У древнего поэта, математика и философа Омара Хайяма есть такие слова: "…Когда левая рука утра была уже на небе". Или же: "…До того, как угас фантом ложной зари…" Что же это за "левая рука утра" и "ложная заря"?

Поэт говорит об удивительном астрономическом явлении, известном с древних времен, которое мы называем зодиакальный свет. На черном небе, в том месте, где зашло Солнце (или там, где оно должно взойти), когда уже погас последний луч вечерней зори (или еще не разгорелся первый луч утренней), вздымается вверх наклонный клин слабого света. Словно откуда-то из-под горизонта тянется вверх рука или бьет в небо прожектор.

Иногда "клин" похож на закругленную пирамиду или усеченный эллипс. Причем если посчастливилось увидеть его на западе вечером, то он бывает наклонен влево, а если под утро на востоке – то вправо. Ось его всегда тянется вдоль эклиптики, проходящей, как известно, по 12 созвездиям зодиака. Отсюда и название.

Мы не зря говорим "если посчастливится увидеть", потому что это довольно редкое небесное явление, особенно для средних и тем более для высоких широт. И уж совсем невозможно увидеть зодиакальный свет в городах и районах с плохим экологическим состоянием атмосферы.

В южных районах, особенно в тропиках, условия для наблюдений зодиакального света наилучшие. Там иногда, при особо благоприятных условиях можно увидеть не только вечернюю и утреннюю "пирамиды", но и соединяющую их слабосветящуюся полосу, которая проходит через весь зодиак и видна всю ночь. И кажется, будто весь зодиак подсвечен каким-то таинственным неземным светом… Но что же это на самом деле?

Зодиакальный свет – это солнечный свет, отраженный от межпланетной пыли. Тусклое свечение вытянуто вдоль плоскости эклиптики, занимая области зодиакального круга. Февраль, март и апрель – лучшие месяцы для наблюдения, так как в это время плоскость эклиптики расположена над горизонтом почти вертикально.

Поскольку зодиакальный свет очень слаб, для его видимости необходима исключительная темнота. Ночи новолуния, когда Луна не освещает небо, самые подходящие. Наблюдать его можно как после захода, так и перед восходом Солнца.

Зодиакальный свет – слабое свечение неба, видимое в тропиках в любое время года, простирающиеся вдоль эклиптики, т.е. в области Зодиака. Это результат рассеивания солнечного света в скоплениях пыли в области вращения Земли вокруг Солнца. Его можно наблюдать либо вечером над западной частью горизонта, либо под утро над восточной. Оно имеет вид конуса, сужающегося с удалением от горизонта, постепенно теряющего яркость и переходящего в зодиакальную полосу.

Зодиакальный свет – единственная возможность увидеть мелкие крупицы космической пыли и обломки комет с Земли невооруженным глазом.

Зодиакальный свет – относительно редкое природное явление потрясающей красоты. Никто не знает точно, когда человек впервые увидел зодиакальный свет. Известно только одно: это одно из красивейших явлений на нашей планете.

Зодиакальный свет представляет собой слабое свечение неба конусовидной формы, которое образуется вследствие того, что Солнце подсвечивает мелкие частицы пыли и другие космические объекты, которые находятся на уровне эклиптики.

Эклиптика – это видимое движение Солнца, или, если говорить научной терминологией, эллипсоидное кольцо по которому движутся планеты Солнечной системы вокруг Солнца.

Большинство объектов солнечной системы, включая Пояс Койпера, планеты и их луны, мелкие астероиды и космическую пыль лежат вдоль эклиптики. В определенные времена года заходящее или восходящее Солнце подсвечивает эти астрономические объекты, в результате чего мы можем наблюдать такое интересное явление, как зодиакальный свет.

Свое название это астрономическое явление получило в результате того, что оно появляется на линии, по которой проходят все 12 созвездий Зодиака. Эта линия и есть эклиптикой. К сожалению, зодиакальное свечение видно далеко не во всех уголках мира и не во все времена года. О том, как, когда и где лучше всего наблюдать зодиакальное свечение мы побеседуем в следующем пункте нашей статьи.

Выше мы уже упоминали о том, что наблюдать зодиакальный свет можно далеко не во всех уголках мира и не во все времена года. Например, увидеть зодиакальный свет в средних широтах России в декабре практически невозможно, чего не скажешь про февраль и март – периоды, когда его лучше всего здесь видно.

Если вы хотите увидеть зодиакальный свет, запомните главное правило: его лучше всего наблюдать в приэкваториальных широтах нашей планеты во время осеннего или весеннего равноденствия (периода, когда день равен ночи), а также в некоторое время до и после него. Если вы окажитесь в подобных условиях, у вас будет больше шансов увидеть это интересное природное явление, которое за свою жизнь видело не так уж много людей.

Если вы хотите увидеть зодиакальный свет, вы должны также помнить о том, что появляется он всего на некоторые мгновения перед астрономическими сумерками и после них. Чтобы увидеть зодиакальный свет на небе, вам для начала нужно будет найти планеты Марс и Венеру. Свет, который будет как бы исходить из них влево в виде неширокого конуса или треугольника – это и есть зодиакальное сияние.

Во время наблюдения зодиакального света, немногим счастливчикам удается увидеть другое, не менее интересное астрономическое явление – эффект противосияния. Суть эффекта заключается в попадании слабого пучка солнечного света на межпланетную пыль. Оно расположено в области неба прямо противоположной Солнцу и вызывай живой интерес у всех, кому не безразлична астрономия.

Если увидеть зодиакальный свет для человека большая удача, то увидеть противосияние – просто огромная! Явление достаточно сложно разглядеть на ночном небе; для этого нужны определенные условия. Обычно противосияние можно наблюдать в форме пятна в экваториальных широтах Земли в дни близкие весеннему или осеннему равноденствию.

Интересные факты:
1. Зодиакальный свет можно наблюдать только в период перед астрономическими сумерками и после них, то есть, ранним утром или поздним вечером.
2. Известный музыкант, гитарист легендарной группы «Queen» Брайан Мэй, который по образованию является астрофизиком, посвятил свою кандидатскую диссертацию изучению проблем зодиакального свечения.
3. Считается, что галактическая пыль, которую подсвечивает Солнце, вызывая эффект зодиакального света, состоит из обломков комет и астероидов.
4. Человечество наблюдало зодиакальный свет еще в древние времена. К примеру, в египетских и иранских манускриптах встречается информация об этом явлении.
5. Считается, что человека может видеть зодиакальный свет только за счет того, что хрусталик его глаза состоит из волокон, которые позволяют нам видеть рассеянный свет. Стоит посмотреть на зодиакальный свет через булавочное отверстие в бумаге, приставленное впритык к глазу, и он либо исчезнет полностью, либо станет гораздо менее заметен.

Зодиакальный свет – это свет, рассеянный пылевыми частицами, которые находятся в межпланетной среде и образуют облако эллипсоидальной формы с центром в Солнце (зодиакальное облако). Плоскость симметрии зодиакального облака близка к плоскости эклиптики (возможно, совпадает с ней). Концентрация пылевых частиц (N) убывает по мере удаления от Солнца (N~r-1,3, где r – расстояние от Солнца) и от плоскости эклиптики.

Как показали измерения, выполненные при помощи космических аппаратов, основная часть пыли, обусловливающая зодиакальный свет, расположена между Солнцем и кольцом астероидов. В плоскости эклиптики на расстоянии 1 а.е. от Солнца плотность пыли около 3*10^-23 г/куб.см. Средний размер пылинок несколько мкм. Около 95% зодиакального света обусловлено частицами радиусом < 100 мкм.

Свет, рассеянный зодиакальным облаком, распространяется по всему небу и составляет около 15% всего излучения ночного неба в видимой области спектра. Распределение энергии в спектре зодиакалного света близко к солнечному. 3одиакальный свет частично поляризован. Степень поляризации и яркость зодиакального света изменяются с изменением углового расстояния от Солнца. Поляризационные и спектральные особенности зодиакального света объясняются физическими свойствами межпланетных пылинок (размером, структурой поверхности, альбедо, показателем преломления).

Распределение яркости зодиакального света в зависимости от углового расстояния от Солнца в основном определяется индикатрисой рассеяния пылевых частиц, которая имеет резкий максимум в области прямого рассеяния. Основные особенности противосияния могут быть объяснены наличием максимума на индикатрисе в области обратного рассеяния.

Однако остаются необъяснимыми некоторые детали в характере свечения противосияния. В первую очередь это касается изменения формы противосияния в течение ночи. С приближением противосияния к горизонту его форма изменяется от овальной к конической. При этом противосияние становится похожим на конус зодиакального света и называется ложным зодиакальным светом. Для объяснения этого явления выдвигались различные гипотезы (например, гипотеза пылевого или газового хвоста Земли), которые были отвергнуты. Явление ложного зодиакального света не имеет общепринятого объяснения.

Один из известных исследователей комет, Брайен Марсден, как-то пошутил: "Для человека с улицы Солнечная система состоит из Марса, колец Сатурна и кометы Галлея". Этим он, вероятно, хотел подчеркнуть, что астрономы обычно занимаются такими небесными объектами и явлениями, о которых неспециалисты, может быть, не имеют даже ни малейшего представления. И одно среди них – диффузное пылевое облако, в которое Солнечная система как бы погружена. Это облако сконцентрировано в плоскости эклиптики.

Так вот, зодиакальный свет – рассеяние на пылинках этого облака солнечного света. Подобное рассеяние ("рассеяние Ми", по имени ученого, его исследовавшего) происходит, когда размеры частиц не слишком малы по сравнению с длинной волны рассеиваемого света.

Любопытно тут вспомнить историю открытия природы зодиакального света. Каких только предположений не было высказано! И что зодиакальный свет, как и полярное сияние, явление чисто земное. И что это туманное кольцо, окружающее Землю и свободно висящее в пространстве между ней и Луной…Наиболее верным оказалось предположение, высказанное в начале XVII века французским астрономом Д.Кассини. Он сказал, что зодиакальный свет – это солнечная атмосфера, имеющая сильно приплюснутую форму и простирающаяся на огромные расстояния.

На первый взгляд может показаться непонятным, что общего между раскаленной солнечной плазмой и космической пылью. А дело в том, что солнечная корона, – то красивое жемчужное сияние, которое видно во время затмений, – состоит, как теперь знают астрономы, из двух компонент: К-короны и F-короны. Внутренняя К-корона – это действительно плазма, а внешняя F-корона состоит из пыли. Таким образом, зодиакальный свет и солнечная F-корона – это примерно одно и тоже.

Раньше думали, что зодиакальное облако сравнительно невелико. На самом же деле – и это доказали, в частности, американские "Пионеры" и "Вояджеры" – размеры его огромны…

Пока еще не все ясно, как это облако возникло. Оно не может быть просто остатком вещества, из которого образовалась Солнечная система, потому что его средний возраст всего около 80 тысяч лет. Зодиакальное облако не может быть также и частью межзвездного газопылевого комплекса – слишком велика его плотность. К тому же частицы пылевой материи дробятся при столкновениях и постепенно выпадают на Солнце, "выметаются" солнечным ветром. А здесь они сохраняются, значит, должен существовать механизм их восполнения. И похоже, что такой механизм действительно существует.

Расчеты показывают, что для постоянного пополнения потерь облака нужно 10-20 тонн вещества в секунду. Оказалось, что наблюдаемые потери массы всего лишь двух знаменитых комет – кометы Галлея и кометы Энке – сравнимы с тем, что требуется для поддержания зодиакального облака, плотность которого чрезвычайно низка. Любопытно, что английский ученый Д.Пойнтинг еще в прошлом веке назвал зодиакальный свет "пылью давным-давно погибших комет".

Возможно, что потери зодиакального облака в какой-то степени пополняет и пояс астероидов. В этом случае можно говорить о том, что зодиакальный свет порожден теми же частицами, что и хорошо знакомые всем метеоры. Только метеоры, наверное, каждый видел не раз, а наблюдать зодиакальный свет – редкая удача.

Зато на Луне наоборот. Там из-за отсутствия атмосферы не может быть метеоров, но зодиакальный свет во время полного солнечного затмения (а на Луне, как вы понимаете, солнечными затмениеми считаются те, которые на Земле в этот момент наблюдаются как затмения лунные) предстает во всей своей красе. К тому же еще "солнечное затмение" на Луне можно вызвать искусственно в любой момент лунного дня. Для этого достаточно закрыть Солнце экраном, например, монетой, которую вы будете держать перед глазами. Два светящихся клиновидных "крыла" по обе стороны от затменного Солнца – это и есть зодиакальный свет.

Вернемся, однако, на Землю. Когда и при каких условиях можно наблюдать зодиакальный свет на Земле? Главное условие, как мы уже говорили, это исключительно темное, чистое небо и предпочтительно южные широты. Любой далекий фонарь будет помехой. Могут помешать наблюдениям даже яркие планеты – Венера или Юпитер. А так как зодиакальный свет ярче всего у горизонта, то помехой для наблюдений будут и низкие облака, и далекие городские огни. Зато уж если посчастливится увидеть зодиакальный свет при идеальных условиях, то он будет по блеску в три раза превосходить Млечный путь.

"Пирамида" – наиболее доступная для наблюдений часть зодиакального света – по высоте обычно тянется на 60-80 градусов, а по ширине, у горизонта, по обе стороны от Солнца – на 20-30 градусов. Жителям северного полушария для вечерних наблюдений больше всего подходят февраль и март. В это время "ложная заря" проходит через созвездия Рыб, Кита и Овна и вершиной своей доходит приблизительно до Плеяд и Гиад. А утром – в октябре – ноябре, когда почти в середине "клина" блистает Регул, а сам "клин" проходит через Льва, Рака и Близнецов.

Чтобы не спутать зодиакальный свет с обычной зарей, полезно знать: зодиакальный свет появляется только тогда на небе, когда уже нет (или еще нет) вечерней или утренней зари (Солнце не менее чем на 18 градусов под горизонтом).

Любители астрономии могут наблюдать зодиакальный свет не менее успешно, чем профессионалы, поскольку это как раз тот редкий случай, когда можно обойтись и без специального оборудования. Телескоп не помогает такого рода астрономическим наблюдениям, а лишь мешает им. В телескоп "ложную зарю" увидеть невозможно. Ровно как невозможно увидеть противосияние, о котором мы здесь тоже скажем несколько слов.

Противосиянием называется туманное светлое пятно, которое иногда можно увидеть в диаметрально противоположной Солнцу точке небесной сферы. Это одно из наиболее труднодоступных для наблюдений астрономических явлений. Противосияние – результат рассеяния солнечного света пылинками, расположенными в противоположной Солнцу точке. В рассеянии еще участвуют и частицы земной атмосферы (молекулы, ионы), которые "пригнали" туда солнечный ветер и давление солнечного света.

Размеры светового пятна около 10-20 градусов в поперечнике. Свечение слабое, практически на пороге возможностей человеческого глаза. Отчетливо оно выделяется лишь при фотометрических измерениях. Казалось бы, лучшее время для наблюдений противосияния в северном полушарии – зима, когда ночи долгие и темные, а точка, противоположная Солнцу, занимает наивысшее положение на небе. Но это не так, потому что именно зимнее небо богато яркими звездами, а само противосияние проецируется на Млечный Путь около созвездий Близнецов и Тельца. Октябрь – вот, пожалуй, один из самых удобных месяцев для наблюдений: противосияние находится в бедной яркими звездами области Рыб.

Итак, попытайтесь увидеть "фантом ложной зари" и противосияние. Пусть вас вдохновляет мысль о том, что изучение зодиакального облака имеет немалое теоретическое и практическое (для космонавтики) значение. Исследованию природы этого небесного явления посвятил многие годы известный советский астрофизик В.Г.Фесенков.

Зодиакальный свет возникает вследствие рассеяния солнечного света частицами космической пыли, в основном сосредоточенными в пространстве между орбитой Земли и Солнцем. Частицы пыли, находящиеся «снаружи» земной орбиты, отражают небольшое количество света назад, в направлении Солнца и Земли. (По мнению ученых, малая интенсивность отраженного космическими пылинками света объясняется их небольшими размерами и очень темным цветом.) Тем не менее в точке эклиптики, диаметрально противоположной Солнцу, заметно слабое светящееся пятно небольших размеров, которое называют противосиянием.

Существует очень слабая полоса света, как бы соединяющая области зодиакального свечения и противосияния, но без специального оборудования увидеть ее нелегко, лишь в редких случаях это удается наблюдателям с острым зрением.

Самая заметная область зодиакального света сравнима по яркости с центральной частью Млечного Пути. Поэтому ее можно заснять на обычную пленку с помощью неподвижной или следящей фотокамеры при продолжительности экспозиции 10-30 мин.

На фотографии вы обнаружите, что область, охваченная зодиакальным светом, у основания значительно протяженнее и шире, чем кажется невооруженному глазу. Чтобы получить более полное представление о распределении зодиакального света, необходимы широкоугольные объективы: по возможности используйте объектив с фокусным расстоянием менее 24 мм (для камеры с 35-миллиметровой пленкой). При фотографировании следите, чтобы фон неба и утренние сумерки не забивали зодиакальный свет и не уменьшали его контрастности.

Фотографирование противосияния требует более длительных экспозиций; в остальном же здесь возникают примерно те же трудности, что и яри фотографировании зодиакального света. Чтобы получить достаточно хорошее изображение такого слабого и низкоконтрастного объекта, как противосияние, необходимо использовать камеру с широкоугольным объективом.

Зодиакальный свет можно спутать с рядом атмосферных явлений, многие из которых обусловлены свечением пыли, выбрасываемой в верхние слои атмосферы при извержении вулканов. Обычно такие атмосферные свечения, как и сумерки, по форме напоминают дугу окружности с центром в Солнце и этим отличаются от специфического распределения зодиакального света, суживающегося в виде конуса.

До сих пор не найдено удовлетворительного объяснения существованию пылевого облака вокруг Земли, но космическое его происхождение не подлежит сомнению. На высоте 2000-3000 км в экзосфере Земли пыль и газ содержатся примерно в равном количестве (по массе). Еще выше, при переходе в межпланетное пространство, число пылевых метеорных частиц, как мы видели выше, резко уменьшается. Но и здесь они проявляют себя заметным образом в оптическом явлении зодиакального света.

Зодиакальный свет наблюдают либо вечером на западе после захода Солнца, либо утром до его восхода на востоке, в виде слабого сияния, имеющего форму треугольника, наклоненного к горизонту и расположенного своей медианой вдоль эклиптики (так как эклиптика проходит по созвездиям зодиака, то становится ясным, откуда взялось название «зодиакальный»).