Возможно ли увидеть тень Земли: научный ответ

Где есть свет и предмет, там непременно появляется тень – это закон физики. Само собой, и Земля, перекрывая солнечные лучи, также отбрасывает собственную тень.

Но можно ли ее увидеть? Астрономы рассказали изданию Live Science, что да – тень Земли можно наблюдать на различных объектах. При соответствующих условиях ее даже реально замечать ежедневно. И вот как это можно сделать.

Тень на Луне

Поскольку Солнце является протяженным источником света (то есть не точечным), тень Земли имеет три составляющие: темную центральную умбру, светлую периферийную полутень и антумбру, которая возникает на больших расстояниях, где области полутени перекрываются и заменяют умбру.

Наиболее отчетливо тень Земли видна во время полных лунных затмений. В этот момент полная Луна проходит сквозь земную тень: сначала входит в полутень, затем — в умбру, а далее снова оказывается в полутени. Отличить полутень сложно, ведь Луна лишь немного тускнеет. Зато умбру, которая может быть до 2,7 раза больше диаметра Луны, увидеть значительно легче.

Впрочем, когда Луна полностью погружена в умбру, она обычно не становится абсолютно черной. Чаще всего она приобретает тускло-красный или насыщенный красный оттенок. Это объясняется тем, что атмосфера Земли рассеивает солнечный свет и "загибает" эти покрасневшие лучи внутрь умбры. "В некотором смысле мы видим восходы и закаты Солнца на Земле, отраженные от Луны", – объяснила в комментарии Live Science профессор астрономии Эмили Райс.

Цвет затемненной Луны может многое рассказать и о состоянии атмосферы. "Чем больше облаков и пыли в атмосфере Земли в этот момент, тем краснее будет выглядеть Луна", – отметила она.

Иногда можно увидеть, как Луна приобретает почти черный цвет, когда она находится на границе между умброй и полутенью. Это связано с эффектом контраста: часть объекта, которая находится в полутени, примерно в 500 раз ярче, чем в умбре.

Тень Земли заметна и во время частичных лунных затмений, когда лишь часть Луны проходит сквозь умбру.

Ежедневное явление

Однако, чтобы увидеть тень Земли, не обязательно ждать затмения. Непосредственно перед восходом и сразу после захода Солнца силуэт нашей планеты, отброшенный в космос, становится видимым в небе у горизонта – в направлении, противоположном Солнцу.

"Днем чистое небо светится, потому что прямой солнечный свет освещает молекулы газа и частицы в атмосфере, которые рассеивают его", – объяснил Live Science Рэймонд Ли из Военно-морской академии США. И добавил: "Когда Солнце восходит или заходит, почти сферическая Земля перекрывает самые низкие лучи, и они уже не освещают атмосферу непосредственно. В результате возникает изогнутая тень в самых низких слоях атмосферы с противоположной стороны от Солнца".

В то же время точный вид этой тени остается предметом дискуссий. Исследование 2017 года, опубликованное в журнале Applied Optics, описывает ее как верхнюю темно-синюю полосу и нижнюю коричневую. Однако итальянский любитель-астроном Джованни ди Джованни считает иначе: по его словам, настоящая тень Земли – это "тонкая, очень темная полоса с небольшим контрастом по сравнению с другими слоями над ней".

В любом случае тень можно наблюдать от момента, когда солнечный диск все еще немного находится над горизонтом, и до момента, когда он опускается примерно 4 градусов ниже него. Она держится около 15 минут, после чего исчезает с восходом Солнца или сливается со все более темным ночным небом. Чтобы ее увидеть, нужно чистое небо без пыли в воздухе и высокая точка наблюдения. "Мало кто обращает на это внимание... Лучше всего наблюдать с вершин высоких гор или, возможно, с самолета", – отметил ди Джованни.

Тень Земли на других объектах

Увидеть тень Земли на других объектах тоже возможно, хотя это сложнее. Например, если Международная космическая станция пролетает над вами ясным вечером на закате Солнца, с помощью бинокля можно заметить, как она тускнеет, входя в тень Земли.

Телескопы также позволяют наблюдать, как геостационарные спутники "исчезают", попадая в земную тень. Они вращаются над экватором с той же скоростью, что и Земля, поэтому кажутся неподвижными. Обычно такие спутники постоянно освещены Солнцем, но примерно 21 день вокруг каждого равноденствия ситуация меняется: во время так называемых "сезонов затмений" они каждую ночь на несколько минут заходят в тень планеты.

Тень Земли может проявляться даже на пролетающих мимо астероидах. Например, один из телескопов проекта The Virtual Telescope зафиксировал, как астероид 2016 VA размером с дом потускнел и исчез на 10 минут 50 секунд, проходя через земную тень на расстоянии около 120 тысяч километров.

Впрочем, и она имеет границы. "Умбра Земли имеет форму длинного конуса и простирается примерно на 1,4 миллиона километров", – объяснила Райс. Поэтому до Марса, который даже в ближайшей точке находится на расстоянии 55 миллионов километров, эта тень не достает.

Несмотря на это, объектов, проходящих сквозь тень Земли, немало – и это дает множество возможностей снова и снова наблюдать и удивляться силуэту нашей планеты.

Ранее OBOZ.UA рассказывал, почему дни на Земле становятся все длиннее и происходит это с беспрецедентной скоростью.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.