Planetshine — это тусклое освещение солнечным светом , отраженным от планеты , всей или части темной стороны любой луны , вращающейся вокруг тела. Планетный свет — это диффузное отражение солнечного света от планеты, альбедо которого можно измерить.
Наиболее наблюдаемым и знакомым примером планетарного сияния является земной свет на Луне , который наиболее заметен с ночной стороны Земли , когда лунная фаза серповидна или почти новая , [1] без атмосферной яркости дневного неба . Обычно это приводит к тому, что темная сторона Луны залита слабым светом.
Planetshine также наблюдалось в других частях Солнечной системы . В частности, космический зонд «Кассини» использовал сияние Сатурна для получения изображений частей спутников планеты , даже если они не отражают прямой солнечный свет. Космический зонд «Новые горизонты» аналогичным образом использовал сияние Харона , чтобы обнаружить вариации альбедо на темной стороне Плутона . [2]
Хотя в 510 году нашей эры индийский математик и астроном Арьябхата использовал геоцентрическую модель , он первым правильно объяснил, почему планеты и луны не имеют собственного света, а светятся за счет отражения солнечного света в своей « Арьябхатии ». [3]
Земной свет — это видимый земной свет , отраженный от ночной стороны Луны . Оно также известно как пепельное сияние Луны или как «новая Луна со старой Луной в руке». [4]
Земной свет лучше всего виден за несколько ночей до и до нескольких ночей после новолуния , во время фазы (растущей или убывающей) серпа. Когда лунная фаза новая, если смотреть с Земли , Земля будет казаться почти полностью освещенной Солнцем с Луны. Солнечный свет отражается от Земли на ночную сторону Луны. Ночная сторона кажется слабо светящейся, и весь диск Луны тускло освещен.
Леонардо да Винчи объяснил это явление в начале 16 века, когда понял, что и Земля, и Луна одновременно отражают солнечный свет. Свет отражается от Земли к Луне и обратно на Землю в виде земного сияния.
Earthshine используется для определения текущего альбедо Земли. Данные используются для анализа глобального облачного покрова , климатического фактора. Океаны отражают наименьшее количество света, примерно 10%. Земля отражает 10–25% солнечного света, а облака — около 50%. Таким образом, часть Земли, где сейчас день и откуда видна Луна, определяет, насколько ярким будет земной свет на Луне в любой момент времени.
Исследования земного света можно использовать, чтобы показать, как облачный покров Земли меняется с течением времени. Предварительные результаты показывают падение облачности на 6,5% в период с 1985 по 1997 год и соответствующее увеличение в период с 1997 по 2003 год. Это имеет значение для исследований климата, особенно в отношении глобального потепления . Все облака способствуют увеличению альбедо, однако некоторые облака имеют чистый эффект потепления, поскольку они удерживают больше тепла, чем отражают, в то время как другие имеют чистый эффект охлаждения, поскольку их увеличенное альбедо отражает больше радиации, чем удерживает тепла. Таким образом, хотя альбедо Земли заметно увеличивается, неопределенность относительно количества удерживаемого тепла означает, что общее влияние на глобальную температуру остается неясным. [5]
Детали Земли , Луны и некоторых других тел обладают в некоторой степени световозвращающими свойствами. Свет, падающий на них , рассеивается назад или диффузно отражается преимущественно назад в том направлении, откуда он пришел, а не в других направлениях. Если свет исходит от Солнца, он преимущественно отражается обратно к Солнцу и в близлежащих направлениях. Например, когда ее фаза полная, Луна отражает свет преимущественно в сторону Солнца, а также Земли, которая находится почти в том же направлении. Поэтому , если смотреть с Земли, полная Луна кажется ярче , чем если бы она рассеивала свет равномерно во всех направлениях. Аналогичным образом, вблизи новолуния солнечный свет, который был обратно рассеян от Земли к Солнцу, а также от Луны, которая находится почти в том же направлении, а затем снова рассеялся от Луны к Земле, кажется намного ярче, если смотреть с Земли, чем он был бы. без световозвращающего эффекта.
Световозражение создается сферами прозрачного материала на отражающей поверхности. Когда он сталкивается с прозрачной сферой, свет преимущественно отражается и преломляется по пути внутри сферы, который выходит из него в том направлении, откуда он вошел. На Земле сферы представляют собой капли воды в облаках. На поверхности Луны обнаружено большое количество твердых стеклянных сфер. Считается, что они образовались из капель расплавленных выбросов , образовавшихся в результате ударов , которые остыли и затвердели, прежде чем упасть обратно на поверхность.
Кольцевой свет — это когда солнечный свет отражается от системы колец планеты на планету или на спутники планеты. Это наблюдалось на многих фотографиях, сделанных орбитальным аппаратом Кассини . [6]
Ученые из программы НАСА « Навигатор», которая специализируется на обнаружении планет земной группы, поддержали запуск миссии Terrestrial Planet Finder (TPF). [7] TPF будет обнаруживать свет, отраженный планетами, вращающимися вокруг звезд, чтобы исследовать, могут ли они содержать жизнь. Он будет использовать передовые технологии телескопов для поиска следов жизни в свете, отраженном от планет, включая воду, кислород и метан.
Европейское космическое агентство рассматривает аналогичную миссию под названием «Дарвин» . Он также будет изучать свет планет, чтобы обнаружить признаки жизни. [8]
В отличие от многих традиционных астрономических задач, самой серьезной задачей для этих миссий является не сбор достаточного количества фотонов с тусклой планеты, а скорее обнаружение тусклой планеты, которая находится очень близко к очень яркой звезде. Для планеты земной группы коэффициент контрастности планеты и ее родительских звезд составляет примерно ~ 10 -6 -10 -7 в тепловом инфракрасном диапазоне или ~ 10 -9 -10 -10 в оптическом / ближнем инфракрасном диапазоне. По этой причине Дарвин и Terrestrial Planet Finder-I будут работать в тепловом инфракрасном диапазоне. Однако поиск планет земной группы в оптическом/ближнем инфракрасном диапазоне имеет то преимущество, что предел дифракции соответствует меньшему углу для телескопа данного размера. Поэтому НАСА также реализует миссию Terrestrial Planet Finder-C, которая будет искать и изучать планеты земной группы с использованием оптических (и ближних инфракрасных) длин волн. В то время как Terrestrial Planet Finder-C нацелен на изучение света внесолнечных планет, Darwin и Terrestrial Planet Finder-I будут искать тепловой инфракрасный свет, который переизлучается (а не рассеивается) планетой.
Готовясь к этим миссиям, астрономы провели подробные наблюдения за земным светом, поскольку земной свет имеет спектроскопические характеристики света, отраженного Землей. Астрономы уделили особое внимание тому, могут ли измерения земного сияния обнаружить красный край — спектральную особенность, обусловленную растениями. Обнаружение подобной спектральной особенности в свете внесолнечной планеты было бы особенно интересно, поскольку она могла бы быть связана со светособирающим организмом. Хотя красный край почти наверняка является самым простым способом непосредственного обнаружения жизни на Земле с помощью наблюдений за земным сиянием, интерпретировать подобную особенность из-за жизни на другой планете может быть чрезвычайно сложно, поскольку длина волны спектральной особенности заранее не известна ( в отличие от большинства атомных или молекулярных спектральных характеристик).
Rush — Earthshine из альбома Vapor Trails (ремастеринг 2013). Музыка Ли, Лайфсон. Тексты песен