Введение

Ночное небо — это вид небесных объектов, таких как звезды, планеты и Луна, в темное время суток на ясном небе между закатом и восходом солнца, когда Солнце находится за горизонтом. Естественными источниками света в ночном небе являются лунный свет, звездный свет и воздушное свечение, в зависимости от местоположения и времени. Полярные сияния освещают небо над полярными кругами. Иногда мощный выброс корональной массы с Солнца или просто высокий уровень солнечного ветра могут распространить это явление к экватору. Ночное небо и его изучение занимают важное место в истории как древних, так и современных культур. В прошлом, например, фермеры использовали положение небесных тел на ночном небе в качестве календаря для определения сроков посева. Многие культуры соединяли звезды в созвездия, связывая их с легендами и мифологией о своих божествах. История астрологии в основном основана на вере в то, что взаимосвязь между небесными телами влияет на события на Земле или объясняет их. Научное изучение объектов ночного неба происходит в рамках наблюдательной астрономии. Видимость небесных объектов в ночном небе ухудшается из-за светового загрязнения. Присутствие Луны исторически затрудняло астрономические наблюдения, увеличивая яркость неба. Однако с появлением искусственных источников света световое загрязнение стало растущей проблемой для наблюдения за ночным небом. Оптические фильтры и модификация осветительных приборов могут помочь уменьшить эту проблему, но для оптимальных наблюдений профессиональные и любительские астрономы ищут места вдали от городского свечения.

Яркость

Тот факт, что небо ночью не полностью темное, даже при отсутствии лунного света и городского освещения, можно легко заметить, поскольку если бы небо было абсолютно черным, было бы невозможно увидеть силуэт объекта на его фоне. Интенсивность яркости неба сильно меняется в течение дня, и основная причина этой яркости также различна. Днем, когда Солнце находится над горизонтом, преобладающим источником света является прямое рассеяние солнечного света (рассеяние Рэлея). В сумерках, периоде времени между закатом и восходом солнца, ситуация более сложная и требует дальнейшего разделения. Сумерки подразделяются на три стадии в зависимости от угла, на который Солнце находится ниже горизонта, с шагом в 6°. После захода солнца наступает гражданская сумеречная зона, которая заканчивается, когда Солнце опускается более чем на 6° ниже горизонта. Затем следует морская сумеречная зона, когда Солнце достигает высоты от -6° до -12°, после чего наступает астрономическая сумеречная зона, определяемая как период от -12° до -18°. Когда Солнце опускается ниже горизонта более чем на 18°, небо обычно достигает минимальной яркости. Можно выделить несколько источников внутренней яркости неба, а именно: воздушное свечение, косвенное рассеяние солнечного света, рассеяние звездного света и искусственное световое загрязнение.

Визуальная презентация

В зависимости от облачности, загрязнения воздуха, влажности и уровня светового загрязнения, звезды, видимые невооруженным глазом, предстают как сотни, тысячи или десятки тысяч белых точек света на почти черном небе, вместе с некоторыми слабыми туманностями или светящимися облаками. В древности звезды часто представлялись расположенными на одинаковом расстоянии на куполе над Землей, поскольку они находятся на слишком большом удалении, чтобы стереоскопическое зрение могло дать ощущение глубины. Видимые звезды различаются по цвету от голубого (горячего) до красного (холодного), но из-за своей малой яркости и размера большинство из них кажутся белыми, поскольку они стимулируют палочки, не активируя колбочки. Если особенно темно и необходимо рассмотреть особенно тусклый небесный объект, может помочь периферическое зрение. Подсчитать звезды на ночном небе без помощи невозможно из-за их огромного количества и отсутствия способа отслеживать уже посчитанные. Более того, слабые звезды могут появляться и исчезать в зависимости от направления взгляда наблюдателя, что еще больше усложняет подсчет. В результате создается впечатление необычайно обширного звездного поля. Поскольку для наблюдения за звездами лучше всего подходит темное место вдали от городского освещения, важно достичь и поддерживать адаптацию к темноте. Для того чтобы глаза привыкли к темноте, необходимой для наблюдения максимального количества звезд, требуется несколько минут, при этом окружающие наземные объекты трудно различить. Красный фонарик можно использовать для освещения звездных карт и деталей телескопа, не нарушая адаптацию к темноте.

Созвездия

Звездные карты создаются, чтобы помочь любителям астрономии определять созвездия и другие небесные объекты. Созвездия выделяются тем, что их звезды обычно ярче других ближайших звезд на небе. Различные культуры создавали различные группировки созвездий, основываясь на различных интерпретациях более или менее случайных скоплений звезд на небе. Созвездия определялись без учета расстояния до каждой звезды, а как будто все они – точки на небесной сфере. Орион – одно из самых заметных и узнаваемых созвездий. Большой Ковш (который имеет множество других названий) полезен для навигации в северном полушарии, поскольку он указывает на Полярную звезду. Полярные звезды особенны тем, что приблизительно расположены в направлении оси вращения Земли, поэтому они кажутся неподвижными, в то время как другие звезды вращаются вокруг них в течение ночи (или года).

Планеты

Планеты, названные в честь греческого слова, означающего «странник», ежедневно немного перемещаются по звёздному небу, описывая петли с временными масштабами, зависящими от длины года планеты или её орбитального периода вокруг Солнца. Невооружённым глазом планеты выглядят как светящиеся точки переменной яркости. Планеты светят благодаря солнечному свету, отражённому или рассеянному от их поверхности или атмосферы. Таким образом, относительное положение Солнца и Земли определяет яркость планеты. В телескоп или хороший бинокль планеты видны как диски, демонстрирующие конечный размер, и можно наблюдать вращающиеся вокруг них луны, отбрасывающие тени на поверхность планеты. Венера – самая заметная планета, часто называемая «утренней звездой» или «вечерней звездой», поскольку она ярче звёзд и часто является единственной «звездой», видимой на рассвете или закате, в зависимости от её положения на орбите. Благодаря своей яркости Венеру иногда можно увидеть даже после восхода солнца. Меркурий, Марс, Юпитер и Сатурн также видны невооружённым глазом в ночном небе.

Луна

Луна выглядит как серый диск в небе, с кратерами, видимыми невооружённым глазом. Её угловой размер, в зависимости от точного положения, составляет от 29 до 33 угловых минут – примерно размер ногтя на вытянутой руке, что позволяет легко её идентифицировать. В среднем за 29,53 дня Луна проходит полный цикл лунных фаз. Люди обычно могут определить фазу, глядя на Луну, с точностью до нескольких дней. В отличие от звёзд и большинства планет, свет, отражённый от Луны, достаточно ярок, чтобы быть видимым днём. Особенно впечатляющими бывают полнолуния во время заката или восхода солнца. Луна на горизонте подвержена лунной иллюзии, из-за которой она кажется больше. Свет Солнца, отражённый от Луны и проходящий через атмосферу, также окрашивает её в оранжевый и/или красный цвет.

Кометы

Кометы редко появляются на ночном небе. Кометы освещаются Солнцем, и их хвосты направлены от Солнца. Комета с видимым хвостом – довольно редкое явление, а так называемые великие кометы появляются примерно раз в десятилетие. Обычно их можно увидеть незадолго до восхода или после захода солнца, так как именно в это время они достаточно приближаются к Солнцу, чтобы хвост стал видимым.

Облака

Облака заслоняют вид других объектов в небе, однако различная плотность облачности оказывает разное воздействие. Очень тонкое перистое облако перед Луной может создать радужное кольцо вокруг неё. Звёзды и планеты слишком малы или тусклы, чтобы этот эффект проявился, и вместо этого лишь приглушаются (часто до полной невидимости). Более плотная облачность полностью скрывает небесные объекты, делая небо чёрным или отражая огни города. Облака часто находятся достаточно близко, чтобы создавать ощущение глубины, хотя их трудно разглядеть без лунного света или светового загрязнения.

Другие предметы

В ясные темные ночи в незагрязненных районах, когда Луна кажется тонкой или находится ниже горизонта, можно увидеть Млечный Путь – полосу, напоминающую белую пыль. Магеллановы Облака южного неба легко можно принять за земные облака (отсюда и название), но на самом деле это скопления звезд, расположенные за пределами Млечного Пути, известные как карликовые галактики. Зодиакальный свет – это свечение, наблюдаемое вблизи точек восхода и захода Солнца, вызванное взаимодействием солнечного света с межпланетной пылью. Гегенсхайн – слабое яркое пятно на ночном небе, расположенное в антисолнечной точке и вызванное рассеянием солнечного света назад межпланетной пылью. Вскоре после захода и перед восходом Солнца искусственные спутники часто выглядят как звезды – сопоставимые по яркости и размеру, но движущиеся относительно быстро. Спутники на низкой околоземной орбите пересекают небо за пару минут. Некоторые спутники, включая космический мусор, кажутся мигающими или демонстрируют периодические колебания яркости из-за вращения. Спутниковые вспышки могут быть ярче Венеры, яркими примерами являются Международная космическая станция (МКС) и спутники Иридиум. Метеоры редко прочерчивают небо. Во время метеорного потока их можно наблюдать в среднем один в минуту с нерегулярными интервалами, но в остальное время их появление – случайная неожиданность. Время от времени метеор оставляет яркий, мимолетный след на небе, и они могут быть очень яркими по сравнению с ночным небом. Самолеты также видны ночью и отличаются от других объектов на расстоянии благодаря мигающим навигационным огням.