Небесная пастораль

На этом панорамном фото запечатлен Млечный Путь над живописным средневековым поместьем во Франции. Чтобы получить такой снимок, астрофотографу Жульену Лутену (Julien Looten) понадобилось сделать 40 кадров в течение часа. На фоне молочной звездной дуги в левой части снимка хорошо заметно газопылевое облако Ориона, включающее туманность Петля Барнарда (красная полудуга на снимке), туманность Ориона (в нижней части внутри полудуги), молекулярное облако Шарплесс 264 (красное облачко над Петлей Барнарда), звездные ассоциации и другие объекты (см. картинку дня Орион с «подбитым» плечом).

Прямо над шпилем замка Лосс (Château de Losse) виден Марс, а по диагонали правее и ниже расположены Плеяды (см. статью Темные светила) в созвездии Тельца. Справа от Марса по прямой — туманность Калифорния в созвездии Персей. Ниже, над пирамидальными тополями, чуть правее, мы видим ближайшую к Млечному Пути галактику — туманность Андромеды. А в левой нижней части снимка по обе стороны от млечной дуги заметны двойные звезды Сириус (самые яркие звезды небосклона) и Процион (см. Белые карлики в одиночестве живут дольше, но скучнее, чем в парах, «Элементы», 30.08.2019).

Туманности и звезды на снимке

Главный снимок с обозначением объектов

Полагаю, вам не терпится узнать, что за разноцветные полосы (их изогнутость обусловлена широким углом объектива) видны на переднем плане главного фото. Это ночное свечение атмосферы Земли. Лучше всего его наблюдать вдали от светового загрязнения и на высоте около 10° над горизонтом.

Ночное свечение возникает в верхних слоях атмосферы, где воздух более разреженный. Один из механизмов его возникновения — хемилюминесценция: испускание света (зеленого в данном случае) в результате реакции атомов азота и кислорода с образованием молекулы оксида азота (NO). Свободные атомы возникают в дневное время при диссоциации молекул под воздействием ультрафиолетового излучения. Атомы кислорода могут объединяться в молекулу O2 с излучением света с длиной волны, соответствующей синему цвету. А если не случилось столкнуться с «собратом», возбужденный атом кислорода возвращается в невозбужденное состояние, испуская энергию в виде зеленого либо красного света. Испускают свет также возбужденные атомы натрия, лития, гидроксильный радикал (подробнее см. картинку дня Комета Лавджоя и свечение атмосферы).

Свечение атмосферы на разных высотах

Излучение происходит на разных высотах, в результате получается разноцветный слоеный «пирог». Высота и толщина слоев могут изменяться, интенсивность излучения тоже. Поэтому, изучая свечение атмосферы, можно получать информацию о температуре, плотности, составе и других параметрах верхних слоев атмосферы. Изображение с сайта aurora.live

Кстати, полярное сияние возникает на тех же высотах, что и свечение атмосферы, и цвета похожие, однако возбуждаются атомы кислорода, азота и других газов электронами солнечного ветра. И формируются полярные сияния преимущественно в полярных областях, собственное же свечение атмосферы наблюдается из космоса как обволакивающий Землю цветной пузырь.

Северное сияние и свечение атмосферы

Вот так выглядят встретившиеся перед рассветом полярное сияние и собственное свечение атмосферы. Фото с сайта earthobservatory.nasa.gov, сделано с борта МКС 16 марта 2020 года, когда станция пролетала немного южнее Аляски

Другие планеты и спутники, у которых есть атмосфера, также окружены свечением. На дневной стороне Венеры происходит диссоциация молекул углекислого газа и азота, их атомы в результате циркуляции попадают на ночную сторону, где рекомбинируют с образованием молекулы кислорода и оксида азота. При этом испускается свет. Возбужденные атомы кислорода тоже испускают свет, возвращаясь в исходное состояние (см. статью Удивительный и непознанный мир Венеры). Свечение атмосферы Марса происходит за счет рекомбинации атомов кислорода и азота с образованием оксида азота.

Свечение атмосферы ночной стороны Марса. Искусственные цвета от зеленого к белому иллюстрируют усиление яркость свечения, измеренного с помощью спектрографа межпланетной станции MAVEN

Астрофотограф Жульен Лутен вернулся на место съемки этого фото, облетевшего мир, спустя несколько недель, 14 февраля 2023 года. И через час после заката ему удалось запечатлеть другое интересное явление — зодиакальный свет. Он виден как светящийся эллипс над замком.

Зодиакальный свет

Ночное небо через час после захода солнца. Фото © Julien Looten с сайта, flickr.com, Франция, 14 февраля 2023 года, около 21:00

Согласно общепринятой гипотезе, зодиакальный свет — это освещенное солнцем облако космической пыли. Его направление совпадает с эклиптикой, на которой и расположены зодиакальные созвездия (см. статьи Пыль и пылевая плазма в Солнечной системе и Зодиакальный свет: старая проблема и новые гипотезы).

Фото © Julien Looten с сайта apod.nasa.gov, 21 февраля 2023 года, 22:00.

Юлия Михневич


5
Показать комментарии (5)
Свернуть комментарии (5)

  • antiximik  | 15.03.2023 | 18:25 Ответить
    На дневной стороне Венеры происходит диссоциация молекул углекислого газа и азота, их атомы в результате циркуляции попадают на ночную сторону, где рекомбинируют с образованием молекулы кислорода и оксида азота.
    А куда подевался углерод?..
    И формируются полярные сияния только на полюсах
    Эээээ... oO
    Есть магнитные линии, которые замыкаются/контактируют с атмосферой как раз в приполярных областях, и по которым движутся энергичные протоны/электроны от солнца (и не только..). Если линии магнитного поля будут замыкаться на экваторе этого глобуса, то и сияния возможно будет лицезреть там. Или, например, когда поток многократно усилится (напр., событие Кэррингтона) и прогнёт, тем самым, магнитосферу/ионосферу, то лицезреть будет/было можно не только на полюсах... <3
    Лучше всего его наблюдать вдали от светового загрязнения и на высоте около 10° над горизонтом.
    А на фоточке он чуть ли не до шестидесяти градусов... И кому верить?.. ^_^
    Ответить
  • Юрий Фёдоров  | 16.03.2023 | 04:43 Ответить
    Красиво, конечно, но...
    Есть поговорка "ничё не понятно, но очень интересно" - и она вот ну очень точно передает мои чувства.
    Почему 40 фоток? Сделаны они, понимаю так, практически одновременно, иначе бы земля успела повернуться и небо по отношению к наземным ориентирам сместилось бы, и стала бы каша-малаша.
    Значит, это панорама из отдельных быстро отстрекоченных 40 снимков? Тогда зачем широкоугольный объектив?? И даже не столько "зачем", сколько "как 40 искаженных широкоугольностью фоток совместить в одной картинке?"
    И вообще, где они, эти 40, как они в этом каждый участвуют?
    Недоумение...
    Ответить
    • pale > Юрий Фёдоров | 16.03.2023 | 17:05 Ответить
      Такие снимки не делаются без серьезной постобработки и некоторого фотомонтажа. Есть специальный софт для обработки астрофотографий. Снимки совмещаются по звездам и "суммируются". Это позволяет избавиться от случайных шумов на "темном" небе и усилить, сделать более отчетливым свет слабых источников. Обработанное небо в этом же софте или позже в фоторедакторе совмещается с изображением горизонта, предметов на поверхности, взятых с одного из кадров серии. Сверхширокоугольный объектив нужен в данном случае не столько для того, что захватить широкую панораму и коромысло Млечного пути целиком, сколько для того, чтобы удлинить выдержку: чем шире угол, тем дольше можно экспонировать, не получая при этом видимых "треков" движущихся звезд. А чем дольше выдержка, тем больше света можно "собрать" и получить менее зашумленный сигнал в "тенях".
      Ответить
      • Юрий Фёдоров > pale | 19.03.2023 | 05:01 Ответить
        А зачем 40 фоток делать для высвечивания неяркого? не проще ли одну длительную, просто поставив фотоаппарат на платформочку, следящую за движением неба? Мне кажется, это проще намного и труда экономия ... раз уж все равно потом фотожабить.
        После того (здесь как-то в "картинках" же разоблаченного) обманного муравьеда как-то к фотографам у меня недоверие... уж не "ох уж эти сказочники" ли?)
        Ответить
        • pale > Юрий Фёдоров | 19.03.2023 | 07:21 Ответить
          Есть несколько причин. Монтировка с астрогидом стоит денег (и немалых), занимает место в багаже, требует питания. Софт же для сборки астроснимков существует не только коммерческий, но и свободный.
          При длинных выдержках на шумность снимков сильно влияет темновой ток. И чем длиннее выдержка, тем выраженнее шумы. Такие шумы эффективно подавляются вычитанием "темнового кадра" - снимка, сделанного при тех же условиях и настройках, но без открывания затвора. Но для экспозиции в десятки минут это уже затруднительно, за это время существенно меняются условия: температура среды, нагрев матрицы.
          "... уж не "ох уж эти сказочники" ли?)" - и да, и нет. "Да", мы видим результат серьезной математической обработки сделанных камерой снимков. Но цифровая фотография в принципе - результат серьезной математики. И "нет", изображение не является чем-то вымышленным, искусственно сконструированным - мы видим примерно то, что увидели бы своими глазами, будь они достаточно чувствительными для этого.
          Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»