Небесная пастораль

На этом панорамном фото запечатлен Млечный Путь над живописным средневековым поместьем во Франции. Фото © Julien Looten с сайта apod.nasa.gov, 21 февраля 2023 года, 22:00.

На этом панорамном фото запечатлен Млечный Путь над живописным средневековым поместьем во Франции. Чтобы получить такой снимок, астрофотографу Жульену Лутену (Julien Looten) понадобилось сделать 40 кадров в течение часа. На фоне молочной звездной дуги в левой части снимка хорошо заметно газопылевое облако Ориона, включающее туманность Петля Барнарда (красная полудуга на снимке), туманность Ориона (в нижней части внутри полудуги), молекулярное облако Шарплесс 264 (красное облачко над Петлей Барнарда), звездные ассоциации и другие объекты.

Прямо над шпилем замка Лосс (Château de Losse) виден Марс, а по диагонали правее и ниже расположены Плеяды в созвездии Тельца. Справа от Марса по прямой — туманность Калифорния в созвездии Персей. Ниже, над пирамидальными тополями, чуть правее, мы видим ближайшую к Млечному Пути галактику — туманность Андромеды. А в левой нижней части снимка по обе стороны от млечной дуги заметны двойные звезды Сириус (самые яркие звезды небосклона) и Процион.

Главный снимок с обозначением объектов

Полагаю, вам не терпится узнать, что за разноцветные полосы (их изогнутость обусловлена широким углом объектива) видны на переднем плане главного фото. Это ночное свечение атмосферы Земли. Лучше всего его наблюдать вдали от светового загрязнения и на высоте около 10° над горизонтом.

Ночное свечение возникает в верхних слоях атмосферы, где воздух более разреженный. Один из механизмов его возникновения — хемилюминесценция: испускание света (зеленого в данном случае) в результате реакции атомов азота и кислорода с образованием молекулы оксида азота (NO). Свободные атомы возникают в дневное время при диссоциации молекул под воздействием ультрафиолетового излучения. Атомы кислорода могут объединяться в молекулу O2 с излучением света с длиной волны, соответствующей синему цвету. А если не случилось столкнуться с «собратом», возбужденный атом кислорода возвращается в невозбужденное состояние, испуская энергию в виде зеленого либо красного света. Испускают свет также возбужденные атомы натрия, лития, гидроксильный радикал.

Излучение происходит на разных высотах, в результате получается разноцветный слоеный «пирог». Высота и толщина слоев могут изменяться, интенсивность излучения тоже. Поэтому, изучая свечение атмосферы, можно получать информацию о температуре, плотности, составе и других параметрах верхних слоев атмосферы. Изображение с сайта aurora.live

Кстати, полярное сияние возникает на тех же высотах, что и свечение атмосферы, и цвета похожие, однако возбуждаются атомы кислорода, азота и других газов электронами солнечного ветра. И формируются полярные сияния только на полюсах, собственное же свечение атмосферы наблюдается из космоса как обволакивающий землю цветной пузырь.

Вот так выглядят встретившиеся перед рассветом полярное сияние и собственное свечение атмосферы. Фото с сайта earthobservatory.nasa.gov, сделано с борта МКС 16 марта 2020 года, когда станция пролетала немного южнее Аляски

Другие планеты и спутники, у которых есть атмосфера, также окружены свечением. На дневной стороне Венеры происходит диссоциация молекул углекислого газа и азота, их атомы в результате циркуляции попадают на ночную сторону, где рекомбинируют с образованием молекулы кислорода и оксида азота. При этом испускается свет. Возбужденные атомы кислорода тоже испускают свет, возвращаясь в исходное состояние. Свечение атмосферы Марса происходит за счет рекомбинации атомов кислорода и азота с образованием оксида азота.

Астрофотограф Жульен Лутен вернулся на место съемки этого фото, облетевшего мир, спустя несколько недель, 14 февраля 2023 года. И через час после заката ему удалось запечатлеть другое интересное явление — зодиакальный свет. Он виден как светящийся эллипс над замком.

Ночное небо через час после захода солнца. Фото © Julien Looten с сайта, flickr.com, Франция, 14 февраля 2023 года, около 21:00

Согласно общепринятой гипотезе, зодиакальный свет — это освещенное солнцем облако космической пыли. Его направление совпадает с эклиптикой, на которой и расположены зодиакальные созвездия.