Nordijski izlazak Mjeseca

Nisu svi Mjesečevi izlasci jednaki. Sjajno nebesko tijelo nisko na horizontu može nam pokazati čitav niz optičkih učinaka, no često ih nam skrivaju sumaglica, prašina ili neka opća mutnoća tamo u daljini. Barem ovdje u Hrvatskoj. Ponekad imamo sreću pa nam se dogodi uistinu divan Mjesečev izlazak, a ako imamo još malo sreće, preko Mjeseca u tom trenutku preleti i avion.

Upravo je to pošlo za rukom fotografu Martinu Pezelju daleko na sjeveru, u Švedskoj. Fotografija u nastavku sama je po sebi fantastična, ali otkriva nam i ponešto detalja o načinu na koji svjetlost putuje kroz našu atmosferu.

Boja

Za početak, boja Mjeseca kad je nisko nad horizontom vezana je uz uzrok plave boje neba. Danju, kad je Sunce visoko na nebu, nebo osvjetljava njegova svjetlost raspršena na molekulama zraka. Zbog Rayleighjevog raspršenja, ta je svjetlost plava jer se kraće valne duljine (plave i ljubičaste) raspršuju jače od duljih (žutih i crvenih).

No kad je Sunce – ili u ovom slučaju Mjesec – nisko na nebu, njegova svjetlost mora proći kroz puno više zraka. Plava i ljubičasta toliko su raspršene da se izgube, a preostaju otpornije valne duljine: žute i crvene. Zato su nam nebeska tijela na horizontu crvenija; zato su i Sunčevi i Mjesečevi izlasci i zalasci crveni. Kako se penju, tako postupno gube crvenu i dobivaju svoju redovnu boju.

Vidi → Sunčev zalazak.

Oblik

Mjesec je na fotki primjetno izobličen. Ne samo da su mu rubovi “nazubljeni” nego je na donjem dijelu kao rastegnut. Kao da ga gledamo kroz vodu. To se događa iz dva razloga:

• Atmosfera je općenito nemirna, a pogotovo nad horizontom. Zrak je najgušći iznad tla, pa kad gledamo u daljinu gledamo kroz najgušći sloj zraka. Tu se događaju svakakve turbulencije, bilo zbog vjetra, bilo zbog zagrijavanja ili hlađenja površine. Svaki vlasnik teleskopa reći će vam da je uvjerljivo najteže promatrati objekte koji su izuzetno nisko nad horizontom. Osim toga, to i sami vidimo po treperenju zraka.
• Ovaj donji dio gdje se Mjesec čini vertikalno rastegnut posljedica je zračnog zrcaljenja ili miraža. Preciznije, iako nije pravi miraž, ovo je jedan od učinaka refrakcije koji zovemo “okomito rastezanje” (towering). Što se tu događa? Svjetlost se, kao što znamo, lomi na granici dvaju sredstava, recimo zraka i vode pa slamčica u čaši izgleda prelomljeno. Slojevi zraka u atmosferi različitih temperatura različite su i gustoće pa se i na njima svjetlost lomi, samo to čini suptilnije i preko velikih udaljenosti, ne tako oštro kao na površini vode. Zrake svjetlosti na granicama različitih slojeva zraka malo su svinute gore ili dolje. Tako dijelovi nebeskih tijela mogu postati malo rastegnuti ili zbijeni.

Crveni i zeleni rub

Ako pažljivije pogledamo fotografiju, primijetit ćemo da neki rubovi Mjeseca i njegovih kratera imaju čudnu zelenu ili crvenu boju. To nije greška objektiva kojim je snimljena nego još jedan optički učinak u atmosferi, isti onaj koji nam daje egzotični zeleni bljesak.

Vratimo se na lom svjetlosti. Preko velikih udaljenosti, zrake svjetlosti u atmosferi lagano se svijaju prema dolje – prema gušćem zraku. Ali to njihovo svijanje prati i zakrivljenost Zemlje pa je jedna od posljedica toga da su nam slike nebeskih objekata malo podignute u odnosu na njihove stvarne geometrijske položaje. Kad vidimo Sunce tik na horizontu, ono nam je u stvarnosti već zašlo i vidimo ga samo zbog toga što se svjetlost malo svine ispod našeg stvarnog horizonta.

Više: → Spljošteno Sunce

Stvar je u tome da se ne svijaju sve zrake svjetlosti jednako. Kraće valne duljine svijaju se jače od duljih. Plavih nema, previše su raspršene, pa nam među kraćim valnim duljinama preostaje zelena. Preko velikih udaljenosti kroz atmosferu zelena se svija samo malo jače od žute i crvene, ali dovoljno da Sunce i Mjesec na zalasku dobiju sasvim tanak gornji zeleni i donji crveni rub. Taj rub nije vidljiv golim okom i on sam po sebi nije zeleni bljesak.

Možemo razmišljati o tome na način da je Sunce na nebu preklopljena slika u svim bojama: crvenoj, žutoj, zelenoj itd. Kad je nisko nad obzorom, zbog različitog svijanja svjetlosti zelena slika Sunca sasvim je malo pomaknuta gore, a crvena dolje. Više o tome ovdje.

Tako i na ovoj fotki Mjeseca vidimo nekoliko zelenih i crvenih rubova. Nisu pravilno raspoređeni, ispremiješani su zbog turbulentne atmosfere i drugih, ranije spomenutih učinaka refrakcije koji izobličavaju sliku koja nam dolazi do oka.

I na kraju ostaje nam samo “špic” gore lijevo, na 10 sati. To je vrući trag koji avionski motori ostavljaju u hladnom zraku. I tamo se svjetlost savija – možemo reći da je to ekstremni slučaj treperenja zraka – pa ostaje takav vidljivi trag.