Зодиакальный свет над Гималаями

До рассвета еще далеко, Солнце глубоко под горизонтом, но на востоке уже поднимается бледный наклонный столб света. Он похож на первые признаки зари, хотя к утру отношения не имеет. Это зодиакальный свет, который с давних времен называют «ложным рассветом».

Кадр сделан в сентябре, незадолго до начала астрономических сумерек, во время звездной вечеринки в заповеднике темного неба Ханле. Заповедник находится в индийском Ладакхе, на высоте около 4500 метров.

Что такое зодиакальный свет

Солнечную систему заполняет разреженное облако мельчайших пылинок. Оно лежит примерно в той же плоскости, в которой обращаются планеты. Пылинки рассеивают солнечный свет, в том числе назад, в сторону Земли, и из темного места это рассеянное свечение видно невооруженным глазом.

Название связано с тем, где свечение проходит по небу. Плоскость пылевого облака совпадает с эклиптикой, видимым путем Солнца среди звезд. Поэтому свет тянется вдоль зодиакальных созвездий: конус у горизонта отмечает направление на Солнце, скрытое под Землей. Первое научное описание свечения оставил Джованни Доменико Кассини в 1683 году. Тогда же появилась догадка, что светится не воздух, а вещество в межпланетном пространстве.

Под по-настоящему темным небом зодиакальный свет не уступает Млечному Пути, а у горизонта бывает ярче его. В городе его не видно совсем: засветка полностью перекрывает такое слабое сияние.

Как выглядит зодиакальный свет

Широкий сиреневато-серый конус поднимается от восточного горизонта и наклоняется вправо, вдоль эклиптики. У самого его основания над склоном горит Юпитер. Если подняться по световой полосе выше, к центру кадра, можно найти рассеянное звездное скопление Ясли (M44) и желтоватую точку Марса.

Справа небо вертикально прочерчивает яркий метеор, а по всему полю разбросаны следы более слабых метеоров. На склоне стоят два шезлонга и столик: зрители наблюдают за зрелищем, ради которого поднялись на высоту 4500 метров.

Откуда берется пыль: версия с Марсом

Долгое время считалось, что пыль в межпланетное пространство поставляют в основном кометы и столкновения астероидов. Неожиданную альтернативу дал зонд NASA «Юнона» (Juno). По пути к Юпитеру он сам стал пылевым детектором, хотя для этого не создавался.

На «Юноне» стоят звездные камеры, которые определяют ориентацию аппарата по рисунку созвездий. Их разработал Йон Лейф Йоргенсен из Технического университета Дании. Он запрограммировал одну из камер сообщать обо всех объектах, которых нет в каталоге, надеясь поймать неизвестный астероид. Вместо этого камера прислала тысячи кадров с загадочными черточками. Сначала инженеры заподозрили утечку топлива. Оказалось иное: пылинки врезались в огромные солнечные панели зонда на скорости около 16 000 км/ч и выбивали из них субмиллиметровые осколки. Именно эти осколки и попадали в кадр.

Площадь панелей примерно в тысячу раз больше, чем у обычных пылевых детекторов. Это позволило впервые составить карту распределения пыли на пути от Земли к поясу астероидов. Облако обрывается примерно в двух астрономических единицах от Солнца, сразу за орбитой Марса: дальше пыль не пускают гравитационные резонансы с Юпитером. Пылинки, судя по всему, движутся по почти круговым орбитам, а единственное крупное тело на такой орбите в этой области – Марс. Модель, в которую подставили наклон и вытянутость марсианской орбиты, воспроизвела наблюдаемые особенности зодиакального света.

Результат был опубликован в 2021 году в Journal of Geophysical Research: Planets. Сами авторы признают, что пока не могут объяснить, как пыль вырывается из гравитации Марса. Многие исследователи по-прежнему считают главным источником пыли короткопериодические кометы, поэтому вопрос остается открытым.

Когда виден зодиакальный свет

В средних широтах Северного полушария есть два сезона. Осенью зодиакальный свет виден по утрам на востоке, за час-полтора до начала рассвета. Весной он виден по вечерам на западе, после окончания сумерек. В эти месяцы эклиптика стоит к горизонту круто, и световой конус поднимается высоко над дымкой. Сейчас как раз осенний сезон.

Для наблюдений нужны три условия. Первое – темное место вдали от городов. Второе – небо без Луны: по утрам ее нет в период от новолуния до полнолуния. Третье – чистый горизонт на востоке. Телескоп не понадобится: зодиакальный свет занимает десятки градусов, это объект для невооруженного глаза и широкоугольного объектива.

Источники

1. Jørgensen J. L. et al. Distribution of interplanetary dust detected by the Juno spacecraft and its contribution to the zodiacal light – Journal of Geophysical Research: Planets, 2021
2. Serendipitous Juno Spacecraft Detections Shatter Ideas About Origin of Zodiacal Light – NASA