Пепельный свет Луны

Вскоре после новолуния, когда наш спутник появляется на вечернем небе в виде узкого серпика, иногда наблюдается слабое свечение остальной части Луны. В то время как серп светится ярко-желтым, оставшийся диск выглядит бледно-серым. Сияние это слабое, заметное только в случае прозрачной и чистой атмосферы, которая в городах бывает далеко не всегда. Легче всего увидеть это сияние на фоне сумерек, когда контраст между ярко-освещенной и темной сторонами нашего спутника не так велик. Это явление имеет специальный термин — пепельный свет Луны.

Выглядит это очень красиво, просто взгляните на это фото!

Пепельный свет Луны. Фото: Stan Honda/APOD

Видите, только узкий серп светится ярко и насыщенно, а остальная часть диска Луны — серая, пепельная. Кстати, точно такой же эффект можно наблюдать и на утреннем небе, когда Луна находится на востоке в виде старого серпа.

Какова причина пепельного света Луны?

Вы наверняка знаете, что Луна каждый день выглядит по-разному: то в виде серпа, то в виде полумесяца, то как полностью освещенный диск. Смена фаз происходит из-за того, что Солнце освещает Луну (для нас, землян!) с разных ракурсов. Когда наш спутник находится на небе рядом с Солнцем, он всегда выглядит в виде серпа. Так происходит потому, что к Земле обращен лишь край освещенной Солнцем лунной поверхности.

Следовательно, остальная часть обращенной к нам поверхности спутника Солнцем не освещается. Чем же тогда объясняется пепельный свет Луны? Почему неосвещенная Солнцем часть Луны, пусть слабо, но светится? И, раз уж на то пошло, почему пепельный свет намного слабее, чем свечение остальной части спутника?

Чтобы ответить на эти вопросы, представим себя на темной стороне Луны, той самой, что «излучает» пепельный свет. Солнца не видно — оно за горизонтом, а на черном, как смоль, небе разбросаны тысячи звезд. Но в глаза бросается прежде всего Земля, шар, размер которого в небе Луны почти в четыре раза больше размера Луны на нашем небе. При этом Земля почти вся освещена Солнцем, ее фаза на небе Луны близка к «полноземелию». Отраженный Землей свет Солнца настолько ярок, что на Луне в это время можно преспокойно читать книги.

Значит, пепельный свет Луны — ни что иное, как отраженный спутником свет Земли? Именно так! Вот почему в англоязычной литературе это явление называется earthshine (пер. как «свет Земли»). Разумеется, наша планета не является самосветящимся телом; она, как и Луна, отражает часть падающего на нее солнечного света. Наблюдая пепельный свет, на самом деле мы видим дважды отраженный — от Земли, а затем от Луны — свет Солнца! Вот так, сложным путем солнечный свет возвращается к нам уже на ночную сторону Земли (ведь мы видим пепельный свет, когда Солнце за горизонтом)!

Почему пепельный свет намного слабее, чем свечение остальной части спутника

Луна и Венера на утреннем небе 14 октября 2020 года. Обратите внимание: мы видим не только серп старой Луны, но и ее пепельный свет — слабое сияние не освещенной Солнцем части Луны. Фото: James Roger Samworth

Интересно, что Земля отражает гораздо больше света, чем Луна. Измеряя интенсивность пепельного света, подсчитано, что Земля на небе Луны в 64 раза ярче Луны на нашем небе. Так как площадь Земли на небе Луны только в 14 раз больше площади полной Луны на нашем небе, получается, что Земля отражает почти в 4,5 раза больше света, чем Луна.

Действительно, поверхность Луны сложена в основном из темных скалистых пород и реголита. Она отражает в среднем 12% падающего на нее солнечного света. Земля более контрастное тело. Если вода отражает лишь 5% падающего света, то зелень травы и деревьев уже 25%, песок пустынь — 30%, а облака, ледники и снег — 80-85% солнечного света. В зависимости от времени года наша планета отражает от 32% до 52% падающего на нее света. (Доля отраженного и рассеянного небесным телом света называется «белизной» тела или специальным термином альбедо. Таким образом, альбедо Луны равно 0,12, а Земли — 0,32-0,52.)

Понятно, что какой бы яркой ни была Земля в небе Луны, она и близко не может сравниться с Солнцем. Именно поэтому пепельный свет намного слабее, чем свечение остальной части Луны.

Наблюдение Луны в пепельном свете

Тем не менее, пепельный свет позволяет как следует рассмотреть даже неосвещенную сторону Луны в телескоп. Конечно, вид ночной Луны несколько необычен, так как на ее поверхности выделяются только объекты, имеющие высокое альбедо: светлые лучи, расходящиеся от кратеров Тихо, Коперник и других, яркие центральные горки некоторых кратеров, светлые пятна на морях и некоторые образования, вроде кратера Аристарх.

Примерно так будет выглядеть пепельный свет Луны в ваш телескоп. Фото: Dylan O’Donnell/APOD

Вид «пепельной» части Луны может вряд ли впечатлит вас, однако поглядывать время от времени на неосвещенную сторону Луны полезно! Дело в том, что именно на неосвещенной Солнцем стороне Луны чаще всего замечают так называемые кратковременные лунные явления (или, сокращенно, КЛЯ).

Кратковременные лунные явления

Что это за явления? Например, неожиданное увеличение яркости некоторых объектов — кратеров или их участков. Также к этим явлениям относится появление на поверхности Луны светлых пятен. Среднее время наблюдения КЛЯ составляет 15 минут. Стоит заметить, что до сих пор, несмотря на многолетние наблюдения, ученые далеки от разгадки многих из кратковременных явлений. Наиболее правдоподобные объяснения увязывают наблюдения этих загадочных явлений с падением на Луну метеоритов и тектоническими процессами, происходящими на нашем спутнике.

Вообще говоря, поиск и наблюдение кратковременных лунных явлений представляют собой интереснейшее поле деятельности астронома-любителя. Но есть один важный момент. Прежде чем приступать к изучению Луны в пепельном свете, нужно обязательно хорошо изучить детали рельефа спутника при солнечном свете. Это поможет избежать различных недоразумений. Так, прекрасно видимый в пепельном свете кратер Аристарх неопытные наблюдатели часто принимают за вспышку света и так далее.

В заключение повторю, что пепельный свет Луны хорошо виден не только после новолуния, когда мы видим ранними вечерами на западе «молодой месяц», но и незадолго перед новолунием, когда «старый месяц» виден по утрам на востоке — на фоне утренней зари.