Ложная заря над Сочи: что светится перед рассветом и когда его искать

В начале ноября в Сочи Солнце встаёт в седьмом часу утра. В пять оно ещё примерно на 23 градуса ниже горизонта, а астрономическая ночь по таблицам кончается, когда Солнце поднимается к отметке в 18 градусов: пока оно глубже, небо должно быть тёмным. Но в ясное безлунное утро над восточным краем неба стоит бледный клин света, широкий у основания и сужающийся кверху, без единой резкой границы. Это не рассвет и не огни за хребтом. Это зодиакальный свет, он же «ложная заря»: солнечные лучи, рассеянные облаком космической пыли.

Ложная заря на панораме ESO: зодиакальный свет пересекает центр Млечного Пути (фото: ESO/P. Horálek, Wikimedia Commons, CC BY 4.0)

Облако в плоскости планет

Мысль о пылевом облаке высказал Кассини в 1683 году, и за три с лишним столетия она не поколебалась. Облако тонкое, похожее на линзу, и лежит в плоскости эклиптики, там, где проходит видимый путь Солнца и ходят планеты. Тянется оно от окрестностей земной орбиты примерно на две астрономические единицы, то есть вдвое дальше от Солнца, чем мы, чуть за Марс. Дальше гравитация Юпитера служит барьером.

Зодиакальный свет над горизонтом Луны на снимках экипажа Аполлона-15 с лунной орбиты: без атмосферы он виден отчётливо (фото: James Stuby based on NASA images, Wikimedia Commons, Public domain)

Частицы мелкие, по современным оценкам от десяти до трёхсот микрометров. Собственного света у пыли нет: спектр свечения совпадает со спектром Солнца, и линии Фраунгофера в нём не размыты. Значит, лучи рассеивает пыль, а не поток частиц солнечного ветра.

Чем ложная заря отличается от настоящей

Настоящая заря растекается по всему горизонту, и в ней появляются жёлтые и розовые тона. Зодиакальный свет собран в вытянутый треугольник вдоль эклиптики. Ярче всего он у горизонта и ближе к Солнцу, чем дальше, тем слабее, а в 90–100 градусах от Солнца его почти не различить. Название тоже по делу: клин стоит среди зодиакальных созвездий.

В лучшие минуты он ярче центральной части Млечного Пути, и NASA пишет, что его можно какое-то время принять за восход. Обман держится недолго. Когда начинается настоящая заря, клин тонет в её свете. В Сочи это происходит быстро: сумерки на этой широте короткие, и от начала астрономических сумерек до восхода в начале ноября проходит около полутора часов.

Почему над Сочи клин стоит круче

Угол, под которым клин поднимается над горизонтом, равен углу эклиптики к горизонту. Он максимален около равноденствий, и считается просто: 90 градусов минус широта плюс 23,4 градуса наклона земной оси. Для Сочи (43,6 градуса северной широты) выходит около 70, для Москвы (55,75 градуса) около 58. Это расчёт по формуле, а не чей-то замер.

Венера в конусе зодиакального света над западным горизонтом, март 2020 года (фото: Bautsch, Wikimedia Commons, CC0)

Любопытно, что 70 градусов — высота полуденного Солнца над Сочи в день летнего солнцестояния. Чем круче клин, тем быстрее он уходит вверх от дымки над горизонтом, и тем больше его видно.

Два окна в году

Нужны безлунная ночь и чистое небо. Что фаза луны решает больше, чем место, видно по разбору про звёзды с воды: с зодиакальным светом то же самое. В средних широтах клин лучше всего виден вечером весной и в конце ночи осенью. У сочинского берега это ещё и разное направление: осенью утреннюю версию надо искать на востоке, где стоят хребты и нижняя часть клина может уйти за гребень, а весной вечернюю на западе, над морем.

Зодиакальный свет вечером, Эрзурум, Турция, апрель 2017 года (фото: Er.rufai, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Осеннее окно ещё не закрыто, и самое тёмное утро выпадет на дни после новолуния 9 ноября 2026 года. Следующее придёт в конце зимы и весной 2027-го: вечером, когда сумерки уже кончились. Здесь это примерно через полтора-два часа после захода.

С палубы эти окна не поймать: прогулочные суда ночью не выходят, а клин виден только в тёмное время.

Что с ним делает побережье

Свечение слабое, и любая лампа его перебивает. Фонари набережных, окна, подсветка фасадов поднимают над городом оранжевый купол, а луна, даже неполная, стирает клин сама по себе. Над морем, к югу от берега, огней нет: до турецкого берега порядка трёхсот километров воды.

Зодиакальный свет и противосияние над телескопом Gemini North на Гавайях: так выглядит небо без городской засветки (фото: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/T. Slovins, Wikimedia Commons, CC BY 4.0)

Смотреть лучше с причала, мола или тёмного участка берега, повернувшись спиной к огням. Глазам нужно минут двадцать-тридцать, чтобы привыкнуть к темноте, и одного взгляда в экран телефона хватает, чтобы начать заново.

Иллюстрация: галечный берег в предрассветной темноте, над морем едва заметно светлеет небо

Откуда в космосе пыль, и при чём тут Марс

Пыль не вечная. Давление солнечного света медленно закручивает частицы по спирали к Солнцу, и облако держится лишь потому, что его пополняют. По расчётам Давида Несворного и Питера Дженнискенса 2010 года, больше 85 процентов вещества дали распавшиеся кометы семейства Юпитера, меньшая часть приходится на астероиды.

Про Марс известно меньше. Звёздная камера зонда «Юнона» на пути к Юпитеру снимала небо каждую четверть секунды и записала тысячи светлых штрихов. Оказалось, это крошки, которые пылинки выбивали из солнечных батарей на скорости порядка шестнадцати тысяч километров в час. Больше всего ударов пришлось на участок между Землёй и поясом астероидов, а модель с орбитой Марса сошлась с тем, как меняется зодиакальный свет. «Естественно думать, что Марс — один из источников этой пыли», — сказал в пресс-релизе NASA от 9 марта 2021 года Йоргенсен, разработчик этой камеры. Как пыль вырвалась из марсианской гравитации, учёные пока объяснить не могут. Это гипотеза одной группы.

Пятно напротив Солнца

В точке неба, противоположной Солнцу, лежит ещё одно слабое свечение: диффузное пятно диаметром около десяти градусов, то есть примерно в двадцать лунных дисков. Его открыл Брорзен в 1854 году, и называется оно противосиянием, или гегеншайном. Пыль та же, но свет здесь отражается назад, почти к Солнцу. Искать пятно надо на безлунном небе и желательно вне полосы Млечного Пути, иначе их не различить.

Противосияние над обсерваторией Паранал в Чили: слабая диагональная полоса, снимок 2007 года (фото: ESO/Y. Beletsky, Wikimedia Commons, CC BY 4.0)

Если выбирать одно окно из двух, то весеннее: вечером ложная заря стоит на западе, над морем, и хребет ей не мешает.