Мабуть, усім відомо, що влітку у приполярних регіонах нашої планети настають так звані білі ночі. Тамтешні астрономи від цього, звичайно, не у захваті, оскільки в цей час можна спостерігати лише найяскравіші небесні тіла — Місяць і планети Сонячної системи, видимі неозброєним оком, тобто Меркурій, Венеру, Марс, Юпітер і в деяких випадках Сатурн. Менш відомим є той факт, що з астрономічної точки зору «зона білих ночей» простягається досить далеко на південь, аж до території України. Чому ж ми їх тоді практично не бачимо?
Насправді у білих ночах немає нічого незвичайного. Всі ми знаємо таке явище, як сутінки. Вони настають після заходу Сонця, за деякий час повністю згасають, а перед світанком починаються знову. Якщо ніч достатньо коротка, вечірні сутінки просто «не встигають» закінчитися до того, як розпочнуться ранкові, тому навіть опівночі не настане «нічної» темряви.
Це дуже спрощене пояснення, і головне, що тут потребує уточнення — словосполучення «деякий час». А він суттєво відрізняється для різних географічних широт, і до того ж залежить від пори року. Тому для опису комплексу явищ, які супроводжують схід і захід Сонця, астрономи користуються в першу чергу кутовими одиницями, а саме — глибиною занурення сонячного диска під горизонт.
Після довгих спостережень і вимірювань учені дійшли висновку, що сутінки потрібно розділити на три етапи. Перший назвали громадянськими сутінками. Він триває з моменту заходу Сонця до його занурення на 6° (тобто на 12 діаметрів сонячного диска). В цей час рівень освітленості дозволяє займатися більшістю побутових справ. Небо ще достатньо світле й на ньому видно лише найяскравіші об’єкти — Місяць, а також планети та світила, що мають блиск вище нульової зоряної величини. Далі зір починає з’являтися все більше, але водночас усе ще нескладно помітити обрій — межу між «земною» та «небесною» півсферами. Це полегшує визначення координат спостерігача шляхом вимірювання висоти небесних тіл за допомогою секстанта чи теодоліта. Тому цю стадію назвали навігаційними сутінками. Вона завершується, коли Сонце опускається на «глибину» 12°.
Нарешті, стає настільки темно, що горизонт зливається з небом, і «проявляються» майже всі зорі, видимі неозброєним оком. Але неподалік від місця заходу Сонця все ще лишається шматок «підсвіченого» небосхилу — це сонячні промені, розсіюючись на молекулах атмосферних газів, огинають земну кулю та все ж досягають спостерігача. Вести повноцінні спостереження науковці в цей час не можуть, тому його назвали астрономічними сутінками. «Підсвітка» остаточно зникає, коли наше світило заглиблюється на 18°. Лише після цього починається ніч у повному сенсі цього слова.
Чому так важко перевести ці градуси в одиниці часу, навіть знаючи, що під час добового обертання неба Сонце зміщується на величину свого видимого діаметра трохи більше ніж за дві хвилини? На екваторі, де видимий рух світила практично перпендикулярний до горизонту, це справді нескладно: громадянські сутінки там завжди тривають 26 хвилин (дві хвилини «додає» атмосферна рефракція), навігаційні — 50, астрономічні — 74. Але в більш високих широтах цей час помітно збільшується, і тим сильніше, чим далі на південь або північ ми віддаляємось. А в місцевостях, що лежать ближче до полюсів, ніж до екватора, тривалість сутінків залежить ще й від пори року.
Коли у дні рівнодення Сонце перетинає небесний екватор, опівдні воно проходить верхню кульмінацію на висоті, що дорівнює глибині, до якої воно «занурюється» опівночі під час нижньої кульмінації. Під час літнього сонцестояння все не так: наше світило не лише підіймається на найбільшу можливу висоту над горизонтом, але й опускається під нього на мінімально можливу глибину. Розрахувати її для конкретного місця досить просто: потрібно від прямого кута відняти географічну широту, потім відняти від отриманого значення 23,5° (нахил земного екватора до площини екліптики) і ще половину градуса поправки на рефракцію, оскільки атмосфера нашої планети, будучи оптично активним середовищем, заломлює сонячні промені та змушує їх «огинати» опуклість земної поверхні.
Якщо ми проведемо відповідні розрахунки для Києва, широта якого приблизно дорівнює 50,5°, отримаємо мінімально можливе занурення Сонця під горизонт у 15,5°. Це вже менше, ніж потрібно для настання астрономічних сутінків, тобто можна впевнено сказати, що поблизу літнього сонцестояння на півночі України вони не закінчуються — вечірні сутінки поступово переходять у ранкові, а над північною частиною горизонту навіть опівночі помітні відблиски зорі. Чим далі на північ — тим вони яскравіші, й тим довша тривалість періоду таких «білих ночей».
Чому ж тоді мешканці України їх не бачать, та й узагалі у більшості своїй нічого про них не чули? Нагадаємо, що йдеться про астрономічні сутінки, які для пересічного громадянина мало чим відрізняються від «звичайної» ночі. До того ж у великих містах штучне освітлення сильно засвічує небо. Але варто в кінці червня за ясної погоди та відсутності Місяця виїхати далі від міських вогнів (бажано в місце з відкритим північним горизонтом) — і «всеношна» зоря стане цілком очевидною.
Далі на північ, на 54-й широті (на ній розташований Мінськ), пару ночей до та після літнього сонцестояння не закінчуються вже навігаційні сутінки, й це вже важко не помітити — навіть опівночі небо лишається світлим, хоча на ньому можна побачити достатньо зір. Нарешті, на 60-й широті кілька ночей Сонце не занурюється під горизонт більше ніж на 6°. Тут цілу ніч тривають громадянські сутінки, що дозволяє цілодобово вести нормальну господарську діяльність. Власне, це і є класичні «білі ночі».
На полярному колі (північному чи південному) в околицях літнього сонцестояння Сонце пару днів узагалі не ховається за обрієм. Насправді завдяки вже згаданій рефракції це можна спостерігати вже приблизно на 66-й широті. Чим ближче до полюса — тим довшим буде цей період «несідаючого Сонця». І навпаки, між 48-м градусом північної та південної широти не буває жодної ночі, коли астрономічні сутінки не закінчуються: хоча б на кілька хвилин опівночі настає «справжня темрява». В Україні на цій широті розташовані міста Кривий Ріг, Запоріжжя та Донецьк.
Тільки найцікавіші новини та факти в нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmaga
