Объясняем природу «Алой Луны», которую можно будет увидеть уже 14 марта

Как появляется «Кровавая Луна»

Всего через 3 дня, 14 марта 2025 года состоится первое полное лунное затмение за последние два с половиной года. Многие задаются вопросом: почему Луна, которая обычно яркая и серебристая или желтоватая, во время затмения окрашивается в алые тона? Ответ на этот вопрос заключается в физических свойствах света и особенностях нашей атмосферы. Попробуем, что называется «на пальцах», разобраться, как именно происходит этот красочный феномен.

Свет, атмосферные слои и Земля

Начнём с того, что Луна сама по себе не излучает свет. Она светится за счёт отражения падающих на неё солнечных лучей. Когда Солнце освещает Луну, мы видим яркий лунный диск. Однако во время полного лунного затмения Луна попадает в тень Земли—точнее, в её полную тень.Рисунок, поясняющий принцип лунного затмения

Казалось бы, если Луна оказывается в тени, она должна исчезнуть с неба, однако наблюдается обратный эффект: она принимает странный красный оттенок.

Основная причина этого явления кроется в том, что нашу планету окружает атмосфера, состоящая из молекул газа, пылинок и капель воды. Атмосфера способна преломлять и рассеивают солнечный свет. Свет проходит через слои воздуха и, подвергаясь ряду процессов, достигает Луны. Однако не весь спектр солнечного света равномерно проходит через атмосферу.

Рассеяние Рэлея — ключ к красной Луне

Чтобы понять, почему Луна становится красной, вспомним явление, известное как рассеяние Рэлея, о котором мы писали ранее. Оно объясняет, почему дневное небо имеет голубой оттенок, а закат окрашивается в алые тона.

Суть явления состоит в том, что свет является электромагнитной волной и подобно обычным волнам по-разному взаимодействует с препятствиями. Для примера, хоть и сильно упрощённого, приведём аналогию с обычной водой: если волна большая, например, в шторм, то малое препятствие ей совсем не помеха – волна пройдёт его даже не заметив. Однако, если волна маленькая, а препятствие большое (например, огромная стена), то волна разобьётся и рассеется. Так же и «крупные» молекулы и частички пыли в атмосфере рассеивают коротковолновой синий свет гораздо сильнее, чем длинноволновый красный. Вот почему, когда мы смотрим днём в ясное небо, оно выглядит голубым: синий свет рассеивается повсеместно, в то время как оранжевый и красный достигают земли практически полностью.Иллюстрация рассеивания коротковолнового света (фиолетового и синего) в атмосфере

Но как это связано с лунным затмением? Во время прохождения солнечных лучей через атмосферу Земли они преодолевают огромную толщу воздуха, атмосферные частицы эффективно рассеивают фиолетовый, синий, голубой и зелёный свет. Таким образом, основное количество синего света «отфильтровывается» в пространстве, и остаётся преимущественно свет красного и оранжевого цвета.

Внимательный читатель задаст вопрос, почему же Луна становится красной не только по краям диска, а вся целиком? Всему «виной» преломлением света в атмосфере, когда лучи изгибаются и проходят различные траектории, прежде чем достичь Луны. За счёт этого атмосфера работает скорее как рассеивающая линза.

Красный свет — победитель на длинной дистанции

Представьте себе путь солнечного света как длинную поездку по извилистой дороге. Когда лучи проходят через атмосферу Земли, им приходится преодолевать огромные расстояния, особенно на периферии. За это время они «теряют» часть своего спектра: синий и зеленый цвета многократно переотражаются, рассеиваются и отклоняются от первоначального направления, а красный свет, как более устойчивый к рассеянию, продолжает своё путешествие. Именно благодаря этому эффекту Луна во время полного затмения оказывается окутана красными оттенками.Фазы "окрашивания" Луны во время затмения

Важно отметить, что яркость и оттенок красного цвета Луны во время затмения зависят от состояния атмосферы Земли. Если в воздухе много пыли, частиц пара или загрязнений (например, после извержения вулкана или в результате антропогенной деятельности), красный оттенок может стать ещё более ярким и насыщенным. Эти частицы усиливают рассеяние световых волн, отфильтровывая практически всё, что не относится к красному спектру. И наоборот, в чистой атмосфере эффект может быть менее заметным, и Луна может просто выглядеть более тусклой.

Возможно ли полное затемнение Луны

Ещё раз вспомним. Несмотря на то, что Луна оказывается в тени Земли, она никогда не исчезает с неба. Это связано с атмосферой Земли, которая, подобно огромной линзе, преломляет свет. Именно этот свет, прошедший через атмосферу, позволяет нам видеть затмеваемую Луну, окутанную красивыми красно-оранжевыми тонами.

Такая игра света является классическим примером взаимодействия макроскопических явлений с микроскопическими процессами. Несмотря на кажущуюся простоту, за ней стоят сложные физические взаимодействия, которые изучались многими учёными в течение столетий.

Эта удивительная картина напоминает нам, что даже в моменты кажущейся случайности и красоты природы, за ними скрывается строгий научный порядок.