Jak jasný je Měsíc. . . Přesně tak?

Nová studie posune starý standard jasu Měsíce na novou úroveň přesnosti.

Celý velikonoční měsíc stoupá
Dave Dickinson

Pro mnoho astrofotografů z hlubin oblohy je Měsíc něco, čemu je třeba se vyhnout. Ale pro satelity pozorující Zemi slouží Měsíc jako zásadní zdroj kalibrace a chystá se provést generální opravu.

Měsíc samozřejmě nevyrábí své vlastní světlo: Jeho povrch odráží sluneční světlo. Přestože je Měsíc bez vzduchu a prakticky neměnný, ne každý měsíční odraz je stejný. Jas měsíce závisí na přesném úhlu mezi Zemí, Měsícem a Sluncem.

Například jas úplňku je obvykle uváděn na hodnotě kolem 13 around, asi 14 magnitud nebo 400 000 krát slabší než Slunce. (Při průměrném albedu nebo odrazivosti pouhých 13% je Měsíc ve skutečnosti stejně tmavý jako opotřebovaný asfalt.) Úplněk je však asi šestkrát jasnější než první nebo poslední čtvrtina (polosvětlená) Měsíc. Je to proto, že za úplňku dopadá sluneční světlo na povrch Měsíce téměř přímo z pohledu Země, s několika stíny.

Úhly Měsíc-Slunce-Země by byly dostatečně snadné pro výpočet, pokud by Měsíc byl na kruhové oběžné dráze, ale nejenže se Měsíc mění ve vzdálenosti během své eliptické oběžné dráhy kolem Země, ale také se pomalu houpe tam a zpět ( librace ) a ze strany na stranu ( nutace ), protože udržuje jednu tvář neustále obrácenou k Zemi. V důsledku toho úhel slunečního světla na Měsíční tváři sleduje složitý, ale předvídatelný cyklus, který se opakuje zhruba každých 20 let.

Doposud složitost těchto změn omezovala užitečnost Měsíce jako zdroje kalibrace. Nový projekt Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) plánuje zdokonalit tento standard v ambiciózním projektu.

Dívám se na Měsíc

Měsíc nad kampaní NIST Maryland. V těchto bílých kopulích bude umístěna zařízení použitá v experimentu s jasem měsíce. Kopule a vybavení budou nakonec přesunuty do observatoře Mauna Loa v Hawai'i.
Jennifer Lauren Lee / NIST

Aktuální nejistota jasu Měsíce leží mezi 5% a 10%. Satelity pozorující Zemi však vyžadují užší kroutící místnost menší než 1%. Jinak mezery mezi misemi znamenají opomenutí důležitých informací.

„Ztrácíte schopnost spojit měření z různých satelitů, abyste určili dlouhodobé trendy, “ říká Stephen Maxwell (NIST) v nedávné tiskové zprávě.

Jsou možná přesnější měření. „Reflexe Měsíce je stabilní na 1 díl ze 100 milionů za rok, “ říká Joe Rice (NIST). „Sluneční světlo, které osvětluje Měsíc, se během jedenáctiletého cyklu mění, ale v celém spektru je to jen 0, 1%.“

Srdcem úsilí, které se stále vyvíjí, je 6-palcový (150 mm) dalekohled vybavený fluoridem vápenatým (často se používá ve spektroskopických přístrojích), který umožní dalekohledu soustředit měsíční světlo na ultrafialové, viditelné, a infračervené vlnové délky. Kalibrace barev bude probíhat každou noc proti širokopásmovým a úzkopásmovým světelným zdrojům umístěným ve vzdálenosti 15 až 30 metrů.

Informace o vlnových délkách jsou zásadní, protože satelity pozorující Zemi využívají měsíční světlo, aby zajistily, že „červená“ jednoho satelitu není „žlutá“ jiného satelitu. Barva může pomoci satelitům prozkoumat květy řas, trendy ve zdraví plodin a další.

Projekt je naplánován na zahájení provozu pod jasnou oblohou na observatoři Mauna Loa na Hawai'i v roce 2018. Přestože se úhel osvětlení mění během 20 let, vědci očekávají, že za 3 až 5 let shromáždí dostatek údajů, aby pokryli 95% možné úhly.

Výsledky monitorování přijdou právě včas pro příští generaci satelitů pro pozorování Země, včetně JPSS-1, která má být spuštěna příští měsíc z Vandenberg Air Force Base v Kalifornii 10. listopadu.

Možná bychom nakonec neměli proklínat příští jasný úplněk.