Možná jste si všimli, že když se Měsíc (nebo Slunce) přiblíží k obzoru, zploští se. Tuto deformaci má na svědomí tzv. refrakce a nadcházející červencový úplněk (pondělí 3. 7.) nám nabídne skvělou příležitost, jak si tohoto jevu všimnout. Jak ke zploštění Měsíce dochází?

S jevem, který způsobí, že se náš Měsíc u obzoru promění v ragbyový míč, se setkal každý, kdo sledoval brčko ponořené do průhledné sklenice naplněné vodou. Brčko se v ní totiž při přechodu z opticky řidšího prostředí (vzduch) do opticky hustšího prostředí (voda) „zlomí“. Podobné je to i s Měsícem. Když jeho paprsky vstoupí do naší atmosféry, začnou se lámat, a to směrem ke kolmici k zemskému povrchu (procházejí z opticky řidšího do opticky hustšího prostředí).


Zploštění měsíčního disku v průběhu jeho východu 3. července 2023. Jde o teoretický model, který vychází ze simulace s pomocí programu Stellarium, zdroj: Stellarium / P. Gabzdyl

Ti, kteří na vlastní plíce okusili řídký vysokohorský vzduch, dobře ví, že čím výše stoupáme, tím řidší vzduch dýcháme a naopak. Zákony optiky zase světelným paprskům velí, že se lámou o to víc, o co „hustším“ prostředím procházejí. Dráhou měsíčního paprsku postupně hustšími vzdušnými hmotami proto není přímka, ale oblá křivka, jejíž směrnice pak udává směr, v němž pozorovatel Měsíc vidí. Důležité je, že tento směr se liší od směru, v němž bychom Měsíc viděli, kdybychom naši drahocennou atmosféru neměli! Co z toho plyne? V momentě, kdy vidíme Měsíc těsně nad obzorem, tak na tom daném místě oblohy ve skutečnosti „ještě“ (při východu) nebo „už“ (při západu) není! Míra refrakce na ideálním obzoru totiž dosahuje úhlového průměru Měsíce, takže se jeho obraz „zvedne“. Refrakce nám tedy umožňuje spatřit i to, co bychom vidět neměli. Dovoluje nám vidět za roh.


Tento záběr extrémně deformovaného Měsíce byl pořízen 5. června 2020 z výšky 422 km nad Zemí pomocí teleobjektivu s ohniskem 1600 mm. Čím blíž je daný objekt horizontu, tím víc se refrakce projevuje. Z paluby ISS se ale dá Měsíc sledovat na samotné hraně atmosféry. Proto je tam i vliv refrakce extrémní, zdroj: NASA

A právě lom světelných paprsků v zemské atmosféře může za to, že je Měsíc u obzoru zploštělý (šišatý). Proč? Řekli jsme si, že měsíční paprsky se lámou tím víc, čím je Měsíc níže k obzoru. Když se tedy Měsíc ocitne na ideálním horizontu, zvedá refrakce jeho spodní okraj citelněji než jeho vrchní okraj. Oba okraje se tak k sobě přiblíží a Měsíc se nám při pohledu ze Země zploští. Musíme si ale uvědomit, že čím výše je náš kosmický soused nad horizontem, tím citelněji klesá míra refrakce. Zatímco na ideálním obzoru dosahuje přes půl stupně (úhlový průměr Měsíce), ve výšce tří stupňů nad horizontem už je jeho svislý průměr zkrácen oproti vodorovnému průměru o 5 procent, ve výšce pět stupňů už jen 3 procenta. Pokud tedy budete sledovat východ nebo západ Měsíce například z horského údolí, zploštění Měsíce už se téměř neprojeví, protože měsíční disk pro vás vychází mnohem výš, než je hladina horizontu.


Tato sekvence snímků ukazuje vycházející Slunce v době přechodu Venuše (temný kotouček) přes sluneční disk, který se odehrál 6. června 2012. Na snímcích je vidět, že jak Slunce postupně stoupalo nad obzor, zploštění slunečního disku se zmenšovalo, zdroj: P. Gabzdyl