Nebeská znamení
Jen málokdy nám Měsíc nabízí tak napínavou podívanou, jako ve chvíli, kdy se při svém každodenním putování oblohou střetne se vzdáleným horizontem. Východy nebo západy našeho souputníka jsou jedinečnými příběhy, které režíruje především momentální stav ovzduší. Bez zemské atmosféry by Měsíc rozhodně nevzbuzoval takovou pozornost lovců nevšedních fotografií. Světlo přicházející z vesmírného okolí se totiž musí nejprve prodrat silnou vrstvou zemského ovzduší, která představuje velmi složité optické prostředí. V něm pak vznikají mnohdy podivné jevy.
Snad nejnápadnější proměnou nízko ležícího Měsíce je změna jeho jasu. Obraz Slunce, Měsíce, ale i dalších nebeských objektů je nejvíce oslabován nízko u obzoru, protože právě tehdy musí jejich světlo projít skrz nejsilnější vrstvu zemské atmosféry. Tohoto přirozeného vzdušného filtru však můžeme využít například při sledování moří na tváři měsíčního úplňku nebo velkých slunečních skvrn na povrchu naší denní hvězdy.
|
|
Deformace vzhledu Měsíce způsobená zemskou atmosférou. Snímek pořídila posádka raketoplánu Discovery 21. prosince 1999. Po kliknutí získáte obrázek ve větším rozlišení. Snímek: NASA.
|
|
Odkud se však berou dramatická oranžová nebo červenavá zabarvení měsíčního kotouče? U obzoru se samozřejmě nevybarvuje samotný Měsíc. Vzduch sám o sobě je sice absolutně bezbarvý, ale zásluhou rozptylu světla na náhodných shlucích molekul se nám jeví jako modrý (právě proto se nám denní jasná obloha chlubí svou blankytnou modří). Pří průchodu měsíčního světla zemskou atmosférou se totiž nejvíce rozptylují paprsky modré (krátkovlnné), zatímco červené (dlouhovlnné) procházejí bez citelných ztrát. Ze stejného důvodu také obraz zapadajícího nebo vycházejícího Měsíce postupně „odmodrává“ a jeví se nám spíše nažloutlý, oranžový až temně rudý. Stejný jev rozehrává i „kýčovité“ západy a východy naší denní hvězdy, které vytvářejí ty nejbarvitější scenérie pozemské oblohy.
Měsíční světlo se nemusí rozptylovat pouze na shlucích molekul vzduchu, ale také na drobných prachových částicích, popelu nebo kapičkách vodní páry. Je-li zastoupení vodních par nebo prachu v atmosféře velké, roste i intenzita zabarvení měsíčního kotouče. Východy nebo západy Měsíce jsou proto obzvlášť „krvavé“ v oblastech rozsáhlých lesních požárů nebo mohutných sopečných erupcí.
Ve vzácnějších případech se Měsíc může zbarvit i do zelena: Stačí, aby jeho kotouč pokryla řídká řasová oblačnost, která je zapadajícím Sluncem zbarvena do růžova. Podle mnohých pozorovatelů se takto zahalený Měsíc jeví jako sytě smaragdový. Zelený odstín Měsíce však může na pozadí doznívajícího purpurového soumraku způsobit i vulkanický popel ve vysokých vrstvách atmosféry.
Měsíční úplněk se také často může při svém východu nebo západu jevit jako šišatý. Tento jev má na svědomí tzv. astronomická refrakce, která díky lomu světelných paprsků zdánlivě „posouvá“ Měsíc, Slunce ale i hvězdy výše nad horizont, než ve skutečnosti jsou. Vliv refrakce klesá s přibývající úhlovou výškou daného objektu nad obzorem. Proto je také často spodní okraj měsíčního kotouče úhlově posunutý více než horní
a měsíční kotouč se nám jeví jako oválný či eliptický.
„Velký“ kotouč Měsíce vycházejícího nad Akropolí v Aténách. Foto: Elias Chasiotis, 26. října 2007, 15:56 UT, Canon EOS 400D, EF 70-200mm, clona 4, ISO 200, exp. 1/20 sec.
Složité horizontální rozložení vzduchových hmot o různé hustotě má občas na svědomí také docela kuriózní deformace měsíčního obrazu. Srpek se může rozdělit na několik částí, vlnit se svými zubatými okraji nebo nabývat podob, které připomínají spíš kresbu Měsíce neobyčejně roztřesenou rukou žáka u maturitní zkoušky. K různým deformacím měsíčního obrazu dochází zvláště za jasných, bezoblačných dní, kdy jsou jednotlivé vrstvy různě hustého vzduchu jen málo promíchány.
Měsíční disk ležící nevysoko nad obzorem lidi fascinuje nejen pro své zabarvení a změny tvaru, ale také pro svou úhlovou velikost. Každý z nás určitě nejednou zažil situaci, kdy se Měsíc zdál u obzoru nepřirozeně velký. Je to pocit opravdu silný a uvažovala o něm celá řada učenců: od řeckého astronoma Ptolemaia, přes arabského astronoma Al-Hazana až po Leonarda da Vinci a Johanna Keplera.
Ať věříte nebo ne, je tento zajímavý jev pouhou iluzí. Ve skutečnosti je totiž Měsíc u obzoru stejně velký jako jindy. Sami se o tom můžete přesvědčit pohledem do ruličky papíru, jejíž průměr přizpůsobíte na „velký“ Měsíc nad obzorem. Až se Měsíc dostane výše nad obzor a bude se vám zdát opět „normální“, zjistíte pohledem do ruličky, že jeho průměr se nijak nezměnil. Ještě lépe toto šálení zraku odhalí také dvojice fotografií pořízených v průběhu jedné noci.
Částečné rozluštění „měsíčního přeludu“ kupodivu přinesl až konec dvacátého století. Na zdánlivé zvětšování nejen Měsíce, ale i Slunce nebo celých souhvězdí poblíž obzoru, má podle studií Lloyda Kaufmana a jeho syna Jamese zásadní vliv naše vnímání vzdálených objektů. Velikost objektů totiž umíme odhadnout bez ohledu na jejich vzdálenost. Náš mozek samovolně vnímá zdánlivou velikost a nahrazuje ji geometrickou realitou: Obraz vzdáleného objektu, který pozorujeme, je menší než obraz téhož objektu nacházejícího se blíže. Ve většině případů vidíme právě v blízkosti horizontu mnoho objektů (budovy, stromy apod.), které nám umožňují odhadnout rozměry objektů nacházejících se v různých vzdálenostech. Tak velká vzdálenost, jaká nás dělí od Měsíce, je však mimo vnímání našeho mozku.
V podstatě jde o klam, který již v roce 1913 popsal italský psycholog Mario Ponzo (1882 - 1960). Je založen na sledování dvou stejně dlouhých úseček, které jsou umístěny uprostřed sbíhajících se linií. Je to podobné, jako bychom sledovali sbíhající se koleje s příčkami a umístili mezi ně dvě stejně dlouhé úsečky. Ta vzdálenější se nám kupodivu bude zdát mnohem delší než ta bližší.
Právě popsané šálení našeho zraku ovšem nevysvětluje skutečnost, proč je „měsíční přelud“ pozorovatelný nad hladinou moře nebo z paluby letadel, která se pohybují ve velkých výškách. V obou případech nelze při obzoru rozeznat žádné objekty, které by mohly zmíněný efekt způsobit. Na zvětšování Měsíce se proto bude podílet i zvláštní vnímání oblohy nad námi. Tu totiž nechápeme jako polokouli, nýbrž jako zploštělou klenbu. Ze stejného důvodu také nedokážeme určit přesně místo přímo nad našimi hlavami (zenit).
Halové jevy způsobené Sluncem jsou mnohem nápadnější než ty, které svým svitem vytváří Měsíc. Na snímku je sluneční halo a boční slunce. Foto: P. Gabzdyl, 4. 8. 2005, 16:28 UT, Canon PowerShot A95, clona 8, ISO 50, exp. 1/2000 sec.
I když halové jevy kolem Měsíce nejsou zdaleka tak nápadné jako kolem Slunce, dokážou tato noční představení předvést velmi působivou podívanou. Nejčastějším halovým jevem je tzv. malé halo (malé kolo), které má podobu světlého kruhu o poloměru 22 stupňů se středem v Měsíci. Kruh malého hala vzniká lomem paprsků na náhodně orientovaných krystalcích ve tvaru šestibokých sloupků. Paprsky se přitom odchylují od směru vstupujícího paprsku v závislosti na úhlu dopadu na boční stěnu. Nejvíce paprsků vystupuje kolem úhlu 22 stupňů, ostatní se odchylují o větší úhel. Proto je kruh malého hala poměrně ostře ohraničen směrem k Měsíci, zatímco vně malého hala pozvolna slábne. Mnohem vzácnějším, ale o to působivějším úkazem, je velké halo (velké kolo), jehož poloměr je asi 46 stupňů.
Z povahy oblaků, při kterých vznikají měsíční hala, vyplývá, že jsou příznakem přísunu teplých vzdušných hmot ve velkých výškách. To také souvisí s přechodem teplé fronty, takže měsíční kola můžeme považovat za jeden ze signálů brzkého příchodu deštivého počasí.
U Slunce lze rovněž docela často pozorovat světlé, duhově zbarvené skvrny ve vzdálenosti 22 stupňů od Slunce (tzv. boční slunce). Tyto světlé skvrny lze občas zahlédnout také u Měsíce, jsou však mnohem méně nápadné a většinou bezbarvé. Mezi halové jevy patří i tzv. měsíční sloupy, které připomínají vertikální světlé pruhy procházející Měsícem.
Zajímavé optické jevy v okolí našeho vládce noci nevznikají pouze lomem a odrazem měsíčního světla na ledových krystalcích, ale také ohybem na vodních kapičkách. Obzvlášť působivá bývá někdy tzv. koróna (dvorec, aureola), která se projevuje v podobě soustředných prstenců obklopujících měsíční disk. Má je na svědomí ohyb světla na drobných kapičkách vody obsažených v oblacích nebo v mlze. Jednotlivé prstence koróny bývají nádherně zbarvené: Nejblíže k Měsíci je modravý prstenec, vně červený až temně cihlový a mezi nimi lze tušit další barvy spektra. Nejčastěji lze pozorovat jen jeden sled duhových barev, vzácněji je možné zahlédnout až tři soustavy spektrálních barev za sebou. Koróna tak může sahat do vzdálenosti až 10 stupňů od měsíčního disku. Pokud koróně duhové zabarvení chybí, říkáme ji lidově studánka.
Měsíční svit v kombinaci s oblačností umí někdy vyčarovat skutečně podivuhodná světelná představení. Měsíční úplněk s náznakem koróny spolu s lávou tryskající ze sopky Stromboli zachytil Thorsten Boeckel. Snímek je publikován s laskovaým svolením autora.
Barevná koróna kolem Měsíce je poměrně častým jevem. Je však potřeba počkat na ten správný okamžik, který při přechodu oblačnosti může trvat i jen něklolik desítek sekund. Foto: Ladányi Tamás. Snímek je publikován s laskovaým svolením autora.
Rozhodně nejznámějším jevem, který vzniká rozkladem slunečního světla na kapičkách vody, je duha. Pověstný světelný oblouk lze však občas spatřit i za nočního deště. Zdrojem světla je v tomto případě samozřejmě náš vesmírný soused. Měsíční duha je ovšem mnohem méně nápadná než duha sluneční. Navíc je ochuzena o pestrou paletu barev a její půvab se omezuje pouze na červenavý lem u vnějších okrajů. Na fotografiích pořízených dlouhou expozicí si však měsíční duha v ničem nezadá s duhou sluneční. Vznik noční duhy je omezen pouze na dobu kolem úplňku, kdy bývá měsíční svit dostatečně intenzivní. Měsíční duhy si tedy všimne jen málokdo a není divu, že do dob Aristotelových byla noční duha považována za pověru.
Použité prameny a doporučená literatura:
- [1] Minnaret, M., Light and Color in the Outdoors. Springer – Verlag 1993.
- [2] Tržický, T., web Optické úkazy v atmosféře
- [3] Gabzdyl, P., Pod vlivem Měsíce. – Hvězdárna a planetárium Mikuláše Koperníka v Brně, 2002.
|
