Фото сделано с вершины Серро-Пачон, где расположены мощные телескопы, и оно наглядно демонстрирует оптические законы, которые влияют не только на красоту пейзажей, но и на точность астрономических наблюдений, рассказывает 24 Канал со ссылкой на Space.com.
Смотрите также Как течет время на Марсе: физики сделали точные расчеты
Как работает этот оптический фокус атмосферы?
Несмотря на свое драматическое название, зеленый луч – это не взрыв энергии и не химическая реакция. Это чистая физика, а именно результат преломления солнечного света земной атмосферой, которую удалось зафиксировать Петеру Горалеку.
Белый солнечный свет состоит из всего спектра цветов радуги. Когда Земля вращается и светило приближается к линии горизонта, лучам приходится проходить сквозь значительно более толстый слой воздуха, чем днем, объясняет NOIR Lab.
В этот момент атмосфера начинает действовать как гигантская призма. Она преломляет (искривляет) свет и разделяет цвета в зависимости от длины их волны. Короткие волны, такие как синие и зеленые, преломляются сильнее, чем длинные красные и оранжевые.
Физика заката солнца завораживает / Фото NOIRLab/NSF/AURA/P. Horálek
В последние мгновения перед закатом (или в первые секунды восхода) диск Солнца уже в основном скрыт горизонтом. То, что мы видим, – это фактически наложенные друг на друга изображения солнца разных цветов, немного смещенные относительно друг друга. Нижние цвета исчезают первыми.
На короткое мгновение верхний край видимого диска становится преимущественно зеленым, образуя тонкий ободок. Если условия идеальные – прозрачный воздух, четкий горизонт и специфическое расслоение атмосферы – этот ободок выглядит как отдельная зеленая вспышка, отделившаяся от светила.
Интересно, что зеленый ободок на самом деле присутствует во время каждого заката солнца. Проблема в том, что он настолько тонкий и исчезает так быстро (буквально за секунду-две), что человеческий глаз обычно не успевает его зафиксировать. Однако чувствительные камеры с качественной оптикой и режимом серийной съемки прекрасно справляются с этой задачей.
Почему это действительно интересно?
Ученые интересуются подобной атмосферной оптикой не только ради красивых кадров. Форма, высота и продолжительность зеленого луча напрямую зависят от распределения температуры, давления и плотности воздуха на разных высотах.
Слои теплого и холодного воздуха могут работать как наложенные линзы, создавая миражи и деформируя изображение Солнца. Моделируя такие явления, ученые проверяют наше понимание вертикальной структуры атмосферы.
Это имеет практическое значение и для астрономии. Телескопы на горе Серро-Пачон, откуда было сделано фото, смотрят сквозь ту же атмосферу. Воздух искривляет свет далеких звезд, размывая их изображения в мини-веселки. Понимание физики преломления света помогает инженерам создавать корректоры атмосферной дисперсии, что позволяет получать более четкие изображения космоса.