Луну иногда видно днём потому, что она не исчезает с наступлением утра и не светится только ночью. Луна обращается вокруг Земли и значительную часть месяца находится над горизонтом одновременно с Солнцем. Её освещённая Солнцем поверхность достаточно яркая, чтобы различаться на фоне голубого неба, если фаза, положение и прозрачность воздуха этому благоприятствуют.
Луна не является исключительно ночным объектом
Представление о Луне как о ночном светиле возникло из повседневного опыта: ночью она заметнее, а на рисунках и фотографиях её часто изображают вместе со звёздами. Но движение Луны не подчинено смене дня и ночи. День наступает из-за вращения Земли, тогда как Луна одновременно движется по собственной орбите вокруг нашей планеты.
Земля совершает один оборот вокруг своей оси примерно за сутки. Из-за этого Солнце, Луна и звёзды кажутся восходящими на востоке и заходящими на западе. При этом Луна каждый день немного смещается относительно далёких звёзд. В среднем она восходит примерно на 50 минут позже, чем в предыдущие сутки, хотя точная разница меняется в зависимости от даты и места наблюдения.
Поэтому время появления Луны над горизонтом постоянно сдвигается. В одни дни она находится на небе преимущественно ночью, в другие восходит утром или ещё до рассвета, а иногда большую часть пути над горизонтом проходит при солнечном свете. Сам факт дневной видимости Луны совершенно обычен и следует из геометрии движения Земли, Луны и Солнца.
Почему Луна заметна на ярком небе
Луна не излучает собственный видимый свет, а отражает солнечный. Механизм подробнее разобран в статье о том, почему светит Луна. Её поверхность довольно тёмная и отражает лишь часть падающего излучения, однако близость к Земле и сравнительно большой видимый размер делают её очень ярким объектом. Даже на фоне освещённой атмосферы лунный диск способен создавать достаточный контраст для глаза.
Голубой цвет дневного неба возникает из-за рассеяния солнечного света в земной атмосфере. Этот рассеянный свет словно накладывает светлую голубую завесу на всё, что находится за атмосферой. Слабые звёзды на её фоне становятся неразличимыми, потому что их яркости недостаточно для заметного контраста. Луна гораздо ярче большинства звёзд и занимает на небе не точку, а диск диаметром около половины градуса. Поэтому она может оставаться видимой.
Контраст всё же ниже, чем ночью. На тёмном небе Луна бросается в глаза, а днём выглядит бледной, белой или сероватой. Чем чище и прозрачнее воздух, тем легче её заметить. Дымка, влажность, пыль, облака и яркое свечение неба возле Солнца уменьшают контраст и способны полностью скрыть даже освещённую часть диска.
Как фазы связаны с дневной видимостью
Солнце всегда освещает половину Луны. Но с Земли мы видим эту освещённую половину под разными углами, поэтому наблюдаем смену фаз. Геометрия этого процесса подробно объясняет, почему мы видим Луну в разных формах. Полный цикл от одного новолуния до следующего занимает примерно 29,5 суток.
В новолуние Луна располагается на небе примерно в том же направлении, что и Солнце. Её освещённая сторона в основном обращена от Земли, поэтому лунный диск почти не виден. Кроме того, он находится на очень ярком участке неба рядом с Солнцем. Исключением бывает солнечное затмение, когда Луна проходит непосредственно перед солнечным диском, но такое выравнивание происходит не каждое новолуние.
После новолуния появляется тонкий растущий серп. Он находится недалеко к востоку от Солнца и бывает над горизонтом во второй половине дня, а лучше всего заметен после заката. По мере роста фазы угловое расстояние между Луной и Солнцем увеличивается. В первой четверти Луна восходит примерно около полудня, хорошо видна во второй половине дня и заходит приблизительно около полуночи.
Растущая выпуклая Луна тоже может быть видна днём, особенно ближе к вечеру. В полнолуние Земля находится примерно между Солнцем и Луной. Поэтому полная Луна восходит около заката и заходит около восхода Солнца. Большую часть светлого времени суток она находится под горизонтом, и увидеть её среди дня обычно нельзя. Иногда утром сразу после восхода Солнца полная или почти полная Луна ещё остаётся низко над противоположной частью горизонта.
После полнолуния начинается убывание. Убывающая выпуклая Луна восходит вечером, проходит высоко ночью и остаётся на небе утром. В последней четверти она восходит примерно около полуночи, а заходит около полудня, поэтому её удобно наблюдать утром на голубом небе. Тонкий убывающий серп появляется перед рассветом и остаётся видимым некоторое время после восхода Солнца.
Указанные часы приблизительны. На реальное время восхода и захода влияют географическая широта, сезон, наклон лунной орбиты и положение Луны на ней. Но общая закономерность сохраняется: растущую Луну чаще ищут днём и вечером, а убывающую – ночью и утром.
Почему Луну видно не каждый день
Иногда Луна действительно находится над горизонтом днём, но человек её не замечает. Причин может быть несколько.
Во-первых, часть месяца Луна проходит слишком близко к Солнцу на небесной сфере. Смотреть в эту область не только неудобно, но и опасно для зрения. Пытаться искать Луну рядом с Солнцем через бинокль, телескоп или камеру с оптическим видоискателем нельзя без специального солнечного оборудования и навыков.
Во-вторых, тонкий серп отражает в сторону Земли меньше света, чем широкая освещённая фаза. На ярком фоне его легче потерять. В-третьих, Луна может находиться низко над горизонтом, где её свет проходит через более толстый слой атмосферы. Там сильнее мешают дымка, облака, пыль, здания и деревья.
Наконец, мы часто просто не смотрим в нужную сторону. Дневной лунный диск не привлекает внимание так же сильно, как ночной. Когда человек заранее знает примерное положение Луны, обнаружить её значительно проще. После первого взгляда она уже кажется очевидной, хотя минуту назад оставалась незамеченной.
В какой стороне искать дневную Луну
Положение зависит от фазы. Растущий серп всегда находится на небе восточнее Солнца и следует за ним к закату. Его ищут во второй половине дня, но на безопасном угловом расстоянии от солнечного диска. Луна первой четверти днём обычно видна в восточной или южной части неба, а позже смещается к западу вместе с суточным вращением небесной сферы.
Убывающую Луну удобнее искать утром. Она оказывается западнее Солнца и движется к заходу, пока Солнце уже поднялось. В последней четверти половинка диска может быть хорошо различима утром и ближе к полудню. Точный маршрут по небу зависит от региона и времени года, поэтому универсального направления для любого дня нет.
Легче всего начинать наблюдение не с самого тонкого серпа, а с Луны около первой или последней четверти. Она находится достаточно далеко от Солнца, освещённая часть заметна, а время её дневного присутствия предсказуемо. Для наблюдения не требуется телескоп: невооружённым глазом видны форма фазы, тёмные лунные моря и иногда общий рельеф границы света и тени.
Может ли Луна быть на небе вместе с Солнцем
Да, и это происходит регулярно. Луна и Солнце кажутся объектами на небесном куполе, но находятся на совершенно разных расстояниях от Земли. Их одновременная видимость не означает, что они должны быть рядом или что Луна оказалась между Солнцем и Землёй. Чаще они разделены большим углом и видны в разных частях неба.
По той же причине дневная Луна не является признаком необычного природного события. Она была на дневном небе и раньше, просто могла находиться за облаками, низко над горизонтом или вне поля зрения наблюдателя. В течение обычного месяца возможность увидеть её при солнечном свете возникает неоднократно.
Почему звёзд не видно, а Луну видно
Днём звёзды продолжают находиться над горизонтом, но рассеянный солнечный свет делает небо слишком ярким. Свет большинства звёзд на этом фоне не создаёт заметного для глаза контраста. Их огромное количество и пределы наблюдения разобраны в ответе на вопрос, сколько на небе звёзд. Луна отражает гораздо больше света в направлении Земли и имеет видимую поверхность, поэтому её диск выделяется.
Это различие связано не с тем, что звёзды гаснут, а Луна включается, а с возможностями зрения и яркостью фона. После захода Солнца атмосферная засветка быстро ослабевает, небо темнеет, и становятся видны объекты, которые присутствовали там всё время.
Короткий итог
Дневная Луна видна тогда, когда находится над горизонтом, её обращённая к Земле часть достаточно освещена, а контраст с небом не слишком мал. Лучше всего условия складываются около первой четверти во второй половине дня и около последней четверти утром. Луна не принадлежит только ночи – её расписание определяется орбитой и фазами, а не привычным разделением неба на дневное и ночное.
