Теневые полосы
Теневые полосы представляют собой тонкие волнистые линии чередующихся света и тьмы, которые можно увидеть движущимися и волнообразными параллельно на однотонных поверхностях непосредственно перед и после полного солнечного затмения . [1] Они вызваны рефракцией атмосферной турбулентности Земли. [2] солнечного серпа, поскольку он сужается до узкой щели, которая все больше коллимирует свет, достигающий Земли за минуту до и после полной полноты . [2] [3] [4]
Детальная структура теней обусловлена случайными закономерностями мелкой турбулентности воздуха , которые преломляют коллимированный солнечный свет, приходящий от узкого серпа затмения.
Быстрое скольжение полос происходит из-за смещения воздушных потоков в сочетании с угловым движением Солнца, проецирующегося на большие высоты. Степень коллимации света постепенно увеличивается по мере утончения полумесяца, пока солнечный диск не будет полностью закрыт и затмение не станет полным.
Звезды мерцают по той же причине. Весь свет, проходящий через атмосферу Земли, сталкивается с крошечными изменениями температуры, давления и влажности. Эти возмущения изменяют показатель преломления воздуха, так что свет проходит через бесчисленное множество крошечных призм. Таким образом, все небо по сути «танцует» хаотично в масштабе возмущений. Однако они настолько малы, что даже видимые диски планет (Венера, Юпитер и т. д.) больше «танцующего» масштаба, и поэтому их яркость кажется постоянной. Заметно страдают только звезды, потому что они находятся так далеко, что по сути представляют собой точки света. Вот почему астрономы иногда используют фразу: «Звезды мерцают, а планеты нет». Точно так же теневые полосы, по сути, представляют собой «мерцание» тонкого серпа Солнца в секунды, окружающие его полноту.
История
[ редактировать ]- В 1820 году Герман Гольдшмидт из Германии заметил полосы теней, видимые непосредственно перед и после полного затмения. [5] [6] [7]
- В 1842 году Джордж Б. Эйри , английский королевский астроном, впервые увидел полное солнечное затмение . Он вспоминал теневые полосы как один из самых ярких моментов: «По мере приближения всего объекта на стенах и земле было видно странное колебание света, настолько поразительное, что в некоторых местах дети бежали за ним и пытались поймать его руками». [8]
- В 1905 году Кэтрин Октавия Стивенс наблюдала полосы теней в начале полного затмения 30 августа в Кас-Катала, Майорка . «Что касается характера их внешнего вида и способа продвижения, то было замечено, что они неслись полетом одновременно быстрым и упорядоченным, не было никакого смешения волнистых линий друг с другом, а все они неслись в одном и в том же направлении в параллельном построении, пересекающем землю, как можно увидеть отражения водной волны на нижней поверхности лодки, только в случае с теневыми полосами, казалось, было более отчетливое выражение движения вперед ." Облака помешали наблюдениям после полноты. [9]
- В 2008 году британский астрофизик Стюарт Ивс предположил, что теневые полосы могут быть эффектом инфразвука , который включает в себя тень Луны, движущуюся со сверхзвуковой скоростью и вызывающую атмосферную ударную волну. Однако профессор астрономии Барри Джонс, эксперт по теневым полосам, [10] заявил: «[Принятая] теория работает; нет необходимости искать альтернативу». [11]
- В 2024 году студенты Питтсбургского университета разработали эмпирический тест для сбора доказательств как теории атмосферной турбулентности, так и теории лунной щели Ивс. [12] Испытание атмосферной турбулентности включало использование высотного шара с погодными приборами для измерения взаимосвязи между влажностью, температурой и барометрическим давлением в атмосфере и теневыми полосами на земле. Проверка альтернативной теории включала отправку еще одного высотного аэростата на высоту 90 000 футов над Конканом, штат Техас, чтобы обнаружить световые узоры, указывающие на теневые полосы за пределами атмосферы.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эффекты во время полного солнечного затмения. Архивировано 30 июля 2012 г. на archive.today.
- ^ Jump up to: а б Дж. Л. Кодона (1986). «Теория мерцаний полос тени затмения» . Астрономия и астрофизика . 164 (2): 415–27. Бибкод : 1986A&A...164..415C . ISSN 0004-6361 . Проверено 18 июля 2017 г.
- ^ Джонс, Барри. «Объяснение Барри Джонса, Открытый университет» . Проверено 24 июля 2010 г.
- ^ Стриклинг, Вольфганг (26 января 2007 г.). «Страница наблюдений затмения Вольфганга Стриклинга в 2001 году» . Проверено 24 июля 2010 г.
Наилучшая теория возникновения теневых полос опубликована Кодоной в 1986 году [2]. Его теория тем временем принята большинством ученых. ...движение теневых полос вызвано ветрами на разных уровнях атмосферы .
- ^ Гильермье, Пьер; Кучми, Серж (1999). Полные затмения: наука, наблюдения, мифы и легенды . Издательство Спрингер . п. 151.
Феномен теневых полос – удача светлых и темных полос – несколько случайен. Немецкий астроном Герман Гольдшмидт был первым, кто заметил это сложное явление рефракции в 1820 году.
- ^ Маундер, Майкл Дж. де Ф.; Мур, Патрик (1998). «Затмения – Общие принципы». Солнце в затмении . Издательство Спрингер . п. 55.
Теневые полосы. В 1820 году немецкий астроном Герман Гольдшмидт первым заметил волнистые линии, видимые на поверхности Земли незадолго до ее полноты. Эти так называемые теневые полосы [...]
- ^ «Глава IX: Теневые полосы». Мемуары . Том. 41. Королевское астрономическое общество . 1857. стр. 40–41.
- ^ М. Литтманн, К. Уиллкокс, Ф. Эспенак: Тотальность: солнечные затмения, 2-е издание. Издательство Оксфордского университета. п. 119
- ^ Стивенс, Кэтрин О., Проблема «теневых полос», Журнал Британской астрономической ассоциации , том 16, № 2, 1906, стр. 60-62.
- ^ Джонс, Барри В. (1999). «Теневые полосы во время полного солнечного затмения 26 февраля 1998 года». Журнал атмосферной и солнечно-земной физики . 61 (13): 965–974. Бибкод : 1999JASTP..61..965J . дои : 10.1016/S1364-6826(99)00072-3 .
- ^ «Звук 'причина теневого зрелища' » . Новости Би-би-си . 21 мая 2008 года . Проверено 14 ноября 2009 г.
- ^ «Ученые получают еще один шанс изучить тайну солнечного затмения» . КУНК . 6 апреля 2024 г. Проверено 8 апреля 2024 г.