Кіріспе

Планеталық сәуле – планетадан шағылған күн сәулесі арқылы, планетаның орбитасында айналып жүрген айдың қараңғы жағының толық немесе бір бөлігінің жарықтануы. Планеталық жарық – планетадан шашыраған күн сәулесінің көрінуі, оның альбедосын өлшеуге болады. Планеталық жарықтың ең көп байқалатын және танымал мысалы – Айдың бетіндегі жер сәулесі, ол Ай фазасы жарты ай немесе жаңа ай кезінде, күндізгі аспанның атмосфералық жарықтығы болмағанда, Жердің түнгі жағынан жақсы көрінеді. Әдетте, бұл Айдың қараңғы жағын әлсіз жарықпен жабады. Планеталық жарық Күн жүйесінің басқа да аймақтарында да байқалған. Мысалы, "Кассини" ғарыш зонды Сатурнның сәулесін планетаның айларын суретке түсіру үшін пайдаланды, тіпті олар тікелей күн сәулесін шағылыстырмаған кезде де. "Жаңа горизонттар" ғарыш зонды да Харонның сәулесін Плутонның қараңғы жағындағы альбедоның өзгерістерін анықтау үшін қолданды. 510 жылы жерорталық модельді қолданғанмен, үнді математигі және астрономы Ариабхата планеталар мен айлардың өздеріне жарық жоқ екенін, олар күн сәулесін шағылыстыру арқылы жарқырайтынын алғаш рет дұрыс түсіндірді, бұл туралы "Ариабхатия" еңбегінде жазылған.

Жер шары

Жердің жарығы – Айдың түнгі жағында шағылысқан жердің жарығы. Оны Айдың күлдей жарқырауы немесе «жаңа Ай ескі Айды құшағында ұстаған» деп те атайды. Жердің жарығы айдың (өсу немесе кему) фазасында, жаңа айдан бірнеше түн бұрын, бірнеше түнге дейін жақсы көрінеді. Ай фазасы Жерден қарағанда жаңа болған кезде, Жер Айдан толыққандай күн сәулесінде көрінеді. Күн сәулесі Жерден Айдың түнгі жағына шағылысады. Түнгі жақ әлсіз жарқырайды, ал Айдың бүкіл дискісі сәл жарықтанады. Леонардо да Винчи бұл құбылысты 16 ғасырдың басында Жер мен Айдың бір уақытта күн сәулесін шағылыстыратынын түсінгенде түсіндірді. Жарық Жерден Айға, ал содан кейін Жерге жердің жарығы ретінде шағылысады. Жердің жарығы Жердің қазіргі альбедосын анықтауға көмектеседі. Бұл деректер жаһандық бұлттылықты талдау үшін қолданылады, ол климат факторы болып табылады. Мұхиттар жарықтың ең аз бөлігін шағылыстырады, шамамен 10%. Құрлық күн сәулесінің 10–25% -ын шағылыстырады, ал бұлттар шамамен 50% -ын шағылыстырады. Осылайша, Жерде күндізгі бөлік және Ай көрінетін жер, Айдағы жердің жарығының қаншалықты жарқын көрінетінін анықтайды. Жердің жарығын зерттеу арқылы Жердің бұлт жамылғысының уақыт өте келе қалай өзгеретінін көрсетуге болады. Алдын ала нәтижелер 1985 және 1997 жылдар аралығында бұлтты жамылғының 6,5% -ға төмендегенін, ал 1997 және 2003 жылдар аралығында сәйкесінше өскенін көрсетті. Бұл климатты зерттеуге, әсіресе жаһандық жылынуға қатысты маңызды әсер етеді. Барлық бұлттар альбедоның артуына себеп болады, бірақ кейбір бұлттар жылуды ұстап алып, одан көп жылуды шағылыстырмайтындықтан жылуды күшейтеді, ал басқалары көбірек сәулеленуді шағылыстырып, жылуды ұстамайтындықтан салқындату әсерін тигізеді. Жердің альбедосы өлшеніп өсіп жатқанмен, тұтқындалған жылу мөлшеріне қатысты белгісіздік болғандықтан, оның жаһандық температураға тигізері жалпы әсері әлі де анық емес.

Артқа қарастыру

Жердегі, Айдағы және басқа да денелердегі белгілердің белгілі бір дәрежеде кері шағылыстыру қасиеттері бар. Оларға түскен жарық кері шашырап, немесе басқа бағыттарға қарағанда, қайдан келсе сол бағытқа қарай басымдықпен қайтарылады. Егер жарық Күннен келсе, ол Күнге және оған жақын бағыттарға қарай басымдықпен шағылысады. Мысалы, Ай толық ай фазасында болғанда, жарықты Күнге және Жерге қарай, яғни шамамен бірдей бағытта шағылыстырады. Сондықтан Жерден қарағанда, толық Айдың жарығы барлық бағытта біркелкі шашыраған жарықтан гөрі жарқырақ көрінеді. Сол сияқты, жаңа ай кезінде Жерден Күнге және Айға қарай кері шашыраған, содан кейін Айдан Жерге қарай қайта шашыраған күн сәулесі, кері шағылысу эффектісі болмағандағыдан гөрі Жерден қарағанда әлдеқайда жарқырақ көрінеді. Кері шағылысу шағылыстыратын беттегі мөлдір материалдан жасалған сфералардың арқасында пайда болады. Жарық мөлдір сфераға түскенде, басымдықпен шағылысып, сындырылып, сфераның ішіндегі жолмен кірген бағыты бойынша шығады. Жердегі сфералар – бұлттардағы су тамшылары. Ал Ай бетінде көптеген қатты, шыны тәрізді сфералар табылады. Олардың соққылар кезінде пайда болған балқыған материалдың тамшыларынан пайда болғаны, салқындап, қатып, қайтадан бетке түскені саналады.

Жаңбырлы шамы

Күн сәулесі планетаның сақина жүйесінен планетаға немесе планетаның серіктеріне шағылысқанда пайда болады. Бұл құбылыс Кассини орбиталық станциясы түсірген көптеген суреттерде көрініс тапқан.

Жерге ұқсас планеталарды іздеу

Жерге ұқсас планеталарды табуға маманданған NASA-ның Navigator бағдарламасы ғалымдары Жерге ұқсас планеталарды табу (TPF) миссиясын іске қосуды қолдады. TPF жұлдыздардың айналасында орналасқан планеталардан шағылысқан жарықты анықтап, оларда тіршілік болу мүмкіндігін зерттейді. Ол су, оттегі, метан сияқты планеталардан шығатын жарық белгілерін табу үшін жетілдірілген телескоптарды пайдаланады. Еуропалық ғарыш агенттігі де «Дарвин» деп аталатын ұқсас миссияны қарастырып жатыр. Бұл миссия да планеталардың жарығын зерттеп, тіршілік белгілерін анықтауға бағытталған. Көптеген дәстүрлі астрономиялық міндеттерден өзгеше, осы миссиялар үшін ең үлкен қиындық – әлсіз планетадан жеткілікті фотондарды жинау емес, керісінше, өте жарқын жұлдызға тым жақын орналасқан әлсіз планетаны анықтау. Жерге ұқсас планета үшін планета мен оның жұлдызы арасындағы контраст қатынасы термиялық инфрақызыл сәуледе шамамен ~10−6 – 10−7, ал оптикалық/жақын инфрақызыл сәуледе ~10−9 – 10−10 құрайды. Осы себепті «Дарвин» және «Жер планетасын іздеуші I» термиялық инфрақызыл сәулемен жұмыс істейді. Дегенмен, жер планеталарын оптикалық/жақын инфрақызыл сәуледе іздеудің артықшылығы бар, себебі дифракция шегі белгілі бір өлшемдегі телескоп үшін кішірек бұрышқа сәйкес келеді. Сондықтан NASA оптикалық (және жақын инфрақызыл) толқын ұзындықтарын пайдаланып жер планеталарын іздеу және зерттеу үшін «Жер планетасын іздеуші C» миссиясын жүзеге асырып жатыр. Осы миссияларға дайындық ретінде астрономдар Жердің шағылысқан жарығын (earthshine) егжей-тегжейлі зерттеді, өйткені ол Жерден шағылысқан жарықтың спектроскопиялық сипаттамаларын сақтайды. Астрономдар Жердің шағылысқан жарығын өлшеу арқылы өсімдіктерге тән қызыл жиекті (red edge) анықтау мүмкіндігіне ерекше назар аударды. Егер экзопланетадан келген жарықта осындай спектрлік белгі анықталса, ол өте қызығушылық тудырады, себебі ол жарық энергиясын жинауға қабілетті организмдердің болуымен байланысты болуы мүмкін. Қызыл жиек Жердегі тіршілікті Жердің шағылысқан жарығын зерттеу арқылы тікелей анықтаудың ең оңай жолы болғанымен, басқа планетадағы тіршілікке байланысты ұқсас белгіні түсіндіру өте қиын болуы мүмкін, себебі спектрлік белгінің толқын ұзындығы алдын ала белгісіз (көптеген атомдық немесе молекулалық спектрлік белгілерден айырмашылығы).