Цими тижнями вечір настає помітно раніше з кожною добою. Причина не в погоді й не в осінній хмарності, а в тому, що світловий день скорочується найшвидше за весь рік. Розповідаємо, що насправді відбувається 23 вересня.
Вечір настає раніше
Ще на початку вересня о восьмій вечора надворі було значно світліше. Тепер о пів на восьму вже сутеніє. До кінця місяця цей момент зсунеться ще на пів години.
Саме наприкінці вересня світловий день коротшає найшвидше за весь рік. А ось у грудні, ближче до сонцестояння, все відбувається інакше. Тривалість дня майже не змінюється з доби на добу і так лишається кілька тижнів поспіль.
Обидва факти пояснює одне явище. Осіннє рівнодення цього року настає 23 вересня о 03:05 за київським часом.
День і ніч не однакові
Сонце завжди освітлює приблизно половину Землі. Межа між світлом і темрявою у будь-яку пору року умовно розділяє планету надвоє. Змінюється тільки її положення відносно осі обертання.
Земля обертається, і за добу будь-яка точка на поверхні робить разом із нею повний оберт. Частину цього часу вона проводить на освітленому боці, решту — в тіні. Перша частина і є день.
Земна вісь нахилена приблизно на 23° і завжди зберігає свій напрямок у просторі. Влітку північна половина планети відхилена в бік Сонця. Візьмімо для прикладу Київ. Межа світла й темряви лягає на його добовий оберт нерівно, освітлений відтинок виходить довшим, і день триває довго. Взимку Земля проходить протилежну ділянку орбіти. Нахил тепер спрямований від Сонця, тому більшу частину доби місто перебуває у тіні.
Двічі на рік вісь опиняється рівно посередині між цими двома положеннями. Межа проходить точно через обидва полюси й ділить добовий оберт будь-якої точки навпіл. Це і є рівнодення. Астрономи визначають його момент за положенням Сонця відносно небесного екватора — уявної лінії, яка продовжує земний екватор на небесну сферу, — і можуть назвати його з точністю до хвилини. У день рівнодення Сонце сходить майже точно на сході й заходить майже точно на заході. Так відбувається по всій планеті — від Ісландії до Кенії.
Восени темніє найшвидше
Скільки годин точка проведе на освітленому боці, залежить від кута між віссю і напрямком на Сонце. Сам нахил осі незмінний, але Земля рухається орбітою, і цей кут поступово змінюється.
Стежити за ним зручно по точці, над якою Сонце опівдні стоїть точно вгорі. Астрономи називають цей напрямок зенітом. Влітку ця точка опиняється найдалі на північ, узимку — найдалі на південь, а весь інший час переміщується між двома крайніми положеннями. Рух нагадує маятник. Біля країв він сповільнюється, спиняється й повертає, а середину відрізка точка минає найшвидше.
Тривалість дня повторює той самий ритм. Біля країв вона кілька тижнів поспіль тримається майже незмінною, звідси й назва «сонцестояння». Посередині, тобто на рівноденні, змінюється найрізкіше за рік.
У Києві зараз кожен наступний день коротший за попередній майже на чотири хвилини. У грудні перед зимовим сонцестоянням за цілий тиждень набігає лише дві. Упродовж вересня світловий день у столиці скорочується з 13 годин 34 хвилин до 11 годин 42 хвилин — майже на дві години. А в грудні від початку місяця до сонцестояння світловий день скорочується лише на двадцять хвилин.
Коли день і ніч зрівняються
Саме слово «рівнодення» обіцяє, що ніч дорівнюватиме дню, латинське aequinoctium означає буквально це. Насправді 23 вересня в Києві світло триватиме трохи більше, а саме 12 годин і 9 хвилин.
Ці зайві хвилини з’являються з двох причин, і жодна не пов’язана з нахилом осі. Одну створює природа. Друга залежить від того, як люди домовилися визначати схід Сонця.
Перша причина атмосферна. Повітря заломлює промені, працюючи як слабка лінза, тому Сонце видно ще до того, як воно геометрично опиниться над горизонтом. Зміщення приблизно дорівнює видимому розміру самого світила.
Друга простіша. Сходом вважають появу верхнього краю, а не центра диска. Це додає ще половину діаметра.
Обидві причини складаються. Верхній край диска стає видимим тоді, коли центр Сонця ще приблизно на півтора діаметра нижче обрію. Увечері картина дзеркальна. Без цього доба ділилася б рівно навпіл, по 12 годин на світло й темряву.
Астрономічне рівнодення припадає на 23 вересня, а фактично день і ніч у Києві зрівняються тільки 25-го. Чим ближче до екватора, тим пізніше настає ця рівність. На екваторі день і ніч не зрівняються взагалі, бо світлого часу там цілий рік трохи більше.
Що це змінює для спостережень
Скорочення дня має ще один наслідок. Восени темрява настає раніше, а сам перехід до неї коротшає.
Сутінки наприкінці вересня тривають у Києві близько 33 хвилин, у червні — 46. Йдеться про час, поки надворі ще видно без ліхтаря. Цю стадію називають цивільними сутінками й рахують її, поки Сонце не опуститься на 6° під обрій. Далі йдуть навігаційні, а за ними — астрономічні сутінки, які тривають до 18°. Аж тоді небо темніє остаточно. Причина в тому, як швидко Сонце опускається під лінію горизонту.
Улітку шлях Сонця проходить високо над горизонтом, і після заходу воно ще довго йде майже впритул під цією лінією. Заглиблюється повільно, тому небо довго лишається світлим. На рівноденні шлях проходить нижче і Сонце віддаляється від горизонту вниз помітно швидше. До тих самих шести градусів, після яких надворі вже темно, воно доходить приблизно на чверть години швидше, ніж влітку.
Ці стадії мають практичне значення для тих, хто спостерігає небо в телескоп. Тьмяні об’єкти на кшталт галактик і туманностей видно тільки за повної темряви, коли Сонце опустилося на всі вісімнадцять градусів. У Києві з кінця травня до середини липня така темрява не настає взагалі, бо воно просто не сягає такої глибини. Наприкінці вересня вона триває вже близько восьми годин. Для вечірніх спостережень це найкращий період року.
Кілька днів навколо 23 вересня зручні ще й для перевірки орієнтування. Щоб знайти на небі потрібний об’єкт, спостерігачеві треба точно знати напрямок на захід і схід, а компас для цього не годиться, бо він показує на магнітний полюс і в Києві дає похибку близько 8°. Саме на рівноденні Сонце заходить майже точно там, де проходить справжній захід.
Далі день коротшатиме до 21 грудня. Ніч у Києві триватиме тоді близько 16 годин, а широта, на якій Сонце опівдні стоїть точно в зеніті, дійде до Ріо-де-Жанейро і знову рушить на північ.
