Можно ли увидеть тень Земли?
Там, где есть свет, всегда есть тень. Земля блокирует солнечный свет — значит, она тоже отбрасывает тень. Но можно ли увидеть тень нашей планеты? Портал livescience.com разобрался в вопросе.
Поскольку Солнце — протяженный источник света (то есть, у него нет какой-то единой точки освещения), тень Земли имеет три части. Центральная, темная умбра, чуть менее темная периферийная пенумбра и антумбра, которую видно на далеких дистанциях, где регионы полутени-пенумбры заменяют умбру.
Тень Земли наиболее заметна во время полного солнечного затмения. При лунном затмении, полная Луна проходит через тень Земли: она входит в пенумбру, после этого в умбру — и вновь выходит через пенумбру. Определить пенумбру Земли сложно, поскольку Луна оттеняется совсем чуть-чуть. Для сравнения, умбра, чей диаметр может в 2,7 раз превышать лунный, куда заметнее.
Однако из-за того, что Луна обычно полностью скрыта в умбре Земли, обычно она не полностью черная. По факту, чаще всего она бледно или насыщенно красная. Так получается вследствие того, что атмосфера нашей планеты рассеивает солнечный свет, после чего загибает эти покрасневшие лучи в умбру. Тень также может поведать о состоянии атмосферы Земли: чем больше в ней облаков и пыли, тем более багровой будет выглядеть Луна.
Для сравнения, потемневшую Луну можно увидеть, когда она проходит через границу умбры и пенумбры Земли. Дело в эффекте контраста, поскольку порция Луны в пенумбре в 500 раз ярче, чем в умбре.
Но ждать затмения для того, чтобы пронаблюдать за тенью Земли, не обязательно. Силуэт планеты виден в небе рядом с горизонтом в противоположном от Солнца направлении сразу перед восходом и после заката. Днем чистое небо яркое, потому что прямой солнечный свет освещает молекулы газа и частицы в атмосфере, что рассеивает часть лучей. Но на восходе или закате сферическая форма планеты блокирует самые низкие солнечные лучи, не давая им прямо подсвечивать атмосферу — и так появляется изогнутая тень.
Правда, точный «состав» тени Земли до сих пор обсуждается в научном сообществе. Например, исследование 2017 года в журнале Applied Optics выдвинуло гипотезу, что тень состоит из верхней темно-синей дуги и нижней коричневой. Кто-то возражает, что ни то, ни другое нельзя считать реальной тенью. Но, как бы то ни было, ее можно заметить, когда Солнце находится прямо над линией горизонта; силуэт Земли сохраняется примерно на 15 минут.
Наблюдать за тенью Земли на других объектах чуть сложнее, но это тоже вполне реально. Если МКС проходит над планетой безоблачным вечером на закате, то мощный бинокль позволит увидеть, что станция немного темнеет, проходя в тень Земли.
Помимо этого, телескопы могут показать, как геостационарные спутники «исчезают» в тени планеты. Подобные спутники вращаются вокруг Земли прямо над экватором, с той же скоростью, с которой вращается сама планета, из-за чего они выглядят как фиксированные объекты. Но к каждому солнцестоянию на протяжении примерно 21 дня спутники попадают в тень Земли каждой ночью.