Lo sai perché . . . la luna si può vedere anche di giorno

Anche se spesso non ci facciamo caso, il nostro satellite dà spettacolo anche di giorno.

Ma perchè la luna si può vedere anche di giorno?

Su questo è intervenuta la scienziata della Nasa Sarah Noble.

In una video-intervista condotta dal portale SciTechDaily, l’esperta spiega che tutti noi pensiamo al nostro satellite come a un oggetto notturno.

Del resto è così che ci viene mostrato in questo modo nei libri e nei film.

Persino i meteorologi usano il sole come simbolo per il giorno e la luna per la notte. Ma quest’ultima, in realtà, trascorre quasi lo stesso tempo nel cielo diurno che in quello notturno.

Il motivo è che la Luna può trovarsi a qualsiasi distanza angolare dal Sole.

Se il Sole è sopra l’orizzonte, anche la Luna può essere visibile in cielo.

Quando ad esempio si trova 90° a destra (ovest) dalla nostra stella, la Luna sarà ben visibile di mattina in fase di ultimo quarto.

Mentre se si trova 90° a sinistra, vedremo una bella mezza luna nel cielo del pomeriggio.

In una parola, la luna crescente è meglio visibile nel pomeriggio, la Luna calante si può invece osservare meglio la mattina.

Esistono soltanto due momenti nei quali la Luna non si vede di giorno:

1. la luna nuova, quando la Luna è proprio invisibile perchè ci mostra il suo emisfero in ombra e si trova in direzione del Sole
2. la luna piena, quando la Luna sorge nel momento in cui il Sole tramonta e tramonta quando il Sole sorge.

“La Luna può assumere qualunque distanza angolare dal Sole e pertanto può trovarsi alta in cielo nello stesso momento in cui vi si trova il Sole.

La Luna perciò è visibile di giorno (più o meno bene e più o meno a lungo) praticamente ogni giorno!”

TRE APPROFONDIMENTI

1) La Luna non ha luce propria

“Pensiamo al motivo per cui possiamo vederla di notte. A differenza del Sole, la Luna non crea luce propria. Possiamo vederla solo perché la luce del Sole si riflette sulla sua superficie. Anche le stesse sono sempre lì, nel cielo. Non possiamo vederle perché il cielo è troppo luminoso.”

2) L’intera faccia della Luna

“Durante la Luna piena il nostro satellite è opposto al Sole. Ecco perché possiamo vedere la sua intera faccia  che riflette la luce del Sole. Succede quando durante la rotazione della Terra, la Luna sorge mentre il Sole tramonta, ma solo in quell’unico giorno del mese.“

“Durante la Luna nuova, il nostro satellite si trova tra il Sole e la Terra e il lato illuminato dal Sole, è rivolto lontano dal nostro pianeta. Ciò significa che la Luna è sempre lì, ma non possiamo vederla durante il giorno, perché tutta la luce del sole viene riflessa lontano da noi”.

“Man mano che la luna continua nella sua orbita attorno alla Terra, lontana dal Sole, è visibile parte della sua superficie illuminata dal sole. Questo è il motivo per cui la luna a volte appare come una falce o mezzaluna.“

3) Qual è il momento migliore per vederla di giorno

“Sicuramente quando è nelle fasi del primo e dell’ultimo quarto (a 90 gradi dal Sole) perché è in quel momento  che possiamo vedere metà del suo lato illuminato mentre il Sole è ancora alto. A metà della sua orbita è “dietro” la Terra rispetto al Sole, in questo momento possiamo vedere l’intera superficie illuminata dal Sole. Questo fenomeno è noto come Luna piena, ma visibile solo di notte.”

“Certo, di giorno il cielo è illuminato fortemente dalla luce solare e la luna è quanto meno “sbiadita”. Per cui dovremmo impegnarci di più per osservarla e comunque non è sempre possibile (anche quanto non è in fase nuova).”

Bene.

Questa è una spiegazione piuttosto seemplice che può andar bene per molti, bambini compresi.

Ma se appartenete al gruppo più ristretto degli appassionati della materia o se siete semplicemente desiderosi di approfondire, vi propongo una spiegazione molto più completa e approfondita.

Riporto letteralmente la spiegazione scientifica data dall’ Astrofisico Luca Tortorelli.

LA SPIEGAZIONE SCIENTIFICA

“È un fenomeno tutt’altro che insolito, ma per molti è ancora misterioso. Il fenomeno dipende dalla luminosità del nostro satellite rapportata a quella del cielo. Capiamo perché la Luna non si vede solo di notte.

Data la sua vicinanza alla Terra, la Luna domina il cielo notturno proiettando ombre in prossimità dei giorni di Luna piena. Talvolta vi sarà però capitato di vedere la Luna anche di giorno e quindi di chiedervi: perché la Luna è visibile anche di giorno?

Il motivo è strettamente legato al confronto tra il valore della brillanza superficiale della Luna e quella del cielo diurno. La brillanza superficiale è una grandezza usata dagli astronomi per esprimere quanto è luminoso un corpo celeste esteso per unità di area angolare che occupa nel cielo. Se la brillanza superficiale di un oggetto è confrontabile con quella del cielo, o superiore, allora l’oggetto risulta visibile a occhio nudo. In caso contrario l’oggetto è visibile solo tramite strumenti di osservazione.

La brillanza superficiale della Luna dipende da una combinazione di vari fattori, tra cui quanta radiazione luminosa proveniente dal Sole viene riflessa dalla Luna verso la Terra, quanta area in cielo occupa la Luna nelle sue varie fasi e la posizione relativa tra la Terra, la Luna e il Sole. Data la sua definizione, per poter calcolare la brillanza superficiale della Luna e confrontarla con quella di una stessa area del cielo diurno o notturno, abbiamo bisogno di sapere quanta radiazione luminosa proviene dalla Luna e quale è l’area in cielo occupata dalla Luna.”

CALCOLIAMO LA BRILLANZA SUPERFICIALE DELLA LUNA

“La Luna, come tutti i corpi del Sistema Solare escluso il Sole, non emette luce visibile, ma riflette la radiazione emessa dal Sole. Questo implica che la luce che osserviamo provenire dalla Luna è la stessa che proviene dal Sole, ma rimodulata dalla riflessione sulla superficie lunare e dal passaggio attraverso l’atmosfera terrestre. Per poter calcolare la quantità di luce che osserviamo provenire dalla Luna abbiamo quindi bisogno di due ingredienti: quanta luce solare incide sulla superficie lunare e la frazione di questa luce che viene riflessa.

La quantità di luce solare che incide sulla superficie della Luna o ogni altro corpo del Sistema Solare ad una certa distanza dal Sole si calcola conoscendo la luminosità del Sole, cioè quanta energia ogni secondo esso produce, e la distanza dell’oggetto dal Sole stesso. Più ci si allontana dal Sole, meno energia luminosa incide su di un corpo celeste, diminuendo con l’inverso del quadrato della distanza dal Sole.

Gli astronomi sono soliti indicare la luminosità apparente di un oggetto celeste in unità di magnitudini, una unità legata alla quantità di energia prima esposta attraverso il logaritmo in base 10 e un fattore -2,5. Maggiore è il valore della magnitudine, meno luminoso è un oggetto. Il Sole ha una magnitudine pari a circa -26,74 da Terra, per cui, visto che la distanza della Terra e della Luna dal Sole è simile, possiamo assumere con buona approssimazione questo valore come valido anche per la Luna.”

La seconda quantità che ci interessa è la frazione della luce incidente sulla Luna che viene riflessa verso l’esterno. Questa quantità dipende direttamente dalla composizione della superficie dell’oggetto e dalla presenza o meno di atmosfera. La Luna nel complesso riflette mediamente il 14% della luce che giunge sulla sua superficie.

La combinazione di quantità di luce riflessa e ricevuta dal Sole permette di ottenere un valore approssimativo della magnitudine apparente della Luna, che, nel caso di Luna piena, risulta essere di –12,74, ovvero 400mila volte meno brillante del Sole.”

L’ AREA OCCUPATA DALLA LUNA IN CIELO

“È esperienza comune osservare come la Luna sia, insieme al Sole, l’oggetto che a occhio nudo ha l’estensione angolare maggiore in cielo. Considerando solamente la parte illuminata, l’area occupata in cielo varia a seconda delle fasi lunari, che seguono un ciclo di 29,5 giorni terrestri.

L’area angolare occupata in cielo dalla Luna è calcolabile utilizzando la semplice trigonometria nota la distanza media Terra-Luna, 384.400 km in media, e il diametro della Luna, pari 3474 km. L’area massima, in corrispondenza della fase di Luna piena, ha un diametro angolare di 0,52 gradi, quindi vale circa 0,21 gradi quadrati.”

IL CONFRONTO COL CIELO DIURNO E NOTTURNO

“Conoscendo l’area occupata in cielo e la magnitudine apparente della Luna possiamo calcolare la sua brillanza superficiale, che va da 3,5 a 6 magnitudini per arcosecondo quadrato nel visibile (1 grado è pari a 3600 arcosecondi). Questi valori di per se non dicono nulla se non sono confrontati ai medesimi valori per il cielo diurno o il cielo notturno.

Il cielo diurno, lontano dalla posizione occupata in cielo dal Sole, ha una brillanza superficiale di circa 4 magnitudini per arcosecondo quadrato. Confrontando questo dato con i valori per la Luna possiamo notare come le due brillanze superficiali abbiano valori confrontabili, dando così una spiegazione quantitativa al perché la Luna risulta spesso essere visibile anche di giorno. Il cielo notturno ha invece una brillanza superficiale che, nel caso di un cielo cittadino, è circa pari a 18 magnitudini per arcosecondo al quadrato. Siccome un valore più alto corrisponde a un oggetto meno brillante, il cielo notturno risulta essere molto più debole rispetto alla Luna nelle sue varie fasi e di conseguenza la Luna risulta essere sempre chiaramente visibile.”

L’ IMPORTANZA DELLE FASI LUNARI

“È importante aggiungere a questo discorso anche una precisazione che riguarda le fasi lunari. La Luna è visibile di giorno principalmente in prossimità delle fasi di primo quarto e ultimo quarto. Il motivo è legato alla posizione in cielo della Luna relativamente a quella del Sole.

Quando la Luna è nuova, la sua posizione in cielo, per definizione, è in longitudine coincidente con quella del Sole. Inoltre, la faccia rivolta verso di noi è in completa ombra, di conseguenza essa risulta invisibile a occhio nudo da Terra. Man mano che la Luna si allontana dalla fase nuova, la sua distanza angolare dal Sole aumenta gradualmente. Inizialmente la Luna continua a non essere visibile durante il giorno poiché, essendo ancora relativamente “vicina” al Sole, si trova in una posizione in cui il cielo ha una brillanza superficiale molto superiore a quella della Luna stessa.

In corrispondenza della fase di primo quarto, la distanza angolare della Luna dal Sole aumenta abbastanza da far si che, nei pressi della sua posizione, il cielo abbia un valore della brillanza superficiale che è confrontabile a quello della Luna, rendendola così visibile di giorno.

Giunti nella fase di Luna piena, si ritorna però a una situazione in cui la Luna è visibile solo di notte, poiché la posizione in cielo della Luna è di 180 gradi opposta a quella del Sole. Di conseguenza essa risulta visibile in cielo solo quando il Sole è già tramontato. Dopo il plenilunio, nella fase di ultimo quarto, la situazione è analoga a quella del primo quarto e pertanto anche in questa fase la Luna può essere visibile di giorno.”

Credo di essere riuscita ad accontentare anche i più esigenti, con una spiegazione così approfondita.

Concludo con alcune frasi di Tahereh Mafi, una scrittrice americana nata in una piccola cittadina del Connecticut nel 1988. E’ la più giovane di cinque figli, i cui genitori sono immigrati iraniani. 

“La luna è una compagna fedele.
Non va mai via. È sempre di guardia, risoluta, ci conosce con il buio e con la luce, e come noi è in continua trasformazione. Ogni giorno è una versione diversa di se stessa. A volte tenue e pallida, altre intensa e luminosa. La luna sa cosa significa essere umani.
Insicuri. Soli. Butterati dalle imperfezioni”
(Tahereh Mafi)

Parola di Mastrogessetto!