سایه زمین

سایهٔ زمین سایه‌ای است که خود زمین از طریق اتمسفرش و به‌سوی ماورای جو و نقطهٔ پادخورشیدی می‌اندازد. در دورهٔ گرگ‌ومیش (هم شفق بامدادی و هم سحرگاه شامگاهی)، لبهٔ قابل مشاهدهٔ سایه – که گاهی بخش تاریک یا گُوِهٔ گرگ‌ومیش نامیده می‌شود – همچون نواری تاریک و پخشیده درست بالای افق ظاهر می‌شود و زمانی که آسمان صاف باشد آشکارتر است.

از آنجا که قطر زاویه‌ای خورشید و ماه همان‌طور که از سطح زمین دیده می‌شود تقریباً یکسان است، نسبت طول سایهٔ زمین به فاصلهٔ میان زمین و ماه تقریباً برابر با نسبت قطرهای زمین و ماه خواهد بود.

از آنجا که قطر زمین ۳٫۷ برابر ماه است، طول آمبرای سیاره نیز به‌همان نسبت ۳٫۷ برابر فاصلهٔ میانگین ماه تا زمین است: حدود ۱٫۴ میلیون کیلومتر (۸۷۰٬۰۰۰ مایل). قطر سایهٔ زمین در فاصلهٔ قمری حدود ۹٬۰۰۰ کیلومتر (۵٬۶۰۰ مایل) یا ۲٫۶ برابر قطر ماه است که امکان مشاهدهٔ ماه‌گرفتگی‌های کامل از زمین را فراهم می‌کند.^[۱]

سایهٔ زمین که بر اتمسفر افکنده می‌شود را می‌توان در مرحلهٔ «مدنی» گرگ‌ومیش مشاهده کرد، مشروط بر اینکه آسمان صاف باشد و افق نسبتاً بدون مانع دیده شود. لبهٔ سایه به‌صورت نواری تیره به رنگ آبی-بنفش تا ارغوانی ظاهر می‌شود که در امتداد ۱۸۰ درجه از افق کشیده شده است^[۲][۳] در مقابل خورشید، یعنی در آسمان شرقی هنگام شفق و در آسمان غربی هنگام سحرگاه. پیش از طلوع خورشید، سایهٔ زمین با بالا آمدن خورشید پس‌نشینی می‌کند؛ پس از غروب، سایه به‌نظر می‌رسد که با پایین رفتن خورشید بالا می‌آید.^[۲]

سایهٔ زمین بهترین حالت زمانی دیده می‌شود که افق پایین باشد، مانند بالای دریا، و شرایط آسمان صاف باشد. افزون بر این، هرچه ارتفاع از سطح دریای ناظر برای دیدن افق بالاتر باشد، سایه واضح‌تر دیده می‌شود.^[۲][۳]

پدیده‌ای مرتبط در همان بخش از آسمان کمربند ناهید یا قوس ضدگرگ‌ومیش است، نواری صورتی‌رنگ که بالای سایهٔ آبی‌فام زمین دیده می‌شود و به نام سیارهٔ ناهید (زهره) نام‌گذاری شده است، که وقتی قابل مشاهده باشد معمولاً در همین بخش از آسمان قرار دارد. هیچ خط مشخصی سایهٔ زمین و کمربند ناهید را از هم جدا نمی‌کند؛ یک نوار رنگی به‌آرامی در آسمان در دیگری محو می‌شود.^[۲][۳]

کمربند ناهید پدیده‌ای کاملاً متفاوت با پس‌تاب است، که در بخش هندسی مقابل آسمان پدیدار می‌شود.

سایهٔ زمین به‌اندازهٔ خود سیاره خمیده است و آمبرا، پنامبرا و آنتومبرای آن تا حدود ۱٬۴۰۰٬۰۰۰ کیلومتر (۸۷۰٬۰۰۰ مایل) به فضای بیرونی کشیده می‌شود. (با این حال، آمبرا، پنامبرا و آنتومبرا بی‌نهایت ادامه می‌یابد) زمانی که خورشید، زمین و ماه کاملاً (یا تقریباً) هم‌راستا باشند، با زمین میان خورشید و ماه، سایهٔ زمین بر سطح قمری که رو به سمت شب سیاره است می‌افتد، به‌گونه‌ای که سایه به‌تدریج ماه کامل را تاریک می‌کند و یک ماه‌گرفتگی رخ می‌دهد.

حتی در طول یک ماه‌گرفتگی کامل، همچنان مقدار اندکی نور خورشید به ماه می‌رسد. این نور غیرمستقیم در مسیر خود از اتمسفر زمین شکسته شده است. مولکول‌های هوا و ذرات معلق در اتمسفر زمین طول‌موج‌های کوتاه‌تر این نور خورشید را پراکنده می‌کنند؛ بنابراین طول‌موج‌های بلندترِ نور سرخ به ماه می‌رسند، درست مانند نوری که در هنگام غروب یا طلوع خورشید سرخ‌فام دیده می‌شود. این روشنایی سرخِ ضعیف، ماه گرفته‌شده را به رنگ سرخ‌فام یا مسی کم‌نور درمی‌آورد.^[۴]