Где есть свет и предмет, там непременно появляется тень – это закон физики. Само собой, и Земля, перекрывая солнечные лучи, также отбрасывает собственную тень.

Но можно ли ее увидеть? Астрономы рассказали изданию Live Science, что да – тень Земли можно наблюдать на различных объектах. При соответствующих условиях ее даже реально замечать ежедневно. И вот как это можно сделать.

Поскольку Солнце является протяженным источником света (то есть не точечным), тень Земли имеет три составляющие: темную центральную умбру, светлую периферийную полутень и антумбру, которая возникает на больших расстояниях, где области полутени перекрываются и заменяют умбру.

Наиболее отчетливо тень Земли видна во время полных лунных затмений. В этот момент полная Луна проходит сквозь земную тень: сначала входит в полутень, затем — в умбру, а далее снова оказывается в полутени. Отличить полутень сложно, ведь Луна лишь немного тускнеет. Зато умбру, которая может быть до 2,7 раза больше диаметра Луны, увидеть значительно легче.

Впрочем, когда Луна полностью погружена в умбру, она обычно не становится абсолютно черной. Чаще всего она приобретает тускло-красный или насыщенный красный оттенок. Это объясняется тем, что атмосфера Земли рассеивает солнечный свет и "загибает" эти покрасневшие лучи внутрь умбры. "В некотором смысле мы видим восходы и закаты Солнца на Земле, отраженные от Луны", – объяснила в комментарии Live Science профессор астрономии Эмили Райс.

Цвет затемненной Луны может многое рассказать и о состоянии атмосферы. "Чем больше облаков и пыли в атмосфере Земли в этот момент, тем краснее будет выглядеть Луна", – отметила она.

Иногда можно увидеть, как Луна приобретает почти черный цвет, когда она находится на границе между умброй и полутенью. Это связано с эффектом контраста: часть объекта, которая находится в полутени, примерно в 500 раз ярче, чем в умбре.

Тень Земли заметна и во время частичных лунных затмений, когда лишь часть Луны проходит сквозь умбру.

Однако, чтобы увидеть тень Земли, не обязательно ждать затмения. Непосредственно перед восходом и сразу после захода Солнца силуэт нашей планеты, отброшенный в космос, становится видимым в небе у горизонта – в направлении, противоположном Солнцу.

"Днем чистое небо светится, потому что прямой солнечный свет освещает молекулы газа и частицы в атмосфере, которые рассеивают его", – объяснил Live Science Рэймонд Ли из Военно-морской академии США. И добавил: "Когда Солнце восходит или заходит, почти сферическая Земля перекрывает самые низкие лучи, и они уже не освещают атмосферу непосредственно. В результате возникает изогнутая тень в самых низких слоях атмосферы с противоположной стороны от Солнца".

В то же время точный вид этой тени остается предметом дискуссий. Исследование 2017 года, опубликованное в журнале Applied Optics, описывает ее как верхнюю темно-синюю полосу и нижнюю коричневую. Однако итальянский любитель-астроном Джованни ди Джованни считает иначе: по его словам, настоящая тень Земли – это "тонкая, очень темная полоса с небольшим контрастом по сравнению с другими слоями над ней".

В любом случае тень можно наблюдать от момента, когда солнечный диск все еще немного находится над горизонтом, и до момента, когда он опускается примерно 4 градусов ниже него. Она держится около 15 минут, после чего исчезает с восходом Солнца или сливается со все более темным ночным небом. Чтобы ее увидеть, нужно чистое небо без пыли в воздухе и высокая точка наблюдения. "Мало кто обращает на это внимание... Лучше всего наблюдать с вершин высоких гор или, возможно, с самолета", – отметил ди Джованни.

Увидеть тень Земли на других объектах тоже возможно, хотя это сложнее. Например, если Международная космическая станция пролетает над вами ясным вечером на закате Солнца, с помощью бинокля можно заметить, как она тускнеет, входя в тень Земли.

Телескопы также позволяют наблюдать, как геостационарные спутники "исчезают", попадая в земную тень. Они вращаются над экватором с той же скоростью, что и Земля, поэтому кажутся неподвижными. Обычно такие спутники постоянно освещены Солнцем, но примерно 21 день вокруг каждого равноденствия ситуация меняется: во время так называемых "сезонов затмений" они каждую ночь на несколько минут заходят в тень планеты.

Тень Земли может проявляться даже на пролетающих мимо астероидах.

Например, один из телескопов проекта The Virtual Telescope зафиксировал, как астероид 2016 VA размером с дом потускнел и исчез на 10 минут 50 секунд, проходя через земную тень на расстоянии около 120 тысяч километров.

Впрочем, и она имеет границы. "Умбра Земли имеет форму длинного конуса и простирается примерно на 1,4 миллиона километров", – объяснила Райс. Поэтому до Марса, который даже в ближайшей точке находится на расстоянии 55 миллионов километров, эта тень не достает.

Несмотря на это, объектов, проходящих сквозь тень Земли, немало – и это дает множество возможностей снова и снова наблюдать и удивляться силуэту нашей планеты.