Какого цвета Луна? Я вышел на улицу с этим вопросом.
Палитра Урана
Вся первая страница поисковика отвечает на этот вопрос однотипно. Когда Луна находится низко, свет от нее преодолевает большой слой атмосферы, поглощающий синий цвет, в результате чего Луна видится нам красной и оранжевой. Голубая Луна, воспетая Борисом Моисеевым, появляется из-за крупной пыли в воздухе, рассеивающий все цвета кроме голубого. В зените Луна светло-желтая, там небольшой слой атмосферы поглощает красный. Как получается фиолетовая - загадка природы, но механизм, очевидно, аналогичный.
Только это цвета не Луны, а воздуха. Солнце мы видим в таких же цветах, хотя его свет изначально белый для нашего зрения.
Палитра Аполлона
К счастью, люди посетили Луну и засняли процесс на цветные видеокамеры. На Луне нет атмосферы, поэтому можно посмотреть на наш спутник глазами очевидцев с близкого расстояния: цветное видео с миссии Апполон-16.
Поверить в цветность записи можно только приглядываясь к деталям: повязкам на плечах космонавтов, теплоизоляции. Почти все остальное грязно-серое, как вид из окна в Петербурге. Ну и качество записи не позволяет различать тонкие оттенки.
К счастью, поверхность по которой ходили туристы с Земли - лунный реголит был доставлен на землю и хорошо изучен. Лунный грунт это рыхлый, разнозернистый обломочно-пылевой слой, достигающий толщины нескольких десятков метров, без ярко выраженных слоев. Состоит из обломков вулканических пород, минералов, стекла и метеоритов. Цвет от тёмно-серого до чёрного, с включениями крупных частиц, имеющих зеркальный белый блеск. Частицы легко поднимаются вверх из-за ударного воздействия метеоритов и хорошо прилипают к любой поверхности, потому что активно электризуются. По утверждению Нила Армстронга и Базза Олдрина в земной атмосфере реголит имеет характерный запах гари.
Получается, во многих местах, Луна действительно 50 оттенков серого, а на вкус далека от сыра.
Забавный факт в том, что лунная пыль - источник мифа о гиперструктуре. Из-за реголита, поверхность очень быстро нагревается на солнце и остужается в тени, словно Луна из тонкой фольги сделана. Когда ученые предположили, что скорее Луна покрыта пылеватым песком, чем состоит из фольги, появилось опасение, что там вообще нет твердого ядра и ходить космонавты там не смогут, только плавать.
Что же, состав поверхности - ответ на загадку цвета Луны? Еще нет, ведь образцы взяты из некоторых мест, а как на счет всей поверхности целиком?
Палитра Селены
Тихая лунная ночь...
Слышно, как в глубине каштана
Ядрышко гложет червяк.
К счастью, созерцать Луну любил не только Басё, но и с 2009 года аппарат Lunar Reconnaissance Orbiter. Обсерватория составила полную цветную карту поверхности Луны при помощи камер, вместе с картой рельефа при помощи лазерного высотомера.
На самом деле, карта - компиляция множества изображений из центральных широт Луны (от 70° северной широты до 70° южной широты) и из разных частей спектра. Некоторые исходные изображения черно-белые, а сам цвет - результат работы модели, предсказывающий как человеческий глаз должен Луну без помех в виде расстояния, атмосферы и искажений камеры.
Это хорошие научные данные, но есть и другая компиляция. Астрофотограф Дарья Кава Мирза сделала компиляцию из 231 тысячи кадров снятых при помощи телескопа и получила обратную картину.
Палитра Феба
К счастью, помимо скомпилированных данных, существуют очень качественные однокадровые фотографии Луны сделанные при помощи фотоаппаратов, работающих на длинной выдержке и телескопов, автоматически следящих за выбранным объектом.
На снимке астрофотографа Рами Аммоуна мы можем рассмотреть и серо-коричневую гамму Орбитра и желтоватый блеск созданный атмосферой для объекта в зените и голубые, бордовые и даже желто-зеленые участки.
И все-таки она цветная! Настоящие ли это цвета? Цветовая насыщенность снимка немного увеличена, но геология Луны подсказывает, что это не «выдумка» камеры.
Более светлые поверхности - это лунные нагорья, которые называют материками, в то время как более темные области называют морями, несмотря на отсутствие жидкой воды. Материки бедны железом и богаты кальцием (вот откуда белый цвет), поэтому они светлее. Доминирующая порода в лунном нагорье называется анортозитом.
Лунные моря состоят из базальтов - темных вулканических пород, которые образуются в результате быстрого охлаждения лавы, богатой магнием и железом. Получается, лунные моря когда-то были морями из лавы.
Но базальты не всегда черные. Иногда они содержат оливин, который, как нетрудно догадаться, придает некоторым участкам Луны едва заметный оливковый оттенок. Так же серый реголит может иметь красные оттенки из-за оксида железа, а синие из-за содержания титана.
Спорные моменты
На сколько неплотной считалась поверхность Луны?
В видео мы рассказали об историческом факте, похожем на миф: раньше даже ученые не были уверены в наличии твердой поверхности на Луне. Однако, это могло прозвучать более категорично чем на самом деле. Луну не считали ни газовой, ни пыльной целиком, только не были уверены в толщине пылевого слоя на твердой поверхности. Впрочем, даже метровый слой невесомой пыли мог бы создать серьезные проблемы для высадки в ходе пилотируемой лунной миссии.
Геология Луны и Земли точно совпадают?
Из-за совпадения химического и изотопного состава одна из главных версий происхождения Луны - отделение от Земли после удара другого космического тела - Тейи. Но, в составе есть отличия. Например, на Луне есть гелий-3, а на Земле нет. Он может как образоваться после отделения, так и являться частью родной геологии планеты, что бросает тень на версию земного происхождения Луны. Ученые из Гарварда и Калифорнийского университета оценивают вероятность импактного происхождения спутника после столкновения Земли и Тейи как не превосходящую 10 %. Строго говоря, нельзя заявить о том что геология Земли и Луны совпадает. Максимум - они похожи.
Солнце восходит на Луне, а Земля?
В видео мы отметили, что на «темной» стороне Луны не темно, там восходит Солнце. В кратерах на полюсах должны быть места, куда не попадают солнечные лучи. Воду пытаются найти именно там. Но, восходит ли Земля над горизонтом Луны? Раз уж мы видим одну ее сторону, то и сами видны над одной точкой. Однако, Луна не прочно сидит в гравитационном захвате, а все время немного смещается. Это движение называют либрацией. Вполне возможно, есть кратер глядя из которого можно наблюдать восход и закат Земли, но это локальное событие.
Как итог, самый простой для наблюдения астрономический объект оказывается не так уж и прост. Обратить внимание на вышеописанные лунные нюансы подсказал нам Павел Шубин - ведущий канала Южный полюс Луны.
Автор статьи - физик Георгий Тимс для проекта «Физика для гуманитариев». При копировании, пожалуйста, указывайте авторство. Социальные сети проекта: Телеграмм канал, Ютуб канал
