Внеземное небо

Внеземной вид на космическое пространство

Историческое внеземное небо — Earthrise , вид Земли с Луны . Снято астронавтом Аполлона-8 Уильямом Андерсом на лунной орбите , 24 декабря 1968 года.

В астрономии внеземное небо — это вид на космическое пространство с поверхности астрономического тела, отличного от Земли .

Единственное внеземное небо , которое напрямую наблюдалось и фотографировалось астронавтами, — это небо Луны . Небо Венеры , Марса и Титана наблюдалось космическими зондами, предназначенными для посадки на поверхность и передачи изображений обратно на Землю.

Характеристики внеземного неба, по-видимому, существенно различаются из-за ряда факторов. Внеземная атмосфера , если она присутствует, оказывает большое влияние на видимые характеристики. Плотность и химический состав атмосферы могут способствовать различиям в цвете , непрозрачности (включая дымку ) и наличии облаков . ^[1] Астрономические объекты также могут быть видимыми и могут включать естественные спутники , кольца , звездные системы и туманности , а также другие тела планетарной системы .

Светимость и угловой диаметр Солнца

Видимая звездная величина Солнца изменяется по закону обратных квадратов , поэтому разницу в звездной величине в результате большего или меньшего расстояния от различных небесных тел можно предсказать по следующей формуле :

${\displaystyle {\text{intensity}}\ \propto \ {\frac {1}{{\text{distance}}^{2}}}\,}$

Где «расстояние» может быть выражено в км , а.е. или любой другой подходящей единице измерения.

Для иллюстрации, поскольку Плутон находится в среднем на расстоянии 40 а.е. от Солнца, следует, что родительская звезда будет казаться в разы ярче, чем на Земле . ${\displaystyle {\frac {1}{1600}}}$

Хотя земной наблюдатель обнаружит резкое уменьшение количества доступного солнечного света в этих условиях, Солнце все равно будет достаточно ярким, чтобы отбрасывать тени даже на гипотетическую Девятую планету , возможно, расположенную на расстоянии 1200 а. е., и по аналогии все еще будет затмевать полную Луну , видимую с Земли.

Изменение углового диаметра Солнца с расстоянием показано на диаграмме ниже:

Диаграмма для формулы углового диаметра

Угловой диаметр окружности , плоскость которой перпендикулярна вектору смещения между точкой зрения и центром этой окружности, можно вычислить по формуле ^{[nb 1]}

${\displaystyle \delta =2\arctan \left({\frac {d}{2D}}\right),}$

в котором — угловой диаметр, а и — фактический диаметр и расстояние до объекта. Когда , имеем , и полученный результат в радианах . ${\displaystyle \delta }$ ${\displaystyle d}$ ${\displaystyle D}$ ${\displaystyle D\gg d}$ ${\displaystyle \delta \approx d/D}$

Для сферического объекта, действительный диаметр которого равен и где — расстояние до центра сферы, угловой диаметр можно найти по формуле ${\displaystyle d_{\mathrm {act} },}$ ${\displaystyle D}$

${\displaystyle \delta =2\arcsin \left({\frac {d_{\mathrm {act} }}{2D}}\right)}$

Разница обусловлена ​​тем, что видимые края сферы являются ее точками касания, которые находятся ближе к наблюдателю, чем центр сферы. Для практического использования различие имеет значение только для сферических объектов, которые находятся относительно близко, поскольку приближение малых углов справедливо для : ^[2] ${\displaystyle x\ll 1}$

${\displaystyle \arcsin x\approx \arctan x\approx x}$.

Горизонт

На планетах земной группы и других твердых небесных телах с незначительным влиянием атмосферы расстояние до горизонта для «стандартного наблюдателя» изменяется как квадратный корень из радиуса планеты. Так, горизонт на Меркурии на 62% дальше от наблюдателя, чем на Земле, на Марсе — на 73%, на Луне — на 52%, на Мимасе — на 18% и т. д. При расчете расстояния до горизонта необходимо учитывать рост наблюдателя.

Меркурий

Меркурий – вид неба с орбиты

Поскольку у Меркурия мало атмосферы , вид на небо планеты ничем не отличается от вида космоса с орбиты. У Меркурия есть южная полярная звезда , α Живописца , звезда величиной 3,2. Она слабее, чем Полярная звезда Земли (α Малой Медведицы). ^[3] Омикрон Дракона является его северной звездой. ^[4]

Другие планеты, видимые с Меркурия

После Солнца вторым по яркости объектом на меркурианском небе является Венера , которая там намного ярче, чем для земных наблюдателей. Причина этого в том, что когда Венера ближе всего к Земле, она находится между Землей и Солнцем, поэтому мы видим только ее ночную сторону. Действительно, даже когда Венера ярче всего на земном небе, мы на самом деле видим только узкий полумесяц. С другой стороны, для меркурианского наблюдателя Венера ближе всего, когда она находится в оппозиции к Солнцу и показывает свой полный диск. Видимая звездная величина Венеры составляет −7,7. ^[5]

Земля и Луна также очень заметны, их видимые величины составляют около −5 ^[5] и −1,2 соответственно. Максимальное видимое расстояние между Землей и Луной составляет около 15′. Все остальные планеты видны так же, как и на Земле, но несколько менее яркие в противостоянии, причем разница наиболее значительна для Марса .

Зодиакальный свет , вероятно, более заметен, чем с Земли.

Венера

Атмосфера Венеры настолько плотная, что Солнце не различимо на дневном небе, а звезды не видны ночью. Находясь ближе к Солнцу, Венера получает примерно в 1,9 раза больше солнечного света, чем Земля, но из-за плотной атмосферы только около 20% света достигает поверхности. ^{[6] [7]} Цветные изображения, полученные советскими зондами «Венера», показывают, что небо на Венере оранжевое . ^[8] Если бы Солнце можно было увидеть с поверхности Венеры, время от одного восхода до следующего ( солнечные сутки ) составило бы 116,75 земных суток. Из-за ретроградного вращения Венеры Солнце казалось бы встающим на западе и заходящим на востоке. ^[9]

С другой стороны, наблюдатель, находящийся наверху в облачных вершинах Венеры, облетит планету примерно за четыре земных дня и увидит небо, на котором Земля и Луна ярко сияют (примерно со звездной величиной −6,6 ^[5] и −2,7 соответственно) в противостоянии . Максимальное угловое разделение между Луной и Землей с точки зрения Венеры составляет 0,612°, или примерно такое же разделение в один сантиметр на расстоянии одного метра и, по совпадению, примерно кажущийся размер Луны, видимый с Земли. Меркурий также будет легко обнаружить, потому что он ближе и ярче, со звездной величиной до −2,7 ^[5] , и потому что его максимальное вытянутость от Солнца значительно больше (40,5°), чем при наблюдении с Земли (28,3°).

42 Дракона — ближайшая к северному полюсу Венеры звезда . Эта¹ Золотой Рыбы — ближайшая к ее южному полюсу. (Примечание: МАС использует правило правой руки для определения положительного полюса с целью определения ориентации. Используя это соглашение, Венера наклонена на 177° («вверх ногами»), а положительный полюс — это южный полюс.) ^[10]

Луна

Атмосфера Луны пренебрежимо мала, по сути вакуум, поэтому ее небо черное, как и в случае Меркурия. В лунные сумерки астронавты, однако, наблюдали некоторые сумеречные лучи и свечение лунного горизонта освещенной атмосферы, помимо межпланетных световых явлений, таких как зодиакальный свет . Кроме того, Солнце настолько яркое, что все еще невозможно увидеть звезды в течение лунного дня, если только наблюдатель не защищен от солнечного света (прямого или отраженного от земли).

У Луны есть южная полярная звезда, δ Doradus , звезда величиной 4,34. Она лучше выровнена, чем земная Полярная звезда (α Ursae Minoris), но гораздо слабее. Ее северная полярная звезда — Омикрон Дракона . ^{[nb 2]}

• 
  Зодиакальный свет, видимый с Луны во время миссии «Аполлон-15»
• 
  Тонкая лунная атмосфера видна на поверхности Луны на восходе и закате с лунным горизонтальным свечением ^{[11] и лунными сумеречными лучами, подобными} сумеречным лучам Земли . Этот рисунок Аполлона-17 изображает свечение и лучи ^[12] среди общего зодиакального света . ^{[13] [14]}

Солнце и Земля на лунном небе

На лунном небе Земля имеет угловой размер от 1° 48 ′ до 2° ^[15] , что примерно в 3,7 раза больше видимого размера Луны или Солнца на земном небе (из-за почти одинакового видимого размера Луны и Солнца на лунном расстоянии ).

В то время как Солнце движется по лунному небу в течение четырнадцати дней, дневного времени лунного дня или лунного месяца , Земля видна только с ближней стороны Луны и движется вокруг центральной точки на небе ближней стороны.

Это происходит из-за того, что Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной, в результате приливного захвата вращения Луны Землей. При этом Земля немного движется вокруг центральной точки на небе Луны из-за ежемесячной либрации . Поэтому восход или заход Земли на горизонте на Луне происходит только в нескольких лунных местах и ​​только в небольшой степени, на границе ближней стороны Луны с дальней стороной, и занимает гораздо больше времени, чем восход или закат на Земле из-за медленного ежемесячного вращения Луны.

Однако знаменитое изображение восхода Земли, полученное с помощью Аполлона-8, является примером того, как астронавты двигались вокруг Луны, заставляя Землю подняться над Луной из-за этого движения.

Затмения с Луны

Иногда, когда Луна, Земля и Солнце выстраиваются точно по прямой линии (сизигия ) , Луна или Земля движутся через тень друг друга, создавая затмение для наблюдателя, находящегося на поверхности в тени.

Когда Луна попадает в тень Земли, на ближней стороне Луны происходит солнечное затмение (которое можно наблюдать как лунное затмение, обращенное к Луне). Поскольку видимый диаметр Земли в четыре раза больше диаметра Солнца, Солнце будет скрыто за Землей в течение нескольких часов. Атмосфера Земли будет видна как красноватое кольцо. Во время миссии Аполлон-15 была предпринята попытка использовать телевизионную камеру лунного вездехода , чтобы увидеть такое затмение, но камера или ее источник питания вышли из строя после того, как астронавты отправились на Землю. ^[16]

Когда Земля попадает в тень Луны, на Земле происходит солнечное затмение , где проходит тень Луны, и она видна обращенной к Земле как сужающаяся лунная тень на поверхности Земли, движущаяся по всему диску Земли. Эффект был бы сравним с тенью мяча для гольфа, отбрасываемой солнечным светом на объект на расстоянии 5 м (16 футов). Наблюдатели за Луной с помощью телескопов могли бы различить тень тени как черное пятно в центре менее темной области ( полутени ). По сути, это выглядело бы так же, как для Обсерватории климата глубокого космоса , которая вращается вокруг Земли в точке Лагранжа L1 в системе Солнце-Земля, в 1,5 миллиона км (0,93 миллиона миль) от Земли.

• 
  Картина Люсьена Рудо , показывающая, как может выглядеть лунное затмение, если смотреть с поверхности Луны. ^[17]
• 
  Моделирование начала и окончания лунного затмения 28 августа 2007 года , наблюдаемое из центра Луны. ^[18]
• 
  Из космоса тень Луны во время солнечного затмения 9 марта 2016 года выглядит как темное пятно, движущееся по Земле.

Марс

Марс имеет только тонкую атмосферу; однако, он чрезвычайно пыльный и там много рассеянного света. Таким образом, небо довольно яркое в дневное время, и звезды не видны. Марсианская северная полярная звезда — Денеб , ^[19] хотя фактический полюс несколько смещен в направлении Альфа Цефея ; точнее было бы сказать, что две верхние звезды Северного Креста , Садр и Денеб , указывают на северный небесный полюс Марса. ^[20] Каппа Парусов находится всего в паре градусов от южного небесного полюса Марса . ^[20]

Спутники Марса

Фобос появляется на небе Марса с угловым размером 4,1 ′ , что делает его форму узнаваемой; на земном небе он кажется больше Венеры, в то время как Луна на земном небе в среднем имеет размер 31 ′ .

Цвет марсианского неба

Создание точных изображений с истинной цветопередачей поверхности Марса на удивление сложно. ^[21] Чтобы рассмотреть только один аспект, есть эффект Пуркинье : реакция человеческого глаза на цвет зависит от уровня окружающего света; красные объекты кажутся темнее быстрее, чем синие объекты, когда уровень освещенности снижается. Существует много различий в цвете неба, воспроизведенного на опубликованных изображениях, поскольку многие из этих изображений использовали фильтры, чтобы максимизировать их научную ценность, и не пытались показать истинный цвет. В течение многих лет небо на Марсе считалось более розоватым, чем оно считается сейчас.

Теперь известно, что в течение марсианского дня небо цвета ириски . ^[22] Во время заката и восхода солнца небо розового цвета, но вблизи заходящего Солнца оно голубое. Это противоположно ситуации на Земле. Сумерки длятся долгое время после захода Солнца и до его восхода из-за пыли высоко в атмосфере Марса.

На Марсе рэлеевское рассеяние обычно является очень слабым эффектом; красный цвет неба вызван присутствием оксида железа (III) в частицах пыли в воздухе. Эти частицы больше по размеру, чем молекулы газа, поэтому большая часть света рассеивается за счет рассеяния Ми . Пыль поглощает синий свет и рассеивает более длинные волны (красный, оранжевый, желтый).

• 
  Закат, кратер Гейла – фотосерия, сделанная марсоходом Curiosity , 15 апреля 2015 г.
• 
  Марсианское небо в полдень, снимок Mars Pathfinder (июнь 1999 г.)
• 
  Марсианское небо на закате, снимок Mars Pathfinder (июнь 1999 г.)
• 
  Марсианское небо на закате, снимок сделанный марсоходом Spirit ( май 2005 г.)
• 
  Марсианское небо на закате , снимок сделанный марсоходом Curiosity ( февраль 2013 г.; Солнце смоделировано художником)

Солнце с Марса

Солнце , видимое с Марса, имеет угловой диаметр, равный 5 ⁄ 8 от углового диаметра, видимого с Земли (0,35°), и посылает 40% света, что примерно соответствует яркости слегка облачного дня на Земле .

3 июня 2014 года марсоход Curiosity на Марсе наблюдал прохождение Меркурия по диску Солнца, что стало первым случаем наблюдения планетарного транзита с небесного тела, помимо Земли. ^[23]

Земля и Луна с Марса

Земля видна с Марса как двойная звезда; Луна будет видна рядом с ней как более тусклый компаньон. Разница в яркости между ними будет наибольшей около нижнего соединения . В это время оба тела будут показывать свои темные стороны Марсу, но атмосфера Земли в значительной степени компенсирует это, преломляя солнечный свет так же, как это делает атмосфера Венеры. С другой стороны, безвоздушная Луна будет вести себя как столь же безвоздушный Меркурий, полностью темнея, когда находится в нескольких градусах от Солнца. Также при нижнем соединении (для земного наблюдателя это противостояние Марса и Солнца) максимальное видимое расстояние между Землей и Луной будет около 25′, что близко к видимому размеру Луны на небе Земли. Угловой размер Земли составляет от 48,1″ до 6,6″, а Луны — от 13,3″ до 1,7″, что сопоставимо с угловым размером Венеры и Меркурия с Земли. Вблизи максимальной элонгации (47,4°) Земля и Луна будут светить с видимыми величинами −2,5 и +0,9 соответственно. ^{[5] [24]}

Венера с Марса

Венера , видимая с Марса (при максимальном удалении от Солнца на 31,7°), будет иметь видимую величину около −3,2. ^[5]

Юпитер

Хотя изображения изнутри атмосферы Юпитера никогда не делались, художественные представления обычно предполагают, что небо планеты голубое, хотя и более тусклое, чем на Земле, потому что солнечный свет там в среднем в 27 раз слабее, по крайней мере, в верхних слоях атмосферы. Узкие кольца планеты могут быть слабо видны с широт выше экватора. ^{[ необходима цитата ]} Дальше в атмосферу Солнце будет скрыто облаками и дымкой разных цветов, чаще всего синего, коричневого и красного. Хотя существует множество теорий о причине цветов, в настоящее время нет однозначного ответа. ^[29]

С Юпитера Солнце, кажется, покрывает всего 5 угловых минут, менее четверти его размера, видимого с Земли. Северный полюс Юпитера находится чуть более чем в двух градусах от Дзеты Дракона , а его южный полюс находится примерно в двух градусах к северу от Дельты Золотой Рыбы .

Спутники Юпитера, видимые с Юпитера

Помимо Солнца, наиболее заметными объектами на небе Юпитера являются четыре галилеевых спутника . Ио , ближайший к планете, будет немного больше полной луны на небе Земли, хотя и менее яркий, и будет самым большим спутником в Солнечной системе, если смотреть с его родительской планеты. Более высокое альбедо Европы не превзойдет ее большее расстояние от Юпитера, поэтому она не затмит Ио. Фактически, низкая солнечная постоянная на расстоянии Юпитера (3,7% от земной) гарантирует, что ни один из галилеевых спутников не будет таким же ярким, как полная луна на Земле, и ни один другой спутник в Солнечной системе.

Шлейф водяного пара на Европе (художническая концепция; 12 декабря 2013 г.) ^[30]

Все четыре галилеевы луны выделяются из-за быстроты своего движения по сравнению с Луной. Они все также достаточно велики, чтобы полностью затмить Солнце. ^[31] Поскольку наклон оси Юпитера минимален, а все галилеевы луны вращаются в плоскости экватора Юпитера, солнечные затмения довольно часты.

Небо лун Юпитера

Ни одна из лун Юпитера не имеет ничего, кроме следов атмосферы, поэтому их небо почти черное. Для наблюдателя на одной из лун самой заметной частью неба, безусловно, будет Юпитер. Для наблюдателя на Ио , ближайшей к планете большой луне, видимый диаметр Юпитера будет около 20° (в 38 раз больше видимого диаметра Луны, что покрывает 5% неба Ио). Наблюдатель на Метисе , самой внутренней луне, увидит, что видимый диаметр Юпитера увеличился до 68° (в 130 раз больше видимого диаметра Луны, что покрывает 18% неба Метис). «Полный Юпитер» над Метисом сияет с яркостью около 4% от яркости Солнца (свет на Земле от полной Луны в 400 000 раз тусклее солнечного света).

Поскольку внутренние луны Юпитера находятся в синхронном вращении вокруг Юпитера, планета всегда появляется почти в одном и том же месте на их небе (Юпитер будет немного покачиваться из-за ненулевых эксцентриситетов). Например, наблюдатели на сторонах галилеевых спутников, обращенных от планеты, никогда не увидят Юпитер.

Со стороны лун Юпитера солнечные затмения , вызванные галилеевыми спутниками, были бы впечатляющими, поскольку наблюдатель увидел бы круглую тень затмевающей луны, перемещающуюся по поверхности Юпитера. ^[32]

Сатурн

На фотографиях «День, когда Земля улыбнулась», сделанных космическим аппаратом НАСА «Кассини» , изображены Земля и Луна (внизу справа) с Сатурна (19 июля 2013 г.)

Небо в верхних слоях атмосферы Сатурна голубое (согласно снимкам миссии Кассини во время его гибели в сентябре 2017 года ), но преобладающий цвет его облачных покровов предполагает, что ниже оно может быть желтоватым. Наблюдения с космических аппаратов показывают, что сезонный смог развивается в южном полушарии Сатурна в его перигелии из-за наклона его оси. Это может привести к тому, что небо иногда становится желтоватым. Поскольку северное полушарие направлено к Солнцу только в афелии, небо там, вероятно, останется голубым. Кольца Сатурна почти наверняка видны из верхних слоев его атмосферы. Кольца настолько тонкие, что с позиции на экваторе Сатурна они были бы почти невидимы. Однако из любой другой точки планеты их можно было бы увидеть как впечатляющую дугу, простирающуюся через половину небесного полушария. ^[29]

Дельта Октанта — южная полярная звезда Сатурна . Ее северный полюс находится в самой северной области Цефея , примерно в шести градусах от Полярной звезды.

Небо Титана

Поверхность Титана, полученная зондом « Гюйгенс»

Титан — единственный спутник в Солнечной системе, имеющий толстую атмосферу. Снимки с зонда Гюйгенс показывают, что небо Титана имеет светло-мандариновый цвет. Однако астронавт, стоящий на поверхности Титана, увидел бы туманный коричневато-темно-оранжевый цвет. Вследствие большего расстояния от Солнца и непрозрачности его атмосферы поверхность Титана получает лишь около 1 ⁄ 3000 ^{[ требуется ссылка ]} солнечного света, получаемого Землей — таким образом, дневное время на Титане не столь яркое, как сумерки на Земле. Кажется вероятным, что Сатурн постоянно невидим за оранжевым смогом, и даже Солнце будет лишь более светлым пятном в дымке, едва освещая поверхность льда и метановых озер. Однако в верхних слоях атмосферы небо будет иметь голубой цвет, и Сатурн будет виден. ^[33] Благодаря своей толстой атмосфере и метановому дождю Титан является единственным небесным телом, кроме Земли, на поверхности которого могут образовываться радуги . Однако, учитывая крайнюю непрозрачность атмосферы в видимом свете, подавляющее большинство будет находиться в инфракрасном диапазоне. ^[34]

Уран

С высоты птичьего полета над облаками на Уране небо, вероятно, будет выглядеть темно-синим. ^{[ необходима цитата ]} Маловероятно, что кольца планеты можно увидеть из верхних слоев атмосферы, так как они очень тонкие и темные. У Урана есть северная полярная звезда, Сабик (η Ophiuchi), звезда величиной 2,4. У Урана также есть южная полярная звезда, 15 Orionis , звезда величиной 4,8. Обе они слабее, чем Полярная звезда Земли (α Ursae Minoris), хотя Сабик лишь немного. ^[29]

Нептун

Тритон в небе Нептуна (симуляция)

Северный полюс Нептуна указывает на точку посередине между Гаммой и Дельтой Лебедя . Его южная полюсная звезда — Гамма Парусов .

Судя по цвету атмосферы, небо Нептуна, вероятно , лазурное или небесно-голубое , как у Урана. Как и в случае с Ураном, маловероятно, что кольца планеты можно увидеть из верхних слоев атмосферы, поскольку они очень тонкие и темные.

Помимо Солнца, самым заметным объектом на небе Нептуна является его большая луна Тритон , которая будет казаться немного меньше полной Луны на Земле. Она движется быстрее Луны из-за своего более короткого периода (5,8 дня) в сочетании с ее ретроградной орбитой . Меньшая луна Протей будет иметь диск размером примерно в половину полной Луны. Удивительно, но все малые внутренние луны Нептуна в какой-то момент своих орбит покрывают более 10′ на небе Нептуна. В некоторых точках угловой диаметр Деспины соперничает с Ариэлем с Урана и Ганимедом с Юпитера. Вот угловые диаметры лун Нептуна (для сравнения, луна Земли в среднем составляет 31′ для наземных наблюдателей): Наяда, 7–13′; Таласса, 8–14′; Деспина, 14–22′; Галатея, 13–18′; Ларисса, 10–14′; Протей, 12–16′; Тритон, 26–28′. Выравнивание внутренних лун, вероятно, создало бы захватывающее зрелище. Самый большой внешний спутник Нептуна, Нереида , недостаточно велик, чтобы выглядеть как диск Нептуна, и не заметен на небе, так как его яркость в полной фазе варьируется от величины 2,2 до 6,4, в зависимости от того, в какой точке его эксцентричной орбиты он находится. Другие нерегулярные внешние луны не будут видны невооруженным глазом, хотя специализированный телескопический наблюдатель потенциально мог бы заметить некоторые из них в полной фазе.

Как и в случае с Ураном, низкий уровень освещенности заставляет основные луны выглядеть очень тусклыми. Яркость Тритона в полной фазе составляет всего −7,11, несмотря на то, что Тритон более чем в четыре раза ярче луны Земли и вращается гораздо ближе к Нептуну.

Небо Тритона

Нептун в небе Тритона (симуляция)

Тритон , крупнейший спутник Нептуна, имеет туманную атмосферу, состоящую в основном из азота. Поскольку Тритон вращается с синхронным вращением , Нептун всегда появляется в одном и том же положении на его небе. Ось вращения Тритона наклонена на 130° к плоскости орбиты Нептуна и, таким образом, дважды за нептунианский год оказывается в пределах 40° от Солнца , как и у Урана. Поскольку Нептун вращается вокруг Солнца, полярные регионы Тритона поочередно обращены к Солнцу в течение 82 лет подряд, что приводит к радикальным сезонным изменениям, когда то один полюс, то другой перемещается к солнечному свету.

Сам Нептун охватывал бы 8 градусов в небе Тритона, хотя с максимальной яркостью, примерно сопоставимой с яркостью полной Луны на Земле, он казался бы всего лишь около 1 ⁄ 256 яркости полной Луны на единицу площади. Из-за своей эксцентричной орбиты Нереида значительно различалась бы по яркости, от пятой до первой величины; ее диск был бы слишком мал, чтобы увидеть невооруженным глазом. Протей также было бы трудно разрешить при поперечнике всего в 5–6 угловых минут, но он никогда не был бы слабее первой величины, и при ближайшем рассмотрении соперничал бы с Канопусом .

Транснептуновые объекты

Транснептуновый объект — любая малая планета в Солнечной системе, которая вращается вокруг Солнца на большем среднем расстоянии (большая полуось), чем Нептун, на 30 астрономических единиц (а.е.).

Плутон и Харон

Плутон , сопровождаемый своим крупнейшим спутником Хароном , вращается вокруг Солнца на расстоянии, обычно за пределами орбиты Нептуна, за исключением двадцатилетнего периода на каждой орбите.

С Плутона Солнце для человеческого глаза выглядит как точка, но все равно очень яркое, давая примерно в 150–450 раз больше света, чем полная Луна с Земли (изменчивость обусловлена ​​тем, что орбита Плутона сильно эллиптическая, простирающаяся от всего лишь 4,4 млрд км до более 7,3 млрд км от Солнца). ^[35] Тем не менее, наблюдатели-люди заметили бы значительное уменьшение доступного света: солнечная освещенность на среднем расстоянии от Плутона составляет около 85 лк , что эквивалентно освещению коридора или туалета офисного здания.

Атмосфера Плутона состоит из тонкой оболочки из азота, метана и оксида углерода, все из которых получены из льдов этих веществ на его поверхности. Когда Плутон находится близко к Солнцу, температура твердой поверхности Плутона увеличивается, заставляя эти льды сублимироваться в газы. Эта атмосфера также производит заметную голубую дымку, которая видна на закате и, возможно, в другие моменты плутонианского дня. ^[36]

Плутон и Харон приливно захвачены друг другом. Это означает, что Харон всегда обращен к Плутону одной и той же стороной, а Плутон также всегда обращен к Харону одной и той же стороной. Наблюдатели на дальней от Плутона стороне Харона никогда не увидят карликовую планету; наблюдатели на дальней от Харона стороне Плутона никогда не увидят Луну. Каждые 124 года в течение нескольких лет наступает сезон взаимных затмений, во время которого Плутон и Харон поочередно затмевают Солнце друг друга с интервалом в 3,2 дня. Харон, если смотреть с поверхности Плутона в точке под Хароном, имеет угловой диаметр около 3,8°, что почти в восемь раз больше углового диаметра Луны, видимого с Земли, и примерно в 56 раз больше площади. Это был бы очень большой объект на ночном небе, сияющий примерно на 8% ^{[nb 3]} ярче Луны (он казался бы темнее Луны, потому что его меньшее освещение исходит от большего диска). Освещенность Харона составит около 14 млкс (для сравнения, безлунное ясное ночное небо составляет 2 млкс, а полная Луна — от 300 до 50 млкс).

• 
  Вид с Гидры . Плутон и Харон (справа); Никта (слева) (концепция художника).
• 
  Вид с Плутона. Солнце (справа вверху); Харон (слева) (концепция художника).
• 
  Вид с Плутона на Харона и Солнце (концепция художника).
• 
  Плутон в лунном свете
  (концепция художника).

Плутон – горы Тенцинга (слева на переднем плане); горы Хиллари (слева на горизонте); равнина Спутника (справа) .
Вид вблизи заката включает несколько слоев атмосферной дымки .

Внесолнечные планеты

Для наблюдателей на экзопланетах созвездия будут отличаться в зависимости от расстояний. Вид внешнего пространства экзопланет можно экстраполировать из программного обеспечения с открытым исходным кодом, такого как Celestia или Stellarium . Из-за параллакса далекие звезды изменяют свое положение меньше, чем близкие. Для инопланетных наблюдателей Солнце будет видно невооруженным глазом только на расстояниях менее 20 ^[37] – 27 ^[38] парсек (60–90 световых лет ). ^{[nb 4]} Если бы Солнце наблюдалось с другой звезды, оно всегда появлялось бы на противоположных координатах на небе. Таким образом, наблюдатель, находящийся рядом со звездой с прямым восхождением 4 часа и склонением −10, увидел бы Солнце, находящееся в прямом восхождении: 16 часов, склонении: +10. Следствием наблюдения за Вселенной с других звезд является то, что звезды, которые могут казаться яркими на нашем собственном небе, могут казаться более тусклыми на других небесах и наоборот.

В мае 2017 года было обнаружено, что вспышки света от Земли , наблюдаемые как мерцание спутником DSCOVR , находящимся примерно в миллионе миль от Земли в точке Лагранжа L1 системы Земля-Солнце , были отраженным светом от ледяных кристаллов в атмосфере . ^{[39] [40]} Технология, используемая для определения этого, может быть полезна при изучении атмосфер далеких миров, включая атмосферы экзопланет .

Положение звезд в небе вне Солнечной системы меньше всего отличается от положения на небе Земли у ближайших к Земле звезд , при этом близлежащие звезды смещают положение больше всего. Солнце будет выглядеть как яркая звезда только у ближайших звезд. В звездной системе Альфа Центавра Солнце будет выглядеть как яркая звезда, продолжающая волнистую линию Кассиопеи на восток, в то время как Сириус сместится в положение прямо рядом с Бетельгейзе , а его собственный красный карлик Проксима Центавра по-прежнему будет выглядеть как тусклая звезда в отличие от его главных звезд A и B. ^[41] В звезде Барнарда Солнце будет выглядеть между не сильно смещенными Сириусом и Поясом Ориона по сравнению с небом Земли. И наоборот, Солнце будет выглядеть из Сириуса, а также Проциона вокруг Альтаира . ^[42]

Планеты системы TRAPPIST-1 вращаются чрезвычайно близко друг к другу, достаточно близко, чтобы каждая планета системы могла обеспечить детальный вид на остальные шесть. Планеты системы TRAPPIST-1 будут появляться на небе с угловыми диаметрами, сопоставимыми с диаметром Луны, наблюдаемым с Земли. При четких условиях наблюдения такие детали, как фазы и особенности поверхности, будут легко видны невооруженным глазом. ^[43]

Из Большого Магелланова Облака

С точки зрения БМО полная видимая величина Млечного Пути будет −2,0 — более чем в 14 раз ярче, чем БМО кажется нам с Земли — и он будет охватывать около 36 ° по небу, ширина более 70 полных лун. Кроме того, из-за высокой галактической широты БМО наблюдатель там получит косой вид на всю галактику, свободный от помех межзвездной пыли , которая затрудняет изучение плоскости Млечного Пути с Земли. ^{[nb 5]} Малое Магелланово Облако будет иметь величину около 0,6, существенно ярче, чем БМО кажется нам.

Смотрите также

• Экзосфера
• Полярная звезда § Другие планеты
• Небо
• Хронология первых снимков Земли из космоса

Примечания

1. Это можно вывести с помощью формулы длины шнура, найденной на сайте http://mathworld.wolfram.com/CircularSegment.html
2. примечание: из-за осевой прецессии лунный полюс описывает небольшой круг на небесной сфере каждые 18,6 лет. Патрик Мур (1983), Книга Гиннесса: факты и подвиги по астрономии , стр. 29, В 1968 году северной полярной звездой Луны была Омега Дракона; к 1977 году она стала 36 Дракона. Южной полярной звездой является Дельта Золотой Рыбы.
3. Радиус Харона составляет 606 км против 1737 у Луны (поверхностное отношение 0,12), его альбедо составляет 0,35 против 0,14 у Луны (отношение 2,6), его большая полуось составляет 19591 км против 384 400 у Луны (коэффициент освещенности 385), а Солнце находится в 39,482 раза дальше (коэффициент освещенности Солнца 0,00064). Умножение этих величин дает освещенность в 0,077 раза больше, чем у Луны.
4. Земле человеческий глаз обычно может видеть до 6,5 звездной величины , тогда как в наилучших условиях он может видеть до 7 звездной величины.
5. Некоторые цифры в разделе «Вид» были экстраполированы из данных в Приложении к книге Чейссона и Макмиллана « Астрономия сегодня» (Englewood Cliffs: Prentice-Hall, Inc., 1993).

Ссылки

1. Коффи, Донавин (4 июля 2020 г.). «Какого цвета закат на других планетах?». Live Science . Получено 4 июля 2020 г.
2. "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 февраля 2015 г. . Получено 5 августа 2017 г. .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
3. "Тонкая атмосфера Меркурия, формирование и состав – окна во Вселенную". www.windows.ucar.edu . Архивировано из оригинала 27 марта 2010 г. Получено 5 сентября 2008 г.
4. 2004. Starry Night Pro, версия 5.8.4. Imaginova . ISBN 978-0-07-333666-4 . www.starrynight.com 
5. Перельман, Яков; Шкаровский-Раффе, Артур (2000). Астрономия для развлечений. University Press of the Pacific. ISBN 978-0-89875-056-0.
6. "Возможный близнец Венеры обнаружен около тусклой звезды". Институт SETI. 6 апреля 2017 г.
7. Планеты: Полное визуальное руководство по нашей Солнечной системе. Dorling Kindersley Limited. 1 сентября 2014 г. ISBN 978-0-241-18676-3. Получено 6 октября 2023 г. через Google Книги.
8. "Venera 13 – Missions – NASA Solar System Exploration". NASA Solar System Exploration . Архивировано из оригинала 6 марта 2016 года . Получено 22 декабря 2015 года .
9. "The Terrestrial Planets". Планетарное общество. Архивировано из оригинала 28 июля 2011 г. Получено 3 августа 2007 г.
10. Archinal, Brent A.; A'Hearn, Michael F.; Bowell, Edward G.; Conrad, Albert R.; Consolmagno, Guy J.; et al. (2010). «Отчет рабочей группы МАС по картографическим координатам и вращательным элементам: 2009» (PDF) . Небесная механика и динамическая астрономия . 109 (2): 101–135. Bibcode : 2011CeMDA.109..101A. doi : 10.1007/s10569-010-9320-4. S2CID  189842666.
11. "Свечение лунного горизонта от Surveyor 7". Планетарное общество . 6 мая 2016 г. Получено 8 августа 2022 г.
12. "Миссия НАСА по изучению таинственных лунных сумеречных лучей". Science Mission Directorate . 3 сентября 2013 г. Получено 8 августа 2022 г.
13. Colwell, Joshua E.; Robertson, Scott R.; Horányi, Mihály; Wang, Xu; Poppe, Andrew; Wheeler, Patrick (1 января 2009 г.). "Lunar Dust Levitation - Journal of Aerospace Engineering - Vol 22, No 1". Journal of Aerospace Engineering . 22 (1): 2–9. doi :10.1061/(ASCE)0893-1321(2009)22:1(2) . Получено 8 августа 2022 г. .
14. Дебора Берд (24 апреля 2014 г.). «Зодиакальный свет, видимый с Луны». EarthSky . Получено 8 августа 2022 г. .
15. Горькавый, Ник; Кротков, Николай; Маршак, Александр (24 марта 2023 г.). «Наблюдения за Землей с поверхности Луны: зависимость от лунной либрации». Atmospheric Measurement Techniques . 16 (6). Copernicus GmbH: 1527–1537. Bibcode : 2023AMT....16.1527G. doi : 10.5194/amt-16-1527-2023 . ISSN  1867-8548. S2CID  257753776.
16. «Возвращение на орбиту». www.hq.nasa.gov .
17. Поверхность Луны кажется красной, потому что единственный доступный солнечный свет преломляется через атмосферу Земли на краях Земли, как показано на небе на этой картине.
18. новой фазе Земля будет  полностью темной, за исключением солнечного света, преломленного через атмосферу Земли , который будет виден как красноватое кольцо света.
19. Берджесс, Эрик (1978). На Красную планету . Columbia University Press. ISBN 9780231043922.; см. обзор: Singh, Gurbir (1993). "Эрик Берджесс, на Красную планету, Columbia University Press, 1978, 181 стр., много картинок, диаграмм и иллюстраций, эпилог и индекс, $19.95". Astrophysics and Space Science . 201 (1 (февраль)): 160. doi :10.1007/BF00626999. S2CID  121342862.
20. Mars Архивировано 28 октября 2011 г. на Wayback Machine
21. Плэйт, Фил. «Плохая астрономия Фила Плэйта: Заблуждения: Какого цвета Марс?». Плохая астрономия .
22. "Почему марсианское небо не такое голубое, как земное". Архивировано из оригинала 10 августа 2004 г. Получено 23 апреля 2005 г.
23. Вебстер, Гай (10 июня 2014 г.). «Меркурий проходит перед Солнцем, как видно с Марса». NASA . Получено 10 июня 2014 г.
24. "Earth and Moon as Viewed from Mars". Earth Observatory. 8 мая 2003 г. Архивировано из оригинала 6 августа 2003 г. Получено 3 июня 2008 г.(JPL Horizons показывает: 0,9304 а.е. от Земли; Фаза 43%; Элонгация Солнца 43°)
25. "Вехи в космической фотографии". Национальное географическое общество . 11 ноября 2010 г. Архивировано из оригинала 1 апреля 2020 г.
26. "Viewing The Earth From Space Celebrates 70 Years". Forbes . 22 августа 2016 г. Архивировано из оригинала 23 августа 2016 г.
27. Ревкин, Эндрю С. (6 февраля 2014 г.). «Марсианский вид нашей бледной точки». The New York Times . Получено 9 февраля 2014 г.
28. Сент-Флер, Николас (9 января 2017 г.). «Взгляд на вашу родную планету с Марса». The New York Times . Получено 9 января 2017 г.
29. Bagenal, Fran (2005). "Класс 17 – Планеты-гиганты". Лаборатория физики атмосферы и космоса . Получено 5 сентября 2008 г.
30. Кук, Цзя-Руй С.; Гутро, Роб; Браун, Дуэйн; Харрингтон, Дж. Д.; Фон, Джо (12 декабря 2013 г.). «Хаббл видит доказательства наличия водяного пара на спутнике Юпитера». NASA . Получено 12 декабря 2013 г.
31. "Предзатмение Солнца Каллисто из центра Юпитера". JPL Solar System Simulator. 3 июня 2009 г. Архивировано из оригинала 13 декабря 2012 г. Получено 4 июня 2008 г.
32. Томмс, Джим. «Транзит тени луны Юпитера». Джим Томмс Астрофотография . Проверено 3 сентября 2008 г.
33. Паскаль, Рене. "Визуализация спуска Гюйгенса на Титан с помощью POV-Ray". www.beugungsbild.de .
34. "Rainbows on Titan". NASA . 25 февраля 2005 г. Архивировано из оригинала 21 октября 2011 г. Получено 8 октября 2011 г.
35. Plait, Phil (15 марта 2012 г.). «BAFact math: How bright is the Sun from Pluto?». Журнал Discover. Архивировано из оригинала 7 июля 2015 г. Получено 6 июля 2015 г.
36. "New Horizons показывает Плутон с голубым небом и красным водяным льдом". New Scientist . Получено 6 октября 2023 г.
37. "Vmag<6.5". Астрономическая база данных SIMBAD . Получено 26 июня 2010 г.
38. Бортл, Джон Э. (февраль 2001 г.). «Шкала темного неба Бортла». Sky & Telescope. Архивировано из оригинала 23 марта 2009 г. Получено 18 ноября 2009 г.
39. Сент-Флер, Николас (19 мая 2017 г.). «Заметить таинственные мерцания на Земле с расстояния в миллион миль». The New York Times . Получено 20 мая 2017 г.
40. Маршак, Александр; Варнаи, Тамаш; Костиньский, Александр (15 мая 2017 г.). «Земной отблеск, увиденный из глубокого космоса: ориентированные ледяные кристаллы, обнаруженные из точки Лагранжа». Geophysical Research Letters . 44 (10): 5197–5202. Bibcode : 2017GeoRL..44.5197M. doi : 10.1002/2017GL073248. hdl : 11603/13118 . S2CID  109930589.
41. "Alien Skies: The View from Alpha Centauri". Дрю из машины . 28 августа 2020 г. Получено 22 февраля 2023 г.
42. "Увидеть Солнце с других звезд". Sky & Telescope . 2 февраля 2022 г. Получено 22 февраля 2023 г.
43. "10 фактов: все о TRAPPIST-1". solarsystem.nasa.gov . 20 февраля 2018 г. . Получено 29 апреля 2023 г. .

Дальнейшее чтение

• Кэрролл, Майкл (2007). Космическое искусство: как рисовать и раскрашивать планеты, луны и ландшафты инопланетных миров . Нью-Йорк: Watson-Guptil Publications. ISBN 9780823048762.
• Кэрролл, Майкл (2010). Дрейфуя на инопланетных ветрах, исследуя небо и погоду других миров . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer Science+Business Media, LLC. ISBN 9781441969170.
• Барнетт, Линкольн (20 декабря 1954 г.). «Звездная Вселенная». Жизнь . С. 44–64 . Получено 12 апреля 2013 г.
• Перельман, Яков (2000). «Лунные небеса». Астрономия для развлечения . Гонолулу: University Press of the Pacific. С. 78–84. ISBN 9780898750560.

Внешние ссылки

• Астронавты на планетах
• Эссе о возможных цветах неба инопланетных миров.
• Симулятор солнечной системы JPL
• Фазы Харона, видимые с Плутона
• Звездная Вселенная – журнал Life (20 декабря 1954 г.).
• Имитация закатов на других планетах ( НАСА ; 22 июня 2020 г.)
  • Видео (1:06) на YouTube
  • Видео (2:59) на YouTube