Неомения и пепельный свет Луны

На этой фотографии, сделанной 27 октября 2011 года, виден похожий на блин диск Луны, висящий над постройками Паранальской обсерватории. Яркая точка в центре в верхней части снимка — Венера, чуть ниже и левее — Меркурий. Закатное небо еще совсем светлое: Солнце только недавно ушло за горизонт, а Луна находится рядом с ним. Всех, кто хоть раз видел полнолуние, это должно насторожить, ведь полный диск Луны обычно можно наблюдать в противоположной Солнцу части ночного неба. В чем же тут дело?

Если присмотреться, то можно заметить очень яркий тонкий ободок с нижней стороны лунного диска. Это свет Солнца, который отразился от поверхности Луны и напрямую попал в объектив камеры. Фотография была сделана примерно через сутки после новолуния, поэтому очень маленькая часть диска отражает свет в сторону Земли. Такой отраженный свет — это обычный способ «свечения» Луны, именно он отвечает за ее фазы и, в частности, за полнолуние, которое наступает, когда Луна оказывается в дальней от Солнца точке своей орбиты.

Схема движения Земли и Луны вокруг Солнца. Лунная орбита слегка наклонена к плоскости орбиты Земли (эклиптике). Из-за этого затмения (лунные и солнечные) происходят только тогда, когда Луна находится вблизи узлов своей орбиты (nodes) — точек ее пересечения с эклиптикой: в этом случае в новолуние (new moon) будет солнечное затмение, а в полнолуние (full moon) — лунное затмение. Рисунок с сайта physics.unlv.edu

На фотографии же запечатлен момент так называемой неомении — первого появления видимого серпа Луны после новолуния. Как и все фазы Луны, неомения повторяется раз в месяц, однако точный момент ее наблюдения зависит от многих факторов: это и погодные условия, и состояние атмосферы, и широта, на которой находится наблюдатель, и используемая оптика. Для невооруженного глаза неомения наступает в промежуток между первым и третьим днем (точнее, вечером) после новолуния. Кстати, в древности, когда никаких оптических приборов и в помине не было, именно при помощи неомении отслеживали начало очередного месяца по лунным и лунно-солнечным календарям — все-таки ее, в отличие от новолуния, можно наблюдать непосредственно.

Среди астрофотографов-любителей есть негласное соревнование: кто снимет как можно более тонкий неоменический серп. Очередной шанс попробовать будет как раз сегодня. Новолуние наступит в 19:03 по московскому времени, так что если вам повезет оказаться в подходящем часовом поясе, то уже через несколько часов после новолуния — при наличии сильного объектива, который позволит собрать отраженный от Луны свет и отделить его от засветки неба и находящегося рядом Солнца, — можно будет попытаться «поймать» новорожденный месяц. В Москве такая возможность выпадет только 7 марта, так как в момент наступления новолуния 6 марта Луна для жителей Москвы уже зайдет.

Светлая дуга, которая едва заметна в нижней части снимка, — это неоменический серп, снятый меньше чем через час после момента новолуния 5 мая 2008 года. Фотография сделана в середине дня при помощи любительского телескопа и с использованием специальных фильтров. Чтобы серп стал заметен, потребовалась дополнительная цифровая обработка. Подробности наблюдений можно прочитать на странице автора этой фотографии

Но почему же на верхнем фото виден весь лунный диск, а не только тоненький серпик? Диск тоже подсвечивается солнечным светом, но не напрямую: около 30% света, падающего на поверхность Земли, отражается от нее, часть этого света попадает на неосвещенную часть Луны, а уже часть от него, в свою очередь, отражается от Луны назад в сторону Земли. Это явление называется пепельным светом Луны (см. также Earthshine). Наша планета достаточно хорошо отражает свет Солнца, поэтому пепельный свет можно заметить даже невооруженным глазом или при фотосъемке с небольшой выдержкой.

Свет от Солнца падает на Землю, отражается от нее и освещает темную сторону Луны. Это и есть пепельный свет (earthshine). Рисунок с сайта catholicscienceteacher6.blogspot.com

Наблюдения показывают, что яркость пепельного света со временем меняется: в 90-е годы XX века она уменьшалась, в начале 2000-х увеличивалась. Это происходит из-за того, что меняется состояние поверхности и атмосферы Земли. Разные составляющие — почва, океан, облачный покров, снежный покров — отражают свет по-разному. Лучше всего отражают облака (до 50% света). Таким образом, усиление яркости пепельного света говорит об увеличении альбедо Земли — например, за счет увеличении площади облаков. А измерение пепельного света наряду с данными спутников, которые следят за погодой, может помочь изучать и отслеживать изменения в глобальной климатической ситуации (см. Пепельный свет Луны конфликтует с потеплением климата, «Элементы», 25.01.2006).

Фото с сайта eso.org.

Александр Яровитчук