Co powoduje dziwny zielony błysk o zachodzie i wschodzie słońca na Ziemi?
Oto coś, co być może pamiętasz z zajęć z nauk o ziemi w szkole średniej: Gdy światło słoneczne — które wydaje się być czysto białe — przechodzi przez szklany pryzmat, załamuje się lub wygina. Różne długości fal światła są zaginane w różnym stopniu. W ten sposób pryzmat może rozłożyć promień białego światła na widmo tęczy.
Rozprzestrzenianie się kolorów refrakcji można zaobserwować w kiepskiej jakości lornetkach i teleskopach. W tak niedrogich instrumentach optyka ma tendencję do nieprawidłowego ustawienia, więc czasami zobaczysz pełnię księżyca z żółto-pomarańczowym odcieniem po jednej stronie i niebieskawym odcieniem po przeciwnej stronie.
Jeszcze raz jednak pamiętaj, że słońce, a także księżyc — ponieważ odbija bezpośrednie światło słoneczne z powrotem w kierunku Ziemi — tak naprawdę składa się ze „stosu” różnokolorowych obrazów. Być może pamiętasz fikcyjne nazwisko „Roy G. Biv”, w którym każda litera reprezentuje kolor w zestawie widmowym: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski, indygo i fioletowy.
Oczywiście zwykle oglądamy ten stos kolorów w tym samym czasie, tak aby wydawał się mniej lub bardziej biały.
Powiązany: Planeta Ziemia: wszystko, co musisz wiedzieć
Atmosfera może działać jak soczewka
Teraz, gdy słońce znajduje się blisko wschodniego lub zachodniego horyzontu, ziemska atmosfera zachowuje się podobnie do kiepskiej jakości optyki, oddzielając stos różnokolorowych obrazów. Zielone, a zwłaszcza niebieskie obrazy składają się z krótkich fal i są rozproszone w powietrzu. Czerwone i pomarańczowe obrazy składają się z długich fal, które są bardziej przenikliwe, w wyniku czego dają czerwone i pomarańczowe kolory widoczne podczas wschodu i zachodu słońca.
Ale są bardzo szczególne przypadki, kiedy niebo jest bardzo czyste i wyjątkowo przejrzyste, że bardzo mały wycinek zielonego obrazu można dostrzec, gdy najwyższa część słońca wschodzi lub zachodzi. To raczej rzadkie zjawisko znane jest jako „zielony błysk”. Zielony kolor powstaje w wyniku załamania światła w atmosferze, co powoduje, że obiekty w pobliżu horyzontu wydają się nieco wyższe na niebie niż są w rzeczywistości. Załamanie jest silniejsze dla światła niebieskiego i zielonego niż dla światła żółtego i czerwonego, więc niebieskie światło słońca jest uniesione nieco bardziej niż światło czerwone. Ten słaby pryzmatyczny efekt atmosfery skutkuje niebieskawymi lub zielonkawymi prążkami na górnej krawędzi Słońca — podobnie jak efekt oglądania Księżyca przez słabo ustawione instrumenty optyczne.
Współczesne obserwacje
O dziwo, pierwsze wzmianki o zielonym błysku pojawiają się stosunkowo niedawno — tylko w ciągu ostatnich 160 lat. Wydaje się to trochę dziwne, ponieważ można by pomyśleć, że wytrwali obserwatorzy nieba w starożytnych Chinach, Japonii i Babilonii zauważyliby to zjawisko.
Najwcześniejszy niekwestionowany naukowy zapis zielonego błysku został sporządzony przez „W. Swana” w 1865 r., Kiedy zobaczył „olśniewający szmaragdowozielony” błysk o wschodzie słońca nad odległą górą. Co ciekawe, Swan opublikował swoje obserwacje dopiero w 1883 r. — w tym samym roku, w którym ludzie na całym świecie donosili o widokach zielonych słońc i innych dziwnych zjawisk zachodzących po masowej erupcji wulkanu Krakatau.
Niektórzy uważają, że powieść Juliusza Verne’a z 1882 r. Le Rayon wer („Zielony promień”) zwrócił ogólną uwagę na to zjawisko, a wielki brytyjski matematyk, fizyk i inżynier William Thomson (znany w późniejszych latach jako Lord Kelvin) odniósł się do powieści Verne’a, kiedy pisał o zaobserwowaniu w 1899 r. rzadsze „niebieski błysk”, którego był świadkiem, gdy słońce wschodziło nad Mont Blanc w Szwajcarii.
Zjawisko wymijające
Aby podkreślić, jak nieuchwytny może być zielony błysk, chciałbym zaznaczyć, że jestem zapalonym obserwatorem nieba od ponad pół wieku i szukałem zielonego błysku przy wielu różnych okazjach, ale ostatecznie go dostrzegłem tylko dwa razy.
Pierwsza okazja miała miejsce rankiem 14 maja 1977 roku i została opisana w numerze sierpniowym 1977 roku. Niebo i Teleskop strony czasopisma 150-151). Ja i trzej inni kumple obserwujący gwiazdy przejechaliśmy około 30 mil (50 km) na wschód od Manhattanu do Caumsett State Park, rezerwatu ptaków na Long Island, aby zobaczyć nie jedną, ale dwie planety (Wenus i Mars) unoszące się w odległości 2 stopni od słabnącego półksiężyca. Tuż przed wschodem słońca od razu było widać, że niebo jest wyjątkowo przejrzyste i wszyscy mieliśmy dobre przeczucie, że mamy duże szanse na uchwycenie błysku. Tak się złożyło, że patrzyłem przez teleskop Celestron 8 dokładnie w magicznym momencie, gdy górna krawędź Słońca nagle pojawiła się dramatycznie nad pobliską linią brzegową Connecticut jako piękna szmaragdowa zieleń, która trwała prawie dwie sekundy.
Druga okazja nadarzyła się wiele lat później, w czerwcu 2019 roku na pokładzie statku wycieczkowego płynącego na Bermudy. Kiedy moja żona, Renate i ja obserwowaliśmy, jak słońce schodzi ku horyzontowi, zauważyłem, że przejrzystość nieba wydawała się całkiem dobra, chociaż nie sądziłem, że jest wystarczająco czysta, aby odsłonić zielony błysk. Tarcza słoneczna powoli zniknęła za horyzontem i właśnie wtedy, gdy najwyższa część słońca miała zniknąć, ku naszemu wielkiemu zaskoczeniu, zostaliśmy potraktowani niezwykle krótkim, jaskrawym zielonkawym punktem światła na horyzoncie.
Wyświetlanie wskazówek
I to jest kapryśność widzenia zielonego błysku; widząc, że wydaje się to wyjątkiem, a nie regułą. Czasami może pojawić się w mniej niż sprzyjających warunkach, a innym razem warunki mogą wydawać się sprzyjające, aby go zobaczyć, a mimo to się nie pojawia.
Oto kilka rzeczy, na które powinieneś zwrócić uwagę, mając nadzieję na zobaczenie zielonego błysku:
- Ogólne wymagane warunki to odległy, ostro zaznaczony i niski (najlepiej morski) horyzont.
- Aby zobaczyć zachód słońca, unikaj patrzenia w słońce do ostatniej chwili. Istnieje możliwość uszkodzenia oczu; co więcej, jaskrawoczerwony obraz słońca może po zachodzie słońca pozostawić w oku zielony powidok, który można pomylić z zielonym błyskiem.
- Chłodna pogoda i brak zamgleń oraz czerwonych odcieni sprzyjają widoczności.
- Aby możliwe było obserwacje wschodu słońca, ten punkt na horyzoncie, gdzie słońce wzejdzie kilka minut przed wschodem słońca, może być otoczony jasną białą lub żółtawą poświatą. Niektórzy nazywają to „efektem ogniska” i czasami wydaje się, że dobrze wróży na widok zielonego błysku. Przed złapaniem błysku w 1977 roku widziałem „ognisko” świecące wzdłuż odległego horyzontu. To było preludium do mojego pierwszego widoku zielonego błysku.
Życzę powodzenia i mam nadzieję, że doświadczysz tej samej przyjemności!
Joe Rao służy jako instruktor i gościnny wykładowca w Nowym Jorku Planetarium Haydena. Pisze o astronomii dla Magazyn historii naturalnej, Almanach rolników i inne publikacje.
