เงาของโลก

เงาของโลก (หรือ เงาโลก) คือเงาที่โลกทอดผ่านบรรยากาศโลกของมันเองและเข้าสู่อวกาศไปทางจุดตรงข้ามดวงอาทิตย์ ในช่วงสนธยา (ทั้งต้นพลบค่ำและปลายรุ่งอรุณ) ชายขอบที่มองเห็นของเงานี้ – บางครั้งเรียกว่า ส่วนมืด หรือ ลิ่มสนธยา – จะปรากฏเป็นแถบสีเข้มและฟุ้งอยู่เหนือขอบฟ้า โดยจะเห็นได้ชัดเจนที่สุดเมื่อท้องฟ้าปลอดโปร่ง

เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางเชิงมุมของดวงอาทิตย์และดวงจันทร์เมื่อมองจากพื้นผิวโลกมีค่าเกือบเท่ากัน อัตราส่วนของความยาวเงาโลกเมื่อเทียบกับระยะทางระหว่างโลกกับดวงจันทร์จึงเกือบเท่ากับอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกและดวงจันทร์

เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของโลกมีค่ามากกว่าของดวงจันทร์ 3.7 เท่า ความยาวของอุมบราของโลกจึงยาวกว่าระยะทางเฉลี่ยจากดวงจันทร์ถึงโลก 3.7 เท่า หรือประมาณ  เส้นผ่านศูนย์กลางของเงาโลกที่ระยะดวงจันทร์มีค่าประมาณ  หรือ 2.6 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางดวงจันทร์ ซึ่งทำให้สามารถสังเกตการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงจากโลกได้

 การปรากฏ 

เงาโลกที่ทอดลงบนชั้นบรรยากาศสามารถมองเห็นได้ในช่วงเวลาพลบค่ำระยะ "พลเรือน" (civil twilight) หากท้องฟ้าแจ่มใสและขอบฟ้าไม่ถูกบดบังมากนัก โดยขอบเงาจะปรากฏเป็นแถบสีม่วงน้ำเงินเข้มไปจนถึงม่วงอมน้ำเงินที่ทอดยาวไปทั่ว180° ของขอบฟ้า อยู่ตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ กล่าวคือ ปรากฏบนท้องฟ้าทางทิศตะวันออกในช่วงพลบค่ำ และปรากฏบนท้องฟ้าทางทิศตะวันตกในช่วงรุ่งอรุณ ก่อนพระอาทิตย์ขึ้น เงาโลกจะค่อย ๆ ถอยหายไปเมื่อดวงอาทิตย์โผล่ขึ้นมา หลังพระอาทิตย์ตก เงาโลกจะค่อย ๆ สูงขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ตกลงไป

เงาโลกสามารถมองเห็นได้ชัดที่สุดเมื่อขอบฟ้าต่ำ เช่น บริเวณทะเล และเมื่อท้องฟ้าแจ่มใส นอกจากนี้ หากผู้สังเกตอยู่ในระดับความสูงที่มากขึ้นในการมองไปยังขอบฟ้า เงาที่ปรากฏก็จะมีความคมชัดยิ่งขึ้น

 สายคาดเอวของวีนัส หรือ แถบโค้งสนธยา 


ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในท้องฟ้าบริเวณเดียวกันเรียกว่า หรือ สายคาดเอวของวีนัส หรือแถบโค้งสนธยา () หรือ แสงเงินแสงทอง () เป็นแถบสีชมพูที่ปรากฏอยู่เหนือเงาโลกซึ่งมีสีฟ้า เกิดขึ้นในท้องฟ้าตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ ชื่อนี้ตั้งตามดาวศุกร์ ซึ่งหากปรากฏก็จะอยู่ในบริเวณท้องฟ้าแถบนี้พอดี

แถบโค้งสนธยาไม่มีเส้นแบ่งที่ชัดเจนกับเงาโลก แต่จะค่อย ๆ ผสมผสานเปลี่ยนสีจากฟ้าเป็นชมพูในท้องฟ้า

ปรากฏการณ์นี้แตกต่างจาก แสงเรืองรอง (afterglow) ซึ่งจะปรากฏในด้านตรงข้ามทางเรขาคณิตของท้องฟ้า

 สี 
เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ใกล้ขอบฟ้าในช่วงพระอาทิตย์ขึ้นหรือพระอาทิตย์ตก แสงอาทิตย์จะปรากฏเป็นสีแดง เนื่องจากแสงต้องผ่านมวลบรรยากาศที่หนากว่าปกติ บรรยากาศทำหน้าที่กรองโดยกระเจิงแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นออกไป เหลือเพียงแสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า (สีแดง)

จากมุมมองผู้สังเกตการณ์ แสงสีแดงนี้จะส่องกระทบอนุภาคขนาดเล็กในบรรยากาศต่ำฝั่งตรงข้ามกับดวงอาทิตย์ และสะท้อนกลับ (การกระเจิงย้อน) มายังผู้สังเกตการณ์ ทำให้แถบวีนัสปรากฏเป็นสีชมพู

ยิ่งดวงอาทิตย์ตกต่ำลงมากเท่าไร เส้นแบ่งระหว่างเงาโลกและแถบวีนัสก็จะยิ่งไม่ชัดเจน เนื่องจากแสงอาทิตย์ส่องผ่านเฉพาะชั้นบรรยากาศสูงที่บางกว่า อนุภาคในชั้นนั้นมีน้อย แสงสีแดงจึงไม่ถูกกระเจิง และตาของผู้สังเกตจะเห็นเพียงท้องฟ้าสีฟ้า (จากการกระเจิงแบบเรลีย์) ในที่สุดทั้งเงาโลกและแถบวีนัสจะค่อย ๆ จางหายไปในความมืดของท้องฟ้ายามค่ำคืน

 สีของจันทรุปราคา 


เงาของโลกมีความโค้งเช่นเดียวกับตัวโลกเอง และอุมบราของมันทอดยาวออกไปประมาณ  ในอวกาศ (อย่างไรก็ตาม แอนตัมบรา สามารถทอดยาวออกไปได้อย่างไม่สิ้นสุด) เมื่อดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ อยู่ในแนวระนาบเดียวกัน (หรือใกล้เคียง) โดยโลกอยู่ระหว่างดวงอาทิตย์และดวงจันทร์ เงาของโลกจะตกลงบนผิวดวงจันทร์ด้านที่หันเข้าหากลางคืนของโลก ส่งผลให้เงานั้นค่อย ๆ บดบังพระจันทร์เต็มดวง และเกิดจันทรุปราคาขึ้น

แม้ในช่วงที่เกิดจันทรุปราคาเต็มดวง ก็ยังมีแสงอาทิตย์บางส่วนไปถึงดวงจันทร์ได้ แสงนี้ถูกหักเหเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศโลก โดยที่โมเลกุลของอากาศและละอองลอยในชั้นบรรยากาศโลกจะทำให้แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นถูกกระเจิงออกไป ดังนั้นแสงที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าอย่างแสงสีแดงจึงสามารถไปถึงดวงจันทร์ได้ เช่นเดียวกับแสงที่เห็นเป็นสีแดงในพระอาทิตย์ตกหรือพระอาทิตย์ขึ้น แสงสีแดงที่อ่อนนี้ทำให้ดวงจันทร์ในช่วงจันทรุปราคาเต็มดวงมีสีแดงหม่นหรือสีทองแดง

 ดูเพิ่ม 
 เงาบร็อกเคิน — เงาขยายของผู้สังเกตที่ปรากฏบนกลุ่มเมฆในทิศตรงข้ามกับดวงอาทิตย์

 อ้างอิง 

 แหล่งข้อมูลอื่น 
 Definition of "dark segment"
 Image showing a much larger segment of the sky with dark segment and Belt of Venus
 Shadow of Earth, Belt of Venus as seen over Half Dome, Yosemite National Park, displayed in an interactive panorama. Scroll to the bottom of the post to view, after all other Yosemite panoramas. 

หมวดหมู่:ปรากฏการณ์ทางแสงในชั้นบรรยากาศ
หมวดหมู่:เงา
เงา
หมวดหมู่:ท้องฟ้า