Чи можливо побачити тінь Землі: наукова відповідь

Де є світло і предмет, там неодмінно з’являється тінь – це закон фізики. Само собою, і Земля, перекриваючи сонячне проміння, також відкидає власну тінь.

Але чи можна її побачити? Астрономи розповіли виданню Live Science, що так – тінь Землі можна спостерігати на різних об’єктах. За відповідних умов її навіть реально помічати щодня. І ось як це можна зробити.

Тінь на Місяці

Оскільки Сонце є протяжним джерелом світла (тобто не точковим), тінь Землі має три складові: темну центральну умбру, світлішу периферійну півтінь і антумбру, яка виникає на великих відстанях, де області півтіні перекриваються й замінюють умбру.

Найвиразніше тінь Землі видно під час повних місячних затемнень. У цей момент повний Місяць проходить крізь земну тінь: спершу входить у півтінь, потім — в умбру, а далі знову опиняється в півтіні. Відрізнити півтінь складно, адже Місяць лише трохи тьмяніє. Натомість умбру, яка може бути до 2,7 раза більшою за діаметр Місяця, побачити значно легше.

Втім, коли Місяць повністю занурений в умбру, він зазвичай не стає абсолютно чорним. Найчастіше він набуває тьмяно-червоного або насиченого червоного відтінку. Це пояснюється тим, що атмосфера Землі розсіює сонячне світло й "загинає" ці почервонілі промені всередину умбри. "У певному сенсі ми бачимо сходи й заходи Сонця на Землі, відбиті від Місяця", – пояснила в коментарі Live Science професорка астрономії Емілі Райс.

Колір затемненого Місяця може багато розповісти і про стан атмосфери. "Чим більше хмар і пилу в атмосфері Землі в цей момент, тим червонішим виглядатиме Місяць", – зазначила вона.

Інколи можна побачити, як Місяць набуває майже чорного кольору, коли він перебуває на межі між умброю та півтінню. Це пов’язано з ефектом контрасту: частина об’єкту, яка перебуває в півтіні, приблизно у 500 разів яскравіша, ніж в умбрі.

Тінь Землі помітна і під час часткових місячних затемнень, коли лише частина Місяця проходить крізь умбру.

Щоденне явище

Проте, щоби побачити тінь Землі, не обов’язково чекати затемнення. Безпосередньо перед сходом і одразу після заходу Сонця силует нашої планети, відкинутий у космос, стає видимим у небі біля горизонту – у напрямку, протилежному Сонцю.

"Удень чисте небо світиться, бо пряме сонячне світло освітлює молекули газу та частинки в атмосфері, які розсіюють його", – пояснив Live Science Реймонд Лі з Військово-морської академії США. І додав: "Коли Сонце сходить або заходить, майже сферична Земля перекриває найнижчі промені, і вони вже не освітлюють атмосферу безпосередньо. У результаті виникає вигнута тінь у найнижчих шарах атмосфери з протилежного боку від Сонця".

Водночас точний вигляд цієї тіні залишається предметом дискусій. Дослідження 2017 року, опубліковане в журналі Applied Optics, описує її як верхню темно-синю смугу та нижню коричневу. Проте італійський аматор-астроном Джованні ді Джованні вважає інакше: за його словами, справжня тінь Землі – це "тонка, дуже темна смуга з невеликим контрастом порівняно з іншими шарами над нею".

У будь-якому разі тінь можна спостерігати від моменту, коли сонячний диск все ще трохи перебуває над горизонтом, і до моменту, коли він опускається приблизно 4 градусів нижче нього. Вона тримається близько 15 хвилин, після чого зникає зі сходом Сонця або зливається з усе більш темним нічним небом. Щоб її побачити, потрібне чисте небо без пилу в повітрі й висока точка спостереження. "Мало хто звертає на це увагу… Найкраще спостерігати з вершин високих гір або, можливо, з літака", – зазначив ді Джованні.

Тінь Землі на інших об’єктах

Побачити тінь Землі на інших об’єктах теж можливо, хоча це складніше. Наприклад, якщо Міжнародна космічна станція пролітає над вами ясного вечора на заході Сонця, за допомогою бінокля можна помітити, як вона тьмяніє, входячи в тінь Землі.

Телескопи також дають змогу спостерігати, як геостаціонарні супутники "зникають", потрапляючи в земну тінь. Вони обертаються над екватором із тією ж швидкістю, що й Земля, тому здаються нерухомими. Зазвичай такі супутники постійно освітлені Сонцем, але приблизно 21 день навколо кожного рівнодення ситуація змінюється: під час так званих "сезонів затемнень" вони щоночі на кілька хвилин заходять у тінь планети.

Тінь Землі може проявлятися навіть на астероїдах, що пролітають повз. Наприклад, один із телескопів проєкту The Virtual Telescope зафіксував, як астероїд 2016 VA розміром із будинок потьмянів і зник на 10 хвилин 50 секунд, проходячи через земну тінь на відстані близько 120 тисяч кілометрів.

Втім, і вона має межі. "Умбра Землі має форму довгого конуса й простягається приблизно на 1,4 мільйона кілометрів", – пояснила Райс. Тому до Марса, який навіть у найближчій точці перебуває на відстані 55 мільйонів кілометрів, ця тінь не дістає.

Попри це, об’єктів, що проходять крізь тінь Землі, чимало – і це дає безліч можливостей знову й знову спостерігати та дивуватися силуету нашої планети.

Раніше OBOZ.UA розповідав, чому дні на Землі стають все довшими і відбувається це з безпрецедентною швидкістю.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.