемая из пространства, весьма схожа с Венерой. Земля также весьма ревниво скрывает от посторонних взоров свою поверхность, закутываясь атмосферой и облаками.

Цвет пепельного света.

Несколько лет тому назад мне пришла в голову мысль исследовать при помощи фотографии цвет пепельного света, чтобы таким образом составить понятие о том, какого цвета кажется из пространства наша Земля. Для решения этой задачи я начал производить

снимки пепельного света и серпа через разные светофильтры: красный, желтый, зеленый и фиолетовый. На каждой пластинке фотографировался с длинной выдержкой пепельный свет, а рядом - несколько раз (с короткими выдержками разной продолжительности) серп; при этом выдержки для серпа были, на основании предварительных опытов, таковы, чтобы на каждой пластинке получались среди других и такие изображения серпа, яркость которых равна по возможности яркости пепельного света. Такая серия пластинок позволила определить яркость пепельного света относительно серпа в разных цветах. Таким образом, явилась возможность сравнить цвет Земли с цветом Солнца, так как, повторяем, пепельный свет - это есть Луна, освещенная Землею, а яркий серп - Луна, освещенная Солнцем.

Здесь я приведу вкратце результаты моих исследований, напечатанных весною текущего года в №62 «Известий Николаевской Главной Астрономической Обсерватории в Пулкове».

Считая для простоты яркость серпа во всех лучах одинаковой, я получил для пепельного света следующие относительные яркости в разных цветах, причем яркость в фиолетовых лучах принята за единицу.

Из этой таблицы видно, что сравнительно с серпом пепельный свет вдвое богаче фиолетовыми лучами, чем красными; при этом яркость увеличивается весьма последовательно при переходе через лучи желтые и зеленые.

Уже отсюда мы можем заключить, что Земля, рассматриваемая из пространства, имеет голубоватый цвет.

Это заключение, естественно, привело к мысли, что в отражении Землею света в пространство значительную роль играет наша атмосфера, которая, вероятно, и придает Земле голубоватый цвет. Ввиду этого раньше, чем идти дальше, мы сделаем небольшое отступление для объяснения голубого цвета нашего неба.

Теория голубого цвета неба.

В работе, появившейся в 1871 г., и в последующих английский ученый лорд Рэлей (Rayleigh) дал полную и вполне строгую теорию голубого цвета неба, на основании которой этот цвет происходит от рассеяния света молекулами воздуха и взвешенными в нем посторонними частицами. Если диаметры этих частиц малы сравнительно с длиною световых волн, то количество рассеянного ими света обратно пропорционально четвертой степени длины волны. Так, например, крайние фиолетовые лучи имеют длину волны в два раза меньшую, чем крайние красные, а потому первые рассеиваются в 16 раз сильнее, чем последние.

По мере увеличения частиц рассеяние лучей разных цветов выравнивается, и цвет неба становится белесоватым. Таково изменение цвета неба с приближением к горизонту, где мы видим более низкие части атмосферы, в которых взвешены сравнительно крупные частицы пыли, дыма и т.п.

Наконец, если диаметры частиц больше, чем длина волны, то лучи всех цветов разбиваются одинаково и мы наблюдаем цвет совершенно белый, как, например, цвет облаков. Анализ света, отраженного Землею. - Пользуясь теорией лорда Рэлея, мы можем разделить свет Земли на две части: 1) свет, отраженный облаками и вообще крупными частицами, и 2) свет, рассеянный самим воздухом и частицами, диаметр

которых меньше длины волны.

Применение способа наименьших квадратов к найденным выше значениям яркости пепельного света в разных лучах привело нас к следующим результатам:

Из последней строки явствует, что согласие наблюдений с теорией весьма удовлетворительно. Мы видим, что рассеяние света самим воздухом (составляющая 2) играет весьма значительную роль в свете, посылаемом Землею в пространство. Эта составляющая мало заметна в красных лучах, но затем она быстро увеличивается и в фиолетовых лучах уже значительно превосходит составляющую 1. Составляющие эти равны друг другу в синих лучах.

Таким образом, цвет Земли представляет смесь нормальной синевы неба с значительным количеством белого света; иными словами, Земля имеет цвет сильно белесоватого неба. Смотря на Землю из пространства, мы увидели бы диск указанного цвета и едва ли различили бы какиелибо подробности самой земной поверхности. Громадная часть падающего на Землю солнечного цвета успевает рассеяться в пространство атмосферой и всеми ее примесями раньше, чем дойдет до поверхности самой Земли. А то, что отражается самою поверхностью, успеет опятьтаки сильно ослабеть вследствие нового рассеяния в атмосфере.

Исследованиями цвета пепельного света Луны занимался также на обсерватории Русского общества любителей мироведения в Петрограде С.С.Гальперсон. Его исcледoвaния подтвердили найденный мною факт богатства пепельного света фиолетовыми лучами (см. «Известия Русск. Астр. Общ.», №9, 1914 г.).

Изменения в окраске и яркости пепельного света.

Мы нашли, что пепельный свет происходит от освещения Луны светом, отраженным на

шей атмосферой и всем, что в ней взвешено, а потому, если меняется отражательная способность атмосферы в целом, то должны меняться яркость и цвет пепельного света.

Что отражательная способность нашей атмосферы в целом меняется, об этом можно судить по многим фактам. Над каждым данным местом изменения отражательной способности атмосферы очевидны и зависят от облачности неба, прозрачности воздуха и от других метеорологических элементов. Эти изменения в разных местах могут взаимно уравновешивать друг друга, но, несомненно, не всегда. Бывают целые месяцы необыкновенной облачности или ясности, захватывающих громадные пространства земной поверхности. Кроме того бывают периоды, когда вся земная атмосфера становится как бы загрязненной вулканической или даже космической пылью, вызывающей особенно яркие зори. Все это вызывает изменение отражательной способности нашей атмосферы в целом и, как в зеркале, должно отражаться на яркости и цвете пепельного света. Из этого видно, какой интерес представляют систематические наблюдения пепельного света Луны. Исследуя пепельный свет, мы изучаем нашу Землю в том виде, она как видна из пространства.

Very F.W. Astronomische Nachrichten. № 4696.

Вскоре после новолуния, когда Луна выглядит узким серпом, хорошо заметен весь ее диск, светящийся слабым пепельным светом. Явление пепельного света впервые правильно объяснил Леонардо да Винчи: на лунном ночном небе ярко светится наша , находящаяся тогда почти в полной фазе, и мы видим поверхность спутника, освещенную светом Земли. 9 января 1643 года итальянский астроном Риччиоли заметил свечение темной, не освещенной стороны , подобное пепельному свету Луны. Так как у Венеры нет спутника, который мог бы ночью освещать ее поверхность, то причина пепельного света Венеры должна быть совершенно иной. После Риччиоли многие астрономы видели пепельный свет Венеры. Выяснилось, что яркость его очень сильно меняется, иногда он совершенно не виден. В этих изменениях яркости не удалось обнаружить никакой связи с активностью Солнца или другими астрономическими явлениями.

Надо заметить, что многим опытным наблюдателям, как, например, известному астроному 19-го века Барнарду, не удавалось увидеть пепельный свет Венеры. Возможно, поэтому большинство специалистов нашего времени отрицало реальность этого явления, считая его своеобразной оптической иллюзией.

Как то и я решил попытаться получить спектр свечения темной стороны Венеры на рефлекторе Крымской астрофизической обсерватории. Вечерние наблюдения в том году перед нижним соединением 9 апреля были особенно благоприятными. В середине марта при узком серпе Венера была доступна для наблюдений около часа на темном небе без признаков зари. В эту пору окрестные холмы были покрыты снегом и при небольшом северном ветре прозрачность воздуха до самого горизонта была очень хорошей. 18 марта удалось получить с помощью светосильного спектрографа с кварцевой оптикой одну спектрограмму, на которой отчетливо вырисовывались признаки свечения темной стороны Венеры.

Эта спектрограмма доказала реальность пепельного света Венеры. Оказалось, что на Венере светится ионосфера, то есть самые высокие слои атмосферы. Таким образом, одной из главнейших причин пепельного света Венеры является известное для Земли свечение ночного неба. На Земле ясная ночь никогда не бывает совершенно темной. Общий свет звезд лишь немного добавляет к свечению неба, происходящему благодаря химическим и физическим процессам в ионосфере, на высотах более ста километров.

Измерение спектра показало, что ночное небо Венеры светится раз в 50 или 100 ярче ночного неба Земли. В спектре удалось отметить свыше 40 ярких полос и линий. Часть из них вызвана свечением ионизованных молекул азота. Такое свечение наблюдается на Земле в спектре полярных сияний.

В спектре пепельного света Венеры совершенно отсутствуют зеленая и красная линии атомарного . Вместе с тем эти линии являются самыми яркими в спектре ночного неба Земли. Поэтому мне казалось возможным заключить, что в ионосфере Венеры нет свободного кислорода. Однако позже английский физик Цернер, тщательно изучив опубликованный мной спектр, вполне убедительно показал, что большинство отмеченных линий являются линиями ионов атомарного кислорода. Этот факт чрезвычайно интересен. Впервые удалось доказать существование свободного кислорода в атмосфере Венеры. Отсутствие же в спектре зеленой и красной линий атомарного кислорода может быть объяснено большой плотностью электронов в ионосфере Венеры.

Большая яркость и особенный характер свечения ионосферы Венеры позволяют думать, что излучение радиоволн Венерой, обнаруженное американскими и русскими радиофизиками, исходит не от поверхности, а от ионосферы Венеры. Измеренное излучение радиоволн Венеры соответствует температуре свыше 300°С. Такая высокая температура совершенно противоречит тепловому балансу Венеры. На поверхности Венеры следует ожидать умеренную положительную температуру около 30 или 50°С.

Температура же самых верхних разреженных слоев атмосферы определяется не только количеством энергии, получаемой от Солнца, но и ее качеством, то есть распределением энергии в спектре солнечного излучения. Поскольку распределение энергии в солнечном спектре соответствует температуре 6 000°, то в ионосфере возможны очень высокие температуры. Таким образом, из радиоастрономических данных следует заключить, что ионосфера Венеры излучает в тех длинах волн, для которых прозрачна ионосфера Земли. Это обстоятельство может привести к серьезным затруднениям в радиосвязи между Венерой и Землей.

Единственный спектр, разумеется, не может дать исчерпывающего объяснения пепельного света Венеры. Американский астроном Ньюкирк на высокогорной обсерватории университета Колорадо получил несколько спектров ночной стороны Венеры. В этих спектрах оказалось только три полосы, две из которых совпадают с самыми яркими полосами полученного мною спектра. В настоящее время к этой проблеме привлечено внимание многих астрономов. Поэтому можно надеяться, что в ближайшем будущем ученые получат большой, исчерпывающий материал спектральных наблюдений пепельного света Венеры.

P. S. О чем еще говорят британские ученые: о том, что возможно с изображением планеты Венеры, утреней зари могли быть сделаны, например, ведь сама форма этой удивительной планеты, тем более сделанная в виде светильника весьма интересна.

Пепельный свет Луны

Пепельный свет Луны - явление, когда мы видим Луну целиком, хотя Солнцем освещена только её часть. При этом неосвещённая прямым солнечным светом часть поверхности Луны имеет характерный пепельный цвет.

Наблюдается незадолго до и вскоре после новолуния (в начале первой четверти и в конце последней четверти фаз Луны).

Свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности Луны образуется солнечным светом, рассеянным Землёй, а затем вторично отражённым Луной на Землю. Таким образом, маршрут фотонов пепельного света Луны таков: Солнце -> Земля -> Луна -> глаз наблюдателя на Земле.

Яркий серп - часть, напрямую освещённая Солнцем. Остальная часть Луны освещена светом, отражённым от Земли.

Пепельный свет Луны

Причина этого явления хорошо известна со времен Леонардо да Винчи и Местлина , 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 .

Фотографические исследования пепельного света Луны в Пулковской обсерватории, выполненые Г. А. Тиховым , привели его к выводу, что Земля с Луны должна выглядеть как диск голубоватого цвета, что и подтвердилось в 1969 году . Он считал важным вести систематические наблюдения пепельного света. Наблюдения за пепельным светом Луны позволяют судить об изменении климата Земли .

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Пепельный свет Луны" в других словарях:

Слабое свечение неосвещенной Солнцем части лунной поверхности, обращенной к Земле (за счет солнечного света, отраженного сначала Землей, а затем Луной) … Большой Энциклопедический словарь

Слабое свечение не освещённой Солнцем части лунной поверхности, обращённой к Земле (за счёт солнечного света, отражённого сначала Землёй, а затем Луной). * * * ПЕПЕЛЬНЫЙ СВЕТ ЛУНЫ ПЕПЕЛЬНЫЙ СВЕТ ЛУНЫ, слабое свечение неосвещенной Солнцем части… … Энциклопедический словарь

Слабое освещение ее лучами Солнца, отраженными от Земли. В течение нескольких дней до и после новолуния (когда Земля обращена своей освещенной частью к Луне) рядом с ярким серпом можно различить весь диск Луны. Первый объяснил это явление… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Слабое свечение части видимого диска Луны, не освещенной прямыми солнечными лучами; наблюдается около новолуний, когда Луна имеет вид узкого серпа. П. с. Л. обусловлен отражением солнечных лучей от Земли, которая в это время обращена к… … Большая советская энциклопедия

Слабое свечение темной части Луны, вызванное светом Земли … Астрономический словарь

Слабое свечение не освещённой Солнцем части лунной поверхности, обращённой к Земле (за счёт солнечного света, отражённого сначала Землёй, а затем Луной) … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПЕПЕЛЬНЫЙ, пепельная, пепельное. 1. прил. к пепел (редк.). Пепельная масса. 2. Седовато серый, дымчатый (о цвете). Пепельный цвет волос. Пепельные волосы. «Свет свечей, дрожащие лица гостей показались ему пепельными.» А.Н.Толстой. Пепельный свет… … Толковый словарь Ушакова

Севастопольский проспект в Москве сразу после захода Солнца. Вдалеке можно разглядеть тонкий серп молодого месяца, который показывает своей выгнутой стороной на Солнце, которое уже скрылось за горизонтом. Через короткое время под горизонт уйдёт и … Википедия

ФАЗЫ ЛУНЫ - (применимо также к Меркурию и Венере). Возрастание начинается незадолго до новолуния и продолжается после него; в первой четверти видная половина лунного диска; в полнолуние Земля и Луна находятся на одной линии с Солнцем, и виден весь диск Луны … Астрологическая энциклопедия