ВсОА 2015, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 21. Практический тур, 9 класс. IX.3. Многоликая Луна

• 1, 2, 6, 7 и 9

  Лунное затмение запечатлено на фотографиях 1, 2, 6, 7 и 9; на фото 3, 4, 5, 8 затмения нет.

(О.С. Угольников)

Чтобы отобрать те изображения, на которых Луна находится в затмении, выделим основные оптические свойства затмившейся Луны:

1. Красный цвет теневой части, хорошо заметный в полной теневой фазе, с беловатой каймой во внешней части тени. При этом Луна может иметь желто-красный цвет и вне затмения, если она находится низко над горизонтом;

2. Нерезкие, размытые края тени в частной фазе, в контрасте с резким терминатором обычной Луны в неполной фазе с четко заметными особенностями рельефа.

3. Граница имеет форму дуги круга, в отличие от «обычного» терминатора, имеющего форму половины эллипса, проходящего через полюса Луны.

4. Луна может попасть в тень или полутень только в полнолунии вблизи узла своей орбиты, то есть, не имея ощутимой либрации по широте.

Теперь разберем каждое из девяти изображений Луны на рисунке:

1. Луна полная, лимб нигде не содержит резких форм, связанных с рельефом. При этом слева виден край тени, имеющий круглую форму. Луна находится в полутеневом или частном теневом затмении с малой фазой.

2. Край света и тени нерезкий, не отображает рельефа и имеет форму дуги круга, не проходящего через полюса Луны. Это частное теневое затмение.

3. Серп Луны с резким терминатором, проходящим через полюса. На фото обычная растущая Луна, окрашенная в желтый цвет из-за атмосферных условий или эффектов фотосъемки.

4. Данный случай является наиболее сложным из всех представленных. Левая часть диска Луны ослаблена, но профиль не имеет круглой формы. Это потемнение может быть следствием наличия поглощения света в атмосфере или в оптической схеме фотокамеры. Главный признак того, что затмения на этой фотографии нет – ощутимая южная либрация Луны по широте. Это видно по сравнению с фото 1, а также по наличию изрезанного терминатора с формами рельефа у южного края. Такой полная Луна бывает при значительном удалении к северу от эклиптики. Затмение в таких условиях наступить не может.

5. Луна имеет ярко-оранжевый цвет, который может наступить при полном затмении. Однако в данном случае Луна располагается очень низко над горизонтом. На это указывает как далекий профиль земных гор, так и сильное сжатие лунного диска за счет явления рефракции. Луна в полном затмении (точно в противостоянии Солнцу) наблюдалась бы у горизонта на фоне сумеречного неба, и не была бы столь отчетливой (а скорее всего, была бы совершенно невидимой). Более того, Луна окрашена в оранжевый цвет однородно, чего не характерно для тени Земли. Затмения на данном фото нет, а покраснение Луны – следствие ее низкого положения над горизонтом и влияния земной атмосферы. У Луны на этом фото также заметна южная либрация по широте.

6. Луна вновь занимает невысокое положение над горизонтом (над крышей дома). При этом небо светлое, а граница света и тени на Луне не проходит через полюса (освещена южная часть диска Луны, как видно по форме морей). На этом фоне запечатлена Луна в частной фазе теневого затмения.

7. На этом фото Луна выглядит типично для полного затмения – тень красная с белой каймой с одного края. Обычная полная Луна, окрашенная локальным атмосферным ослаблением света, не могла бы быть такой из-за низкого положения над горизонтом. В этом случае ее диск был бы искажен аналогично фото 5.

8. Луна с терминатором в виде половины эллипса с отчетливо заметным рельефом. Это обычная растущая Луна с пепельным светом, вызванным ее освещением Землей. Затмения на фото нет.

9. Терминатор нерезкий. Хоть он и проходит вблизи полюсов Луны, он имеет форму дуги окружности. На фото – частное затмение Луны.

Итак, лунное затмение запечатлено на фотографиях 1, 2, 6, 7 и 9.