зодіакальне світло
Зодіакальне світло - слабке світіння неба, що тягнеться уздовж екліптики, тобто в області Зодіаку, з чим і пов'язана назва цього явища. Зодіакальний світло можна бачити лише в ясні безмісячні ночі далеко від міських вогнів. Візуально він зазвичай виявляється на кутовій відстані від 30 ° до 90 ° від Сонця. В екваторіальних областях Землі світіння стає помітним в західній частині неба невдовзі після настання темряви, приблизно через годину після заходу Сонця. Воно має вигляд конуса, звужується з видаленням від горизонту, поступово втрачає яскравість і переходить в зодіакальну смугу - слабо світиться смугу завширшки майже 10 °, ледь помітний на тлі нічного неба і тягнеться уздовж всієї екліптики, поєднуючи собою обидві гілки зодіакального світла - західну і східну . В області неба, протилежної Сонцю, зодіакальна смуга кілька розширюється і її світіння посилюється, створюючи протівосіяніе. В кінці тропічної ночі, перед світанком на сході з-за обрію з'являється вершина конуса, і зодіакальний світло піднімається все вище. За годину до сходу сонця небо починає світлішати, і слабкий зодіакальний світло стає непомітний.
Явище зодіакального світла відомо з давніх-давен: про нього знали в Єгипті, Греції і на Сході. Біруні називав його «помилковою зорею» або «вовчим хвостом». Уважний спостерігач природи Олександр Гумбольдт в своєму колосальному праці Космос (М. 1853 т. 3, с. 134) докладно описав зодіакальний світло:
«Хто довго жив в поясі пальм, той назавжди збереже приємний спогад про солодкому сяйві, яким пірамідально підіймаються зодіакальний світло осяває частина одно тривалих тропічних ночей. Я бачив його блискучим набагато яскравіше, ніж Чумацький Шлях в Стрільці, не тільки в рідкісної і сухий атмосфері Андских вершин на висоті дванадцяти або чотирнадцяти тисяч футів, але також в безмежних лугових рівнинах Венеcуели, на морському березі, під вічним ясним небом Кумани. Абсолютно особливу принадність набувало це явище, коли маленьке хмарка закривало частку зодіакального світла і різко виділялося на світлому фоні. »
У новий час зодіакальний світло почали спостерігати і описувати з середини 17 ст. Першим це явище детально вивчив і правильно витлумачив французький астроном Жан Домінік Кассіні в 1683. Він вважав причиною зодіакального світіння сонячне світло, розсіяне дрібними частинками речовини, що рухаються між орбітами Венери і Марса в площині планетних орбіт.
Розподіл енергії в спектрі зодіакального світла близько до сонячного. Як і в спектрі Сонця, в ньому є лінії поглинання. Оптичне випромінювання зодіакального світла частково поляризоване. У свій час вважалося, що поляризація (див. ОПТИКА) вказує на розсіювання вільними електронами міжпланетної середовища, але пізніше було показано, що в розсіянні світла, в основному, винна міжпланетна пил, яка теж дає поляризацію, але зате не замиває фраунгоферових ліній Сонця, присутніх в спектрі зодіакального світла.
Джерелом дрібних частинок, що заповнюють Сонячну систему, служать руйнуються ядра комет і зіткнення тіл в поясі астероїдів. Найдрібніші частинки поступово наближаються до Сонця в результаті ефекту Пойнтінга - Робертсона; він полягає в тому, що тиск сонячного світла на рухому частку спрямоване не точно по лінії Сонце - частинка, а в результаті аберації світла відхилено тому, проти швидкості частинки і тому гальмує її рух. Падіння дрібних частинок на Сонці компенсується їх постійним виробництвом, так що в площині екліптики завжди існує скупчення пилу, що розсіює сонячні промені.
Дослідження зодіакального світла становить науковий інтерес, оскільки дає можливість отримати відомості про глобальне розподілі пилу в міжпланетному просторі. Зодіакальний світло досліджують фотометрически і спектрально з поверхні Землі, а також з космічних апаратів, дані яких вільні від впливу земної атмосфери. Оптичні дослідження спільно зі спостереженнями в інфрачервоному діапазоні показали, що пилові частинки концентруються біля Сонця у вигляді елліпсоідоподобного хмари (зодіакальне хмара), щільність пилу в якому падає в міру віддалення від Сонця і від площини екліптики.
Поблизу Сонця зодіакальний світло переходить в F-корону Сонця (фраунгоферові, або пилова корона), яку видно лише при повному сонячному затемненні. Її відрізняють від К-корони (від нім. Kontinuum), що виникає внаслідок розсіювання сонячного випромінювання на вільних електронах корональної плазми. Спектр К-корони безперервний, оскільки фраунгоферові лінії фотосферного спектра Сонця розмиті через ефект Доплера при розсіянні на швидких електронах корони, що має температуру близько мільйона кельвінів. Навпаки, в спектрі F-корони присутні фраунгоферові лінії, що не замиваються при розсіянні світла на повільно рухаються пилюки. За межею 10 радіусів Сонця F-корона переходить в зодіакальний світло. Його яскравість зі зростанням кутової відстані від Сонця швидко падає, але в антісолнечной точці екліптики вона знову посилюється, утворюючи протівосіяніе; це викликано тим, що дрібні пилові частки інтенсивно відбивають світло назад.
Спостерігаючи в передранкові години наближення протівосіянія до горизонту, деякі астрономи відзначали явище «помилкового зодіакального світла», значно менш яскравого, ніж справжній, і до того ж знаходиться над протилежною стороною горизонту. У тропіках помилковий зодіакальний світло спостерігається частіше, ніж в середніх широтах.
Хоча в 20 в. обговорювалося кілька альтернативних гіпотез походження описаних вище небесних оптичних явищ, дослідження з борту міжпланетних апаратів остаточно прояснили проблему. Зодіакальний світло, зодіакальна смуга і протівосіяніе представляють собою прояв одного і того ж фізичного процесу - розсіювання сонячного світла на частинках міжпланетної пилу. При цьому область найбільш інтенсивного розсіювання, а отже, і ділянки нічного неба з найбільшою яскравістю проектуються на зодіакальні сузір'я. Однак це не означає, що в інших місцях нічного неба немає такого випромінювання. Як показали точні фотометричні вимірювання, світло Сонця, розсіяний міжпланетної пилом, присутній у всіх ділянках нічного неба.
Гінділіс Л.М. Пилова матерія в міжпланетному і навколоземному просторі. - В кн. Космос. Вип. 2. М. Наука, 1965
Міннарт М. Світло і колір в природі. М. Наука, 1969
Роч Ф. Гордон Дж. Світіння нічного неба. М. Світ, 1977
Діварі Н.Б. Зодіакальний світло і міжпланетна пил. М. Знання, 1981
Звєрєва С.В. У світі сонячного світла. Л. Гидрометеоиздат, 1988