Astronomie

Pourquoi le terminateur de la Lune semble-t-il « faux » sur cette image ?

Pourquoi le terminateur de la Lune semble-t-il « faux » sur cette image ?

Il y a une image de la lune dans l'article en ligne de la National Public Radio Préparez-vous pour Halloween en regardant l'Occultation de la Lune ce soir. Cela me semble faux - en particulier, la gradation de la luminosité près du terminateur - ou son absence.

L'image est créditée "Une occultation de la lune gibbeuse décroissante sera visible mardi soir dans certaines parties des États-Unis. JPL/NASA" mais je me demande si cela est vrai. Quelque chose semble juste "mauvais" ici.

Dans l'article original, le JPL/NASA contient un lien vers cette page, qui contient actuellement cette image également montrée ci-dessous. Cela ressemble plus à une photographie réelle.

Et voici une image NASA/JPL de https://svs.gsfc.nasa.gov/4404 pour 2016-10-19 04:00 UT, qui, si je comprends bien, n'est pas en fait une photographie, mais simulée à partir de données LRO. Il illustre également que le terminateur devrait être gradué du clair au foncé et contenir le contraste de l'ombrage.


dessus: terminateur des trois images. Le terminateur réaliste sur la droite montre une intensité graduée et une forte ombrage de la lumière incidente très oblique.


La raison pour laquelle l'image de la lune semble fausse est qu'elle est fausse. Ce n'est pas une image réelle de la lune $-$ au moins le terminateur n'est pas réel.

L'article original que vous citez a un lien juste en dessous de leur image indiquant la source de leur image de la lune. Cette source est le planificateur de ciel nocturne, hébergé par JPL. Vous trouverez la même image sur ce site Web, bien que légèrement plus sombre (il semble que les gens de NPR aient un peu éclairci l'image).

Si vous creusez un peu plus, vous verrez que le planificateur du ciel nocturne a obtenu son image de cette lune de quelqu'un d'autre. Dans le code html, ils ont l'image définie comme :

the moonObservatoire national des États-Unis.

Après avoir creusé un peu, j'ai découvert ce qui se passait exactement ici. Le but de ce site est de vous montrer la phase actuelle de la lune. Pour ce faire, ils prennent une seule image de la pleine lune et ombragent artificiellement une région pour la faire apparaître comme la phase actuelle de la lune. Vous pouvez voir leur processus ici et comment cela a été fait par un certain R. Schmidt. Ils ont décomposé les phases de la lune en 181 images que vous pouvez télécharger ici, si cela vous intéresse.

Comme vous pouvez le voir, le terminateur sur cette image est faux car il ne s'agit pas d'une image réelle de la phase actuelle de la lune, mais plutôt d'un "ombrage" généré par ordinateur de la pleine lune pour indiquer la phase actuelle de la lune.


Laboratoire d'astronomie élémentaire hybride/sur campus (108)

Il y a beaucoup à apprendre en observant simplement la Lune sans télescope, nuit après nuit, mois après mois et même année après année. Le 8 septembre 2013, de l'extérieur du bâtiment de physique et d'astronomie sur le campus, voici comment il est apparu juste après le coucher du soleil.


La brillante "étoile du soir" à côté est Vénus. À l'époque, il était encore de l'autre côté du Soleil, commençant à s'approcher de la Terre sur sa propre orbite plus rapide. Pendant des mois après, lorsque la Lune est réapparue dans la soirée, Vénus serait là aussi jusqu'en avril 2014, date à laquelle elle a dépassé la Terre puis s'est déplacée vers le ciel du matin. Si vous aviez un télescope et que vous pouviez voir Vénus de près la nuit où cette photo a été prise, elle aurait été à moitié illuminée, comme un premier quartier de Lune. Juste avant de passer par la Terre, en avril de l'année suivante, c'était aussi un mince croissant de soleil.

L'apparence de la Lune (et de Vénus et Mercure) dépend de sa position par rapport au Soleil et à la Terre. Pour comprendre cette image, imaginez que le Soleil est sous l'horizon à votre droite. Il éclaire la Lune sphérique à très grande distance, éclairant la moitié de la surface de la Lune qui se trouve du côté le plus proche du Soleil. De la Terre, nous ne voyons qu'une partie de cette sphère illuminée, et pour nous, cela ressemble à ce croissant. Chaque jour, la Lune progresse plus loin dans son orbite autour de la Terre et se déplacerait chaque nuit davantage vers l'est, montrant de plus en plus de la surface illuminée pour ceux d'entre nous sur Terre.

Les détails

Les mouvements de la Terre et de la Lune déterminent son apparence. Si vous pouviez vous mettre dans l'espace en regardant notre système solaire, vous verriez la Terre et la Lune toutes deux en orbite autour du Soleil, mais dans des plans différents et à des vitesses différentes.

  • Rotation de la Terre sur son axe toutes les 23 heures 56 minutes
  • Révolution de la Terre autour du Soleil 365,256 jours
  • Rotation de la Lune sur son axe tous les 27,3 jours
  • Révolution de la Lune autour de la Terre 27,3 jours
  • Révolution de la Lune par rapport à la ligne Terre-Soleil 29,5 jours
  • Pointe de l'axe de la Terre par rapport au plan de son orbite 23,5 degrés
  • Pointe de l'orbite de la Lune à l'orbite de la Terre 5 degrés
  • Pointe de l'axe de la Lune à l'orbite de la Lune 6,7 degrés
  • L'orbite de la Lune est elliptique, qu'elle soit vue par rapport à la Terre ou par rapport au centre de gravité de la Terre et de la Lune
  • Son approche la plus proche de la Terre d'environ 360 000 km et la plus éloignée de la Terre d'environ 406 000 km. L'orbite "géocentrique" a un demi-grand axe de 384 400 km.


Il y a beaucoup de choses à traiter ici, alors concentrons-nous sur quelques idées essentielles dont vous avez peut-être entendu parler dans un cours d'astronomie

  • Tous les 29,5 jours en moyenne, la Lune réapparaît après la nouvelle Lune dans le ciel du soir
  • Division par 4, premier trimestre, plein, dernier trimestre et nouveau à nouveau sont séparés d'un peu plus de 7 jours
  • Vue de l'espace, la Lune orbite autour de la Terre en moins de temps, environ 27 jours, mais il faut 2 jours de plus pour rattraper la ligne Terre-Soleil et revenir à nouveau
  • La Lune tourne en orbite et garde en moyenne la même face vers la Terre (le côté "proche") et loin de la Terre (le côté "loin")
  • La rotation est à un rythme régulier, mais le mouvement orbital s'accélère et ralentit, nous voyons un peu plus à l'est et à l'ouest du côté proche au cours du mois
  • L'axe de rotation est incliné vers le plan orbital, nous voyons un peu plus au nord et au sud que seulement 50% de la Lune au cours du mois
  • Le plan orbital est incliné vers l'équateur terrestre, les points de lever et de coucher de la Lune à l'horizon varient au cours de l'année
  • La direction du plan orbital "précesse" lentement, prenant 18,6 ans pour effectuer un tour complet car il maintient une pointe presque constante par rapport au plan de l'orbite terrestre. La direction dans laquelle il va est dans le sens des aiguilles d'une montre en regardant vers le bas sur l'orbite.
  • La direction du demi-grand axe de l'ellipse qui définit l'orbite de la Lune prend environ 8,9 ans pour compléter un cycle. la direction dans laquelle il va est dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, également vu en regardant vers le bas sur l'orbite.

Si vous voulez voir les dates et les positions de la Lune, grâce à Newton et aux mesures de précision de son emplacement, nous pouvons la prédire très précisément à partir des lois du mouvement et de la gravité, ainsi que d'une géométrie complexe. Heureusement, il existe un programme qui le fera pour nous en ligne.

Visualiser les mouvements

Récemment, chaque année, la NASA a produit une animation qui montre l'apparence de la Lune au cours de l'année, et vous permet de voir comment la complexité des orbites de la Terre et de la Lune, et leurs rotations, se combinent pour modifier l'apparence de la Lune. C'est celui de 2020. Si ce n'est pas l'année en cours ou l'année qui vous intéresse, essayez de rechercher "YouTube" pour "NASA moon 2020" ou une autre année d'intérêt.

Pour une meilleure vue, cliquez sur l'icône "plein écran" en bas à droite, ou utilisez le lien sur la page des ressources pour obtenir l'animation dans la fenêtre du navigateur en taille réelle. En plein écran, vous pouvez voir les noms des cratères apparaître lorsqu'ils sont mis en surbrillance. L'animation couvre une année complète.

Cette animation ne vous montre pas comment le lever et le coucher de la Lune à l'horizon varient au cours d'un mois, d'un mois à l'autre ou même d'une année à l'autre. C'est en effet très complexe, mais c'était connu des architectes de Stonehenge qui ont placé des lignes de vue dans la structure marquant les extrêmes de la progression lunaire à l'horizon. On suppose que ces lignes ont permis de prédire l'occurrence des éclipses lunaires et solaires. Il y a une courte conférence vidéo à ce sujet si vous êtes intéressé par l'archéologie de Stonehenge et son fonctionnement.

Premières questions sur l'observation de la Lune

1. Quelle est la phase de la Lune maintenant ? En répondant à cette réponse, vous devrez également nous indiquer la date afin que nous puissions la vérifier. Identifiez la phase comme nouvelle, croissant croissant (croissant), premier quart, croissant gibbeux, plein, croissant gibbeux décroissant (décroissant), dernier quart croissant décroissant. Les termes "croissant" et "décroissant" sont couramment utilisés pour décrire l'apparence de la Lune, mais peuvent être nouveaux pour vous. Vous aurez besoin d'une nuit claire et de quelques minutes pour sortir et vous chercher.

2. Quand la Lune sera-t-elle la prochaine fois au dernier quartier, et à quelle heure de la nuit, heure locale, se lèvera-t-elle ? (Si c'est maintenant le dernier trimestre, indiquez celui du mois prochain.) Pour cela, utilisez les ressources en ligne liées à notre page de ressources Lune .

3. Mesurez vous-même la taille angulaire apparente de la Lune dans le ciel nocturne. Que trouvez-vous? Voici comment procéder.

Comment mesurer la taille angulaire de la Lune

Vous aurez besoin de quelque chose à mesurer avec une petite règle, un étalon ou un ruban à mesurer. De plus, vous aurez besoin d'une nuit où vous pourrez voir la Lune. Attendez juste l'occasion de terminer celui-ci. Étendez complètement votre bras et mesurez la distance entre les extrémités de vos doigts et votre œil. Pour la plupart des gens, ce sera environ 1 mètre, un peu moins de 1 mètre. Si vous utilisez des unités métriques, mesurez au centimètre près. En unités impériales (non recommandées pour la science), mesurez au pouce près.

Lorsque la Lune est visible, tenez quelque chose de suffisamment petit à bout de bras. Vous pouvez essayer la gomme au bout du crayon, mais vous aurez peut-être besoin de quelque chose d'un peu plus petit que cela. Choisissez un objet juste assez grand pour bloquer un diamètre de la Lune. Si le diamètre de l'objet que vous avez choisi est (d) et la longueur de votre bras est (ell) , l'angle couvert par la Lune est d'environ

( heta = 180/pi imes d/ell = 57,3 imes d/ell )

en degrés. Cela fonctionne tant que l'angle est petit, et c'est une approximation courante pour l'astronomie. Pour donner un exemple, supposons que vous trouviez qu'un objet de 6 mm de diamètre couvrait la Lune alors qu'elle se trouvait à 750 mm de votre œil. L'angle serait

( hêta = 57,3 fois 6/750 = 0,46^circ )

En répondant à cette question, il vous sera demandé de décrire les détails de la façon dont vous avez effectué la mesure. Il est utile de prendre des notes, puis de remplir toutes les réponses sur ce site en une seule fois.

Pleine lune

Depuis la page des ressources, cliquez sur "Full Moon" ou allez directement sur ce lien

pour voir une image télescopique de la pleine Lune. Celui-ci a été pris quelques jours avant qu'il ne soit complètement plein, mais il montre la majeure partie de la surface avec l'éclairage direct de la lumière du soleil caractéristique du moment où la Lune est dans la direction opposée au Soleil. Nous voyons la Lune avec le Soleil derrière nous, et il n'y a pas d'ombres au centre de la Lune. Vous en remarquerez le long du côté gauche (à l'est car la Lune est dans le ciel).

Remarquez les caractéristiques lumineuses avec des "rayons" qui s'étendent loin sur le disque. Ces cratères "rayonnés" ont été créés par des impacts récents (à une échelle de temps lunaire) qui ont éclaboussé des débris sur la surface plus sombre, et le matériau des rayons traverse des éléments plus anciens tels que le basalte sombre qui met en évidence les grands bassins d'impact appelés mare lunaire (ou mers) . Répondez à ces questions en regardant cette image et à l'aide de cartes lunaires et de liens sur la page de ressources pour identifier les noms.

Juste un petit mot sur les directions. Il est courant d'étiqueter les objets planétaires par des directions analogues aux directions de la boussole sur Terre. Tout comme lorsque vous regardez un globe terrestre avec le nord vers le haut, le côté ouest serait à votre gauche et le côté est serait à votre droite, lorsque vous regardez la Lune dans le ciel, son "ouest" est à votre gauche et son "est" est sur votre droite. Ce sont des directions qu'une personne marchant sur la Lune utiliserait. Cependant, pour nous, ici sur Terre, l'est est à notre gauche et l'ouest est à notre droite. Dans le ciel, les directions sont inversées pour nous de gauche à droite par rapport à ce qu'elles seraient pour une personne cartographiant la Lune sur la Lune. Ici, nous ferons référence aux directions de la boussole de notre point de vue de sorte qu'avec le nord vers le haut, l'est dans notre ciel est à notre gauche. Cependant, si vous regardez une carte lunaire, elles peuvent être inversées. Les images de notre page de ressources montrent la Lune telle que vous la verriez de vos propres yeux dans notre ciel nocturne de l'hémisphère nord.

4. Au fond, ou à l'extrémité polaire sud, il y a un cratère rayonné majeur. Pour qui porte-t-il son nom et pour quoi était-il célèbre ?

5. Environ à mi-chemin de haut en bas, mais vers la gauche, il y a un autre grand cratère brillant à rayons. A côté, plus à l'est (à gauche), il y en a un plus petit. Quels sont leurs noms?

6. Mare Imbrium, la mer des « pluies », est prédominante dans l'image de la pleine lune. C'est un grand bassin rond rempli de lave, délimité par une chaîne de montagnes sur les 3/4 de son contour qui est le bord restant du cratère maintenant rempli de basalte. Quelques rayons le traversent par en dessous. Identifiez Mare Imbrium sur l'image. Identifiez également les « Apennins ». Si vous avez besoin d'aide, essayez les liens dans Wikipedia qui vous guideront vers ces régions. En répondant, vous leur identifierez l'image mais pour l'instant faites juste une note afin que vous puissiez la remplir plus tard.

Apollo 15 a atterri à Mare Imbrium.

7. À l'aide de l'image de la pleine lune à l'écran et d'une règle, mesurez le diamètre du disque plein et mesurez approximativement le diamètre de la Mare Imbrium circulaire. Quelle est la distance en kilomètres de Mare Imbrium ? (Il y a 0,62 mille dans 1,0 km.)

Voici comment comprendre cela. Le diamètre total de la Lune est de 3474 km. Mesurez le diamètre de l'image et appelez cela (D_) . Mesurez le diamètre de la jument en utilisant la même échelle (mm recommandé) et appelez cela (d_) . Puis la proportion simple donne la taille de la jument en kilomètres

En fournissant votre réponse, pensez à l'effet de la surface incurvée de la Lune sur la façon dont cette mesure est effectuée. Si vous vouliez faire une mesure vraiment précise, que faudrait-il ? À titre de comparaison, les États-Unis continentaux mesurent environ 4 300 km de diamètre, c'est-à-dire qu'ils sont plus gros que la Lune entière !

Premier quartier de lune

Sélectionnez maintenant l'image du premier quartier de la Lune à partir de la page des ressources, ou allez directement ici

Dans ce cas, l'angle de la Lune à la Terre est de près de 90 degrés par rapport à l'angle au Soleil et la Lune apparaît à moitié illuminée. Nous l'appelons un "quart" plutôt qu'une "demi" Lune, sachant que nous ne voyons que 25% de sa surface.

8. La jument ovale à l'aspect plat qui se trouve à l'extrême droite du centre (côté ouest de notre ciel) de l'image est également visible dans d'autres images qui se trouvent sur la page de ressources. Quel est son nom et pourquoi a-t-il l'air ovale plutôt que rond ? Pour un indice, regardez aussi l'apparence des cratères vers le pôle sud de la Lune.

Agrandissez l'image en cliquant sur le bouton "+" afin de voir autant de détails que possible. Regardez le long du terminateur, la ligne séparant les côtés clair et sombre au centre. Si vous étiez sur le terminateur, le soleil serait à l'horizon et les ombres seraient très longues. Près du sommet (nord), à la limite de Mare Imbrium, il y a un cratère rond avec les montagnes qui définissent son bord se dressant juste au soleil. C'est le cratère Platon que nous examinerons attentivement ensuite. Avant d'y arriver, juste à sa droite se trouve une entaille à travers le bord de la Mare Imbrium, souvent appelée la vallée alpine ou Vallis Alpes. Bien qu'il semble que quelque chose ait balayé cette zone lors d'un impact (Mare Imbrium a plus de 3,8 milliards d'années), ce fond de vallée est également rempli de lave.

9. Qu'est-ce qui a causé cette fonctionnalité ? (Indice : Lisez la suite ici, ou ailleurs, pour trouver la réponse.) Quel est le nom de l'autre jument de forme irrégulière qui se trouve « au nord » de Mare Imbrium et à laquelle s'étend cette vallée ? Comprendre ces points de repère permet de trouver plus facilement son chemin autour de la Lune à n'importe quelle phase et de placer ses caractéristiques accidentées dans un contexte de la façon dont elles se sont formées.

Platon

Le cratère Platon que vous avez trouvé dans l'image du premier quartier de la Lune est mieux vu un jour ou deux plus tard lorsque la lumière du soleil atteint le cratère. Nous en avons une image plus détaillée

et bien que quelques meilleures photos aient été prises avec des télescopes terrestres, celle-ci montre presque tous les détails qui peuvent être capturés à moins que le ciel ne soit exceptionnellement stable. Remarquez comment les ombres déchiquetées des montagnes formant son bord s'étendent bien dans le cratère à travers la coulée de lave qui a rempli son intérieur. Il y a quelques petits "craterlets" qui ont résulté d'impacts sur la Lune après l'événement qui a fait Platon. La question pour vous est : « Quelle est la hauteur des montagnes au-dessus du fond du cratère ?

Pour répondre à cette question, regardez les images complètes, du premier trimestre et du dernier trimestre. Ils montrent tous Platon, mais ce n'est que dans cette image détaillée que vous pouvez bien voir les ombres. Nous devons connaître l'angle du Soleil vu au-dessus de l'horizon sur Platon. Si vous connaissez cet angle, vous pouvez calculer la hauteur des montagnes.

Voici comment procéder, étape par étape.

Nous utiliserons le diamètre de Platon comme "échelle" pour mesurer les montagnes, alors trouvez son diamètre en regardant une image de la Lune où vous pouvez voir le diamètre complet de la Lune ainsi qu'un cratère bien défini. Utilisez la même méthode que vous avez utilisée pour trouver le diamètre de Mare Imbrium pour trouver le diamètre de Platon. Bien sûr, Platon est beaucoup plus petit que le grand bassin d'impact en dessous, mais l'idée de la mesure est la même.

Mesurez le diamètre de la Lune sur votre écran, le diamètre de Platon avec la même règle, puis à partir du rapport trouvez le diamètre de Platon en km.

10. Quel est le diamètre de Platon en km ?

Dans l'image détaillée de Platon liée ci-dessus, à quelle distance se trouvent les montagnes qui projettent leur ombre sur le fond du cratère du "terminateur" définissant la ligne de coucher du soleil sur la Lune. Utilisez le diamètre de Platon comme règle pour cela et faites une estimation du mieux que vous pouvez. Ce ne sera pas exact car la ligne de terminaison varie en fonction de la hauteur du terrain lunaire, mais vous pouvez obtenir une estimation qui est bonne à peut-être 20% si vous faites attention. Vous utiliserez cette distance pour trouver l'angle du Soleil au-dessus de l'horizon. Aujourd'hui cette distance est (X) donnée en km. La circonférence de la Lune est ( pi D ) où (D) est le diamètre de la Lune. Comme il faut 360 degrés pour parcourir toute la circonférence, si ces montagnes sont (X) du terminateur, elles forment un angle vu du centre de la Lune depuis l'équateur jusqu'aux montagnes en degrés

( heta = 360 imes (X/C) = 360 imes ( X / (pi imes 3474) ) )

( hêta = 0,033 x X ) degrés

si vous mesurez la distance (X) des montagnes au terminateur en km. Gardez à l'esprit que Platon n'est pas un très grand cratère, et cet angle sera plutôt petit. Maintenant, nous savons aussi à quelle hauteur le Soleil est dans le ciel de Platon en ce moment. Pensez-y.

Le soleil est à l'horizon pour un spectateur sur le terminateur. Au fur et à mesure que le point de vue se déplace vers le Soleil, le Soleil monte plus haut dans le ciel. Cela signifie que pour chaque degré où le point de vue se déplace dans cette direction, le Soleil monte d'un degré. Si le point de vue se déplaçait de 90 degrés, le soleil serait au-dessus. C'est vraiment simple à photographier.

11. Quelle est la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon lunaire vu depuis le centre de Platon ? Donnez votre réponse en degrés. Vous pouvez dire si votre réponse est raisonnable en considérant que le Soleil semblera faire le tour de la Lune en un mois lunaire, si vous étiez sur la Lune. Cela signifie qu'il fait 360 degrés en un mois, soit environ 12 degrés par jour. Si Platon était exactement sur le terminateur aujourd'hui, le Soleil serait à l'horizon vu de Platon. Le lendemain, le Soleil serait levé dans le ciel à 12 degrés au-dessus de l'horizon.

En utilisant à nouveau le diamètre de Platon comme bâton de mesure, quelle est la longueur de l'ombre des montagnes sur le fond du cratère en km ? Si l'ombre a une longueur (S) pour le Soleil à un angle ( heta) en degrés, tant que l'angle est petit la hauteur des montagnes est

Ici "H" est en km si vous mesurez S en km. Assurez-vous d'utiliser ( heta) en degrés. Le 57,3 convertit les degrés en radians.

12. Quelle est la hauteur de ce bord montagneux au-dessus du fond du cratère de Platon ?

Vous pouvez utiliser cette méthode avec prudence pour mesurer les profondeurs des cratères n'importe où sur la Lune en trouvant combien de temps il faut à la ligne du lever du soleil (terminateur) pour sortir du cratère, puis plus tard trouver la longueur de l'ombre du jante. Bien sûr, plus précisément maintenant, nous avons sondé la Lune depuis l'orbite qui l'entoure à l'aide de radars et de mesures d'altitude de précision, donc le terrain est très bien étudié.

Libération

Nous terminerons en revisitant l'idée de « libration », qui est l'apparent hochement de tête de la Lune qui nous laisse voir plus de la moitié de sa surface. La libration en latitude est nord-sud et se fait à partir de la pointe de l'axe de rotation de la Lune vue de la Terre. La libration en longitude est est-ouest et provient des variations de la vitesse orbitale de la Lune car son orbite est elliptique plutôt que parfaitement circulaire.

13. Parmi les images sur la page Web de ressources de notre télescope, recherchez la libration en comparant les images de différentes phases et dates. Qu'as-tu trouvé? Si vous avez du mal à voir l'effet, c'est plus dramatique dans la vidéo de la NASA. Après avoir regardé à nouveau la vidéo, revenez aux images et voyez si vous pouvez la trouver.


Alors pourquoi avons-nous appelé l'image “Shakesperean ?”

Shakespeare, la Lune et les épreuves et tribulations humaines sont tous réunis. Comme le dit Andrew McCarthy à propos de l'une de ses images : « En période d'incertitude, je regarde le ciel et je suis réconforté par la lune et les étoiles. » Si vous n'avez jamais ressenti un sentiment similaire, faites tester votre ADN. Vous n'êtes peut-être pas humain.

Shakespeare aimait aussi la Lune. Cela revenait souvent dans son travail. Par exemple, Lève-toi, beau soleil, et tue la lune envieuse, Qui est déjà malade et pâle de chagrin Que toi, sa servante, tu es bien plus belle qu'elle. . C'est de Roméo et Juliette.

Le barde a également pris un coup à l'astrologie dans le roi Lear et a souligné la folie de blâmer la Lune et d'autres corps pour leur propre malheur :

« C'est l'excellente farce du monde, que, lorsque nous sommes malades de la fortune, « souvent la surabondance de notre propre comportement, nous rendons coupables de nos désastres le soleil, la lune et les étoiles : nous étions des méchants par nécessité des imbéciles par des coquins de compulsion céleste, des voleurs et des traîtres, par des ivrognes à prédominance sphérique, des menteurs et des adultères, par une obéissance forcée de l'influence planétaire et de tout ce dans quoi nous sommes mauvais, par une poussée divine sur : une évasion admirable d'homme putain, de mettre sa disposition de chèvre à la charge d'une star.”

William Shakespeare, 1564-1616. Crédit d'image: Par John Taylor – Lien officiel de la galerie, domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5442977

Des grands comme Shakespeare nous font réfléchir à deux fois : la vie, l'amour, la nature, la Lune, notre destin. Ils nous le font voir avec des yeux neufs.

Et si ce n'est pas une déclaration trop grande, je pense que l'image de McCarthy de la Lune fait la même chose. Même à une époque où nos super-télescopes nous donnent des images splendides du cosmos et de tous les objets qui le peuplent, une image simple mais inaccessible de la Lune est en quelque sorte plus humaniste.


Je n'ai pas vérifié ces chiffres, mais quoi qu'il en soit, ils ne pourraient probablement pas expliquer l'illusion - personne ne serait jamais capable de discerner de manière fiable cette petite différence.

Et les diagrammes traitent principalement du soleil sous l'horizon, ou à l'horizon, ce qui rendrait cet exercice un peu plus difficile.

Si la terre était transparente et que vous imaginiez une ligne droite du soleil (même sous l'horizon) à la lune, cette ligne serait perpendiculaire au terminateur au degré nécessaire pour discuter de ce problème. C'est mon objection au diagramme - la ligne entre le soleil et la lune n'est pas perpendiculaire dans le diagramme, mais nous savons qu'elle l'est.

Je suis d'accord qu'il serait difficile de tracer mentalement cette ligne entre une presque pleine lune et le soleil - parce que nous en tant qu'observateurs serions entre eux - mais ce n'est pas comme si nous regardions la pleine lune et déduisons que le soleil brille derrière nous peu importe de quel côté nous nous tournons.

Voici une présentation d'un modèle de jouet qui pourrait aider à la visualisation. Nous supposons que l'orbite de la Terre, l'orbite de la Lune et l'équateur de la Terre se trouvent tous dans le même plan. Cela simplifie la visualisation sans faire de violence à la situation réelle.
Intéressons-nous maintenant à une lune gibbeuse croissante, à mi-chemin du premier quartier à la pleine.
Nous allons au pôle nord et regardons la lune et le soleil. En raison de nos hypothèses simplificatrices, ils se trouvent tous les deux à l'horizon, avec la lune à 135 degrés du soleil. Sa face entièrement éclairée est tournée vers le soleil, terminateur orthogonal à l'horizon. Nous pouvons tracer une ligne horizontale sur le ciel, parallèle à l'horizon, reliant le soleil et la lune, et elle aussi est orthogonale au terminateur de la lune. C'est le chemin parcouru par les rayons lumineux du soleil à la lune, et tout semble cohérent et normal.
Allez maintenant à l'équateur. Trouvez un point sur l'équateur où le soleil est assis à l'horizon ouest. La lune gibbeuse est à 45 degrés au-dessus de l'horizon oriental (c'est-à-dire toujours à 135 degrés du soleil). Sa face illuminée pointe vers le zénith : c'est-à-dire qu'elle fait face vers le haut, malgré le fait que le soleil soit à l'horizon. La ligne que nous avons tracée dans le ciel reliant le soleil et la lune monte maintenant verticalement depuis l'horizon ouest, traverse le zénith et descend vers l'est jusqu'à ce qu'elle frappe la lune, toujours orthogonale au terminateur (maintenant horizontal) de la lune. Après un peu de réflexion, nous pouvons voir que c'est correct : les rayons du soleil brillent loin au-dessus de nos têtes pour éclairer la lune, nous pouvons donc voir un peu "sous" le visage illuminé du côté ombragé.
Maintenant, imaginez une ligne d'observateurs le long de la ligne de longitude qui relie notre point d'observation équatorial au pôle nord. Pour chacun d'eux, le soleil sera à l'horizon. Pour chacun d'eux, la face illuminée de la lune va pointer dans une direction intermédiaire entre la verticale (la situation équatoriale) et l'horizontale (la situation polaire). Donc chaque observateur dans ces latitudes moyennes, le côté illuminé de la lune sera incliné vers le haut dans une certaine mesure, malgré le fait que tous voient le soleil à l'horizon ouest. Attendez quelques instants que le soleil se couche, et tous auront une vue similaire à celle décrite dans le PO.
Pour ces observateurs, la ligne que nous avons tracée dans le ciel semble maintenant se courber vers le haut à partir de la position du soleil, atteindre un point haut plein sud, puis se courber vers le bas pour rencontrer la lune orthogonale à son terminateur.
Mais c'est la même ligne. Nous pensions qu'il était droit quand il était parallèle à l'horizon, et nous nous sommes convaincus qu'il était droit quand il était à la verticale. Mais notre cerveau est mécontent de la convergence qui est inévitable pour voir de longues lignes parallèles dans une perspective qui couvre un grand arc angulaire. Une longue ligne qui converge sur les deux horizons (comme le font les rayons du soleil au coucher du soleil) semble avoir une courbe quelque part. Ainsi, sous ces latitudes intermédiaires, il semble comme si nous devions pouvoir dessiner un plus droit ligne entre la lune et le soleil, coupant la ligne dans le ciel que nous avions précédemment convenu d'être droite !
Mais imaginez (pour le moment) vous pourrait fais ça. Tracez donc une nouvelle ligne qui sape notre ligne d'origine et semble plus droite. Retournez maintenant au pôle, de sorte que notre ligne d'origine longe l'horizon, reliant le soleil et la lune. Où est notre nouvelle ligne ? Il doit quitter le soleil, se courber sous l'horizon puis remonter pour atteindre la lune ! Donc ça ne peut pas être plus droit.

Tout cela n'est donc qu'une astuce de perspective. Si, à une latitude intermédiaire, vous pouviez faire une expérience dans laquelle vous teniez la tête bien droite et tendiez un morceau de ficelle de votre pouce droit (couvrant le soleil à l'horizon) à votre pouce gauche (couvrant la lune gibbeuse haute en le ciel), vous constateriez que la ficelle semble passer plus haut que votre tête, puis descendre vers votre vue de la lune, en la rencontrant perpendiculairement à son terminateur.

Merci Grant, je respecte vos connaissances et vos explications mais je suis toujours confus. Je suis sûr que cette apparente stupidité de ma part est simplement un manque d'intelligence ou de compréhension mais qu'il en soit ainsi.

De votre explication, j'ai conclu ce qui suit

1) qu'à partir du pôle nord de la terre, le terminateur de la lune apparaît vertical et perpendiculaire au soleil
2) qu'à partir de l'équateur terrestre, le terminateur de la lune apparaît horizontal et perpendiculaire au soleil

mais j'ai du mal avec la partie qui dit

3) qu'entre l'équateur terrestre et le pôle nord de la Terre, le terminateur de la lune, plutôt que d'être perpendiculaire au soleil, devrait être perpendiculaire à un point plus haut que le soleil.

Imaginez que je suis au pôle nord de la Terre et que le terminateur de la lune est vertical, le côté est (gauche) de la lune est sombre et le côté ouest (droit) de la lune est éclairé. Si nous figons le temps et que je marche vers le sud en direction de la lune, le soleil restera à l'horizon et la lune se lèvera dans le ciel. Quand j'atteindrai l'équateur, la lune sera haute dans le ciel oriental et le côté oriental sera sombre et le côté occidental sera éclairé, et le terminateur apparaîtra horizontal. Mais si vous analysez la transition du terminateur de la verticale au pôle (côté sombre est ou gauche) à l'horizontale à l'équateur (côté sombre est), le terminateur a simplement tourné de 90 degrés dans le sens des aiguilles d'une montre. A aucun moment il ne tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Et ce que je vois par ma fenêtre implique une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre du terminateur.


Lune décroissante, avec vue panoramique le long du terminateur du coucher du soleil

Ces images représentent des données qui sont restées inachevées depuis le 24 août 2019. J'ai déjà publié des images de Copernicus et de Mare Orientale, mais je n'ai pas encore terminé l'ensemble des données pour la Lune entière. Mis à part les contraintes de temps habituelles lorsqu'il s'agit de traiter de grandes quantités de données, ces données se sont également avérées quelque peu difficiles à traiter pour diverses raisons, en partie à cause de la luminosité changeante du ciel de chaque panneau capturé en séquence près de l'aube, mais aussi l'utilisation d'un barlow 1.4x n'a aidé en aucune façon. En fait, l'image finale (disponible par lien) a été réduite à 50%, en partie parce que l'échelle de l'image d'origine était trop grande, mais aussi, je me suis rendu compte que la plupart des navigateurs Web affichent des images beaucoup plus grandes que je ne le préférerais ( au-dessus de 100 % d'échelle de pixels), et dans la plupart des cas, cela n'est pas flatteur.

L'image a été capturée avec un C9.25 Edge HD en utilisant la caméra ASI183mm avec un filtre vert (Baader, bande passante 500-575nm). J'ai également utilisé un barlow 1.4x de Siebert Optics (vendu en 1.3x mais fonctionne en 1.4x). Comme mentionné ci-dessus, le barlow n'a rien ajouté d'utile, et a en fait rendu le traitement plus douloureux, et l'image finale a été réduite. L'image finale n'est que de 38 mégapixels, mais je pense qu'elle parvient à emballer beaucoup de détails dans cette taille. Vous pouvez accéder à l'image en suivant les liens appropriés pour le téléchargement sur le lien suivant :

Je fournis également quelques images recadrées ci-dessous, correspondant aux régions le long du terminateur du coucher du soleil, se déplaçant du nord au sud. These needed to be compressed, so they may or may not be equivalent to the same regions of the original image, but they should be pretty similar. The main feature along the terminator is Copernicus, acting as a bullseye near the apparent center of the Moon, but there are many other interesting features as well. I particularly like the crater Bullialdus, which is located along the terminator slightly to the south of Copernicus, and also the craters Wilhelm and Longomontanus, which are prominent along the southern terminator. Owing to a favorable libration, Mare Orientale is visible along the western limb, which I have posted about previously.

In all cases, please click to view the larger images.

Edited by Tom Glenn, 27 December 2019 - 05:00 AM.

#2 Tom Glenn

#3 Tom Glenn

#4 Tom Glenn

#5 Tom Glenn

#6 Tom Glenn

#7 gfstallin

These images represent data that has remained unfinished since last August 24, 2019. I have previously posted images of Copernicus and Mare Orientale, but have not completed the set of data for the entire Moon until now. Aside from the usual time constraints when dealing with large amounts of data, this data also proved to be somewhat difficult to deal with for a variety of reasons, owing in part to the changing sky brightness of each panel as captured in sequence near dawn, but also the use of a 1.4x barlow did not help in any way. In fact, the final image (available by link) was downsized to 50%, in part because the original image scale was too large, but also, I've come to realize that most web browsers display images much larger than I would prefer (above 100% pixel scale), and in most cases this is unflattering.

The image was captured with a C9.25 Edge HD using the ASI183mm camera with a green filter (Baader, bandpass 500-575nm). I also used a 1.4x barlow from Siebert Optics (sold as 1.3x but functions as 1.4x). As mentioned above, the barlow added nothing useful, and in fact made processing more painful, and the final image was downsized. The final image is only 38 megapixels, but I think it manages to pack a lot of detail into that size. You can access the image by following the appropriate links for download at the following link:

August_24_2019_TG.jpg

Excellent work - per usual. Your craters are so. dark. I've been been playing around with various settings attempting to improve performance around dark edges and the limb of the moon, but I cannot avoid rebounds. Any minimal amount of processing of the final image appears to create them, so I'm at a loss on that front.

I've got a couple questions for you. I received the Baader Q-barlow for Christmas, which is advertised as 1.3x when screwed into the eyepiece. I'll see what how that works when screwed into the nosepiece of the camera. I'm also using a 183mm these days. You noted that it made processing more painful. Can you elaborate on how/why?

#8 BillHarris

#9 james7ca

These are all very nice, but I think my favorite may be Sinus Iridum.

#10 Tom Glenn

George, Bill, and James, thanks for the comments.

George, your questions all touch on interesting topics. Sorry if this strays off topic, but in an attempt to address to your questions, I will briefly discuss the issue with the barlow, and then a separate issue about artifacts. The problem with the barlow is twofold. Keep in mind this is all very specific to this particular imaging system (C9.25 Edge and ASI183mm) as it relates to capturing the entire Moon with as much detail as possible in one session.

First, and most importantly, is the loss of field of view (FOV). A 1.4x barlow decreases the area of the FOV by 2x, so it takes about twice as many panels to cover the Moon. This would be trivial if the camera were using a fast frame rate, but it isn’t, and so each image panel takes about 4-5 minutes to capture. Total capture time for these mosaics is generally 20-30 minutes, depending on the lunar phase. But an increase in time to cover the Moon when using the barlow greatly increases the probability that seeing and/or transparency do not remain consistent throughout all recordings. Also, more image panels increase the workload required to compose the mosaic, and also increases the total number of capture files, which can easily fill a hard drive very quickly with this camera.

Second, the use of the 1.4x barlow reduces the amount of light by a full stop, so the exposure has to be adjusted accordingly, usually by increasing the gain. This is not necessarily a deal breaker, but it isn’t ideal, mostly because once again, the number of frames you can capture is limited by slow frame rates and file size.

Both of these issues would be completely inconsequential if the final image outcome was improved in some way. But it isn’t. I have noticed zero improvement in resolution imaging with the barlow versus imaging at f/10 and then drizzling and resizing the output so they are the same scale. The increased scale can sometimes trick you into thinking there is improvement, but comparing the barlow to the drizzle output, they are identical. So, the actual benefit to the barlow is zero, but there are negatives, so there is really no reason to use it. Results can be different on planets, in which you can take many recordings with far more frames, and higher gain is largely irrelevant. But for the Moon, I don’t see much reason to try this again. In fact, for this very reason, in the lunar imaging I have done after these images were captured, I have reverted back to imaging at f/10. Examples below.

Concerning your other question about dark crater floors and “rebound”, I can only assume that by rebound you are referring to some type of ringing artifact. Nearly two years ago I started a thread about some artifacts in lunar images (link here). It started as a simple question, because at the time I was not very experienced at image processing. There were some interesting discussions, although it largely ended inconclusive, with the consensus being that the artifacts are multifactorial in origin. I should probably update the thread with some additional observations, but suffice it to say that artifacts in lunar images are not all created equal.

It is a common assumption that artifacts are a result of over-processing an image, usually by deconvolution or sharpening. This is not always the case, however. Many ringing artifacts are indeed caused by deconvolution , but some are caused by diffraction. I now believe that the ubiquitous white rings that hover inside many craters and along other sharp edges on the Moon are primarily caused by diffraction. Evidence for this is based on several observations. First, when I go back and look at my raw data, I can easily find examples of the white rings inside craters in the raw stack that has not been sharpened or deconvolved at all. Although deconvolution exaggerates the artifact, the artifact is actually present in the raw data. Second, the white ring artifacts are always hovering at a uniform distance away from crater rims throughout the image, and this distance is exactly the angular separation predicted by calculating the distance between alternating energy maxima and minima of an Airy pattern produced by the aperture of the telescope. And this distance scales perfectly with aperture, such that my 6” scope and 9.25” scope have different measurements to the artifacts, that are predicted by their aperture. Third, it is not possible to recreate the white ring artifact inside the craters by simple deconvolution of a “perfect” image, such as an LRO image. You can introduce other ringing artifacts, but not the diffraction ringing that produces the hovering white ring. (More on LRO images at the end). The other prediction here is that the angular size of the artifact depends upon wavelength, but all of my images are fairly close in that respect (green and red filters, really too close to measure a difference with this setup).

This is not to say that all artifacts are caused by diffraction. Deconvolution itself causes ringing and other distortions along sharp edges. Strong deconvolution can cause a crater to look like it has a double rim, etc. I’m NOT referring to those types of artifacts here, which can be mitigated by simply sharpening less aggressively. But the faint white rings that float inside (and outside) crater rims (and the lunar limb) do appear to have their origins in diffraction, that is then exaggerated by deconvolution. This puts the artifact in the same category as artifacts along the bright limb of Mars and Venus, which are similarly caused by diffraction, and are then strengthened by sharpening. In hindsight, I think this all makes good sense. We are frequently sampling at the diffraction level (on purpose), and so diffraction is exactly what we are recording.

This does, however, mean that these crater artifacts are largely impossible to prevent, although there are several methods to try and reduce their influence. Because deconvoluton exaggerates the strength of the artifact, you can choose to use less deconvolution. However, this can have the consequence of less real detail in the image, and because the artifact is present in the raw data, it will appear with any amount of deconvolution. Another method is to hide the artifacts in shadow. Unfortunately, the very regions of the lunar surface in which the artifact is most noticeable (near the terminator) tend to be the exact regions that often benefit from raising shadows, if the goal is to achieve a realistic looking image that matches natural illumination of the Moon. On rugged, mountainous terrain, you can easily reduce the black level to zero without consequence, but if you do this along regions of the terminator that pass through maria, you will destroy fine detail on the lunar surface and the image won’t actually look like the Moon did at the time. To me, that amounts to sacrificing one artifact for another, namely, an unnatural looking illumination. It’s up to each individual to decide what compromises to make in their images.

The other takeaway here, which is somewhat relevant to the ever-present discussions on this forum about the advantage of large aperture telescopes, is that large scopes have much lower diffraction limits, which means you are less likely to be sampling diffraction. Especially if an image is downsized, the diffraction ringing might actually become so small that it’s inconsequential. In this respect, an image from a large aperture scope that is downsized should be cleaner and higher quality than an equivalently scaled image that was captured with a smaller scope and not rescaled. For an extreme example of this, you can look at NASA’s LRO composite that has been downscaled to a scale of 474m/px, which is approximately the image scale that can be produced with a C8.

What you will notice, however, is that the downsampled LRO image has far more detail than you will ever find in a C8 image, because the image is totally noise free. In fact, despite the image scale being approximately what you can obtain with a C8, the NASA image generally has more fine detail than what you find in the very best examples of C14 images that are presented at higher image scales! Just zoom in and look at the floor of Plato and see how many craters you see. The image is all signal and no noise. And that shows the limitations of imaging through an atmosphere, as well as the benefit to capturing and processing a much higher resolution raw image, and then downsizing. I think many amateur images of the Moon could benefit from some downsampling after processing. For the images in this thread, I downsampled precisely because I did not like how the image was looking at the original scale. There are still obvious artifacts if you look closely, but my goal with these images is almost always the overall composition, rather than how it looks at 200% pixel peeping levels. If the original image was made into a 30 inch print, for example, it would look completely free from artifact.

I guess my advice would be to never stop experimenting with different processing schemes, deconvolution methods, and ways to modify the shadow and black levels in final editing. It is, however, basically impossible to create a perfect image, so you have to pick and choose which compromises to make.


Moon Phase and Libration, 2021

Click on the image to download a high-resolution version with feature labels and additional graphics. Hover over the image to reveal the animation frame number, which can be used to locate and download the corresponding frame from any of the animations on this page, including unlabeled high-resolution Moon images. The data in the table for the entire year can be downloaded as a JSON file ou alors as a text file.

The animation archived on this page shows the geocentric phase, libration, position angle of the axis, and apparent diameter of the Moon throughout the year 2021, at hourly intervals. Until the end of 2021, the initial Dial-A-Moon image will be the frame from this animation for the current hour.

Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) has been in orbit around the Moon since the summer of 2009. Its laser altimeter (LOLA) and camera (LROC) are recording the rugged, airless lunar terrain in exceptional detail, making it possible to visualize the Moon with unprecedented fidelity. This is especially evident in the long shadows cast near the terminator, or day-night line. The pummeled, craggy landscape thrown into high relief at the terminator would be impossible to recreate in the computer without global terrain maps like those from LRO.

The Moon always keeps the same face to us, but not exactly the same face. Because of the tilt and shape of its orbit, we see the Moon from slightly different angles over the course of a month. When a month is compressed into 24 seconds, as it is in this animation, our changing view of the Moon makes it look like it's wobbling. This wobble is called libration.

The word comes from the Latin for "balance scale" (as does the name of the zodiac constellation Libra) and refers to the way such a scale tips up and down on alternating sides. le sub-Earth point gives the amount of libration in longitude and latitude. The sub-Earth point is also the apparent center of the Moon's disk and the location on the Moon where the Earth is directly overhead.

The Moon is subject to other motions as well. It appears to roll back and forth around the sub-Earth point. The roll angle is given by the position angle of the axis, which is the angle of the Moon's north pole relative to celestial north. The Moon also approaches and recedes from us, appearing to grow and shrink. The two extremes, called perigee (near) and apogee (far), differ by as much as 14%.

The most noticed monthly variation in the Moon's appearance is the cycle of phases, caused by the changing angle of the Sun as the Moon orbits the Earth. The cycle begins with the waxing (growing) crescent Moon visible in the west just after sunset. By first quarter, the Moon is high in the sky at sunset and sets around midnight. The full Moon rises at sunset and is high in the sky at midnight. The third quarter Moon is often surprisingly conspicuous in the daylit western sky long after sunrise.

Celestial north is up in these images, corresponding to the view from the northern hemisphere. The descriptions of the print resolution stills also assume a northern hemisphere orientation. (There is also a south-up version of this page.)


Thread: Why does the moon's terminator not appear orthogonal to the direction of the sun?

The moon on the horizon can be zoomed in, so that the photo actually shows it larger on the horizon than higher in the sky. That's a distortion that is similar to the photo that appears in this thread--because if care is taken to not distort the image, the line can appear straight even in the photo.

I can take a series of pictures of a bus starting with the right front wheel, proceed over the bus to the left rear wheel, and stitch them together. The result would show both wheels visible, but that is only because of the distortion of the photo, and is not something that we can actually see.

I need photography lessons from lek, but here's my equatorial-mount panorama. It's not a true ecliptic mount.
I just shortened 1 leg on my camera tripod until it was pointing at what was my best guess as to where Polaris is.

In the panaroma the Moon is noticable, but too small to tell phase. I've labeled the Moon and the approximate position of the Sun.
I can't tell exactly where the Sun is because a large cloud moved in front of it about a minute earlier.

Panaroma:

And this is the portion of the panorama that contains the Moon, zoomed in so you can see phase.

We've already mentioned refraction effects. It's not a matter of "thinking" in this case--the line between the sun and moon is not curved. It's not a matter of refraction or reflection or optical distortion of any sort. It just looks curved to some people. I'm not denying that there are refraction effects in the atmosphere, there are--but not at the level that we are discussing.

I understand how perspective works--parallel lines appear to converge at infinity. But this is not the same thing. The line can even appear in a photograph to not be curved--if the pan is along the line, which is as it should be if we didn't want to distort the line.

I have said that. I've also shown how it is not actually curved.We've already mentioned refraction effects. It's not a matter of "thinking" in this case--the line between the sun and moon is not curved. It's not a matter of refraction or reflection or optical distortion of any sort. It just looks curved to some people. I'm not denying that there are refraction effects in the atmosphere, there are--but not at the level that we are discussing.

I understand how perspective works--parallel lines appear to converge at infinity. But this is not the same thing. The line can even appear in a photograph to not be curved--if the pan is along the line, which is as it should be if we didn't want to distort the line.

This bab about moving the camera along a curved line and stitching the shots together to produce a final photograph showing a straight line is total crap. Jesus, I could take lots of photographs of the circumference of a circle, turning the camera slightly between each shot, and then stitch them together to make the circle look like a straight line. It's a trivial and worthless claim. Wow I could even make a zig-zag line look straight as long as I turn the camera properly and stitch the shots together just right.

I maintain that if the sun and moon are close enough together in the sky for you to take a single photograph with both of them in the frame, the straight line between them (the ecliptic) would have to be drawn as an arc on the photograph, it would not be a straight line on the photograph, unless you're under the ecliptic.

The sun follows the ecliptic, the moon does not.

But what we are discussing here is the straight line between the sun and moon (which would be a straight line in such a picture, ignoring distortion) and whether it would be perpendicular to the terminator. It would.

But that's my point. Stitching the photos together can distort the view--I mentioned doing it to both sides of a bus.The sun follows the ecliptic, the moon does not.

But what we are discussing here is the straight line between the sun and moon (which would be a straight line in such a picture, ignoring distortion) and whether it would be perpendicular to the terminator. It would.

The moon follows the ecliptic closely enough for us to use the approximation.

If the sun and moon had been closer in the sky (or if he'd had a slightly wider angle lens) he could have taken a single photograph with them both in the frame. No stitching. No distortion. And a straight line drawn between the sun and moon on the photograph would ne pas have been perpendicular to the moon's terminator. Would you like me to draw a line on Lek's photograph for you?

Five degrees then is our allowed error

But what you say below cuts to the heart of the matter and makes the ecliptic issue irrelevant.

lek is wrong there, though, it is not a necessity. For instance, a pinhole camera would do it without the need for the line going through the center of view.

PS: If we are talking about getting both bodies in the same frame. Looking at those posts again, lek is talking about a situation where we cannot get both bodies in the same frame, unless he uses a fisheye lens--which distorts the images. Donc, lek was not wrong, but he is talking about a situation that doesn't pertain to our basic disagreement there.

I was trying too hard to untangle the thread. I like the single statement, agree or disagree better:

If the sun and moon had been closer in the sky (or if he'd had a slightly wider angle lens) he could have taken a single photograph with them both in the frame. No stitching. No distortion. And a straight line drawn between the sun and moon on the photograph would not have been perpendicular to the moon's terminator. 1

The notion has been suggested that a photograph taken with a
fisheye lens is distorted, while one taken with a normal lens
is not distorted. I've thought about this question and related
questions for many years. (Which is a good reason for me to
feel embarrassed at having given an incorrect explanation of
the illusion early in the thread.)

All representations of three-dimensional objects in 3-D space
on two-dimensional surfaces are distorted. The question is
whether you notice the distortion.

Any image projected on the eye's retina is curved. Some shapes
and figures can seem less curved than others, depending on the
detail they contain, how they are positioned on the retina, and
whether the person is trying to see the curvature. I notice it
if the detail makes it possible and I want to see it. I do not
notice it if I'm not looking for it.

All that is also true of photographs. In addition, changing
focal length or film size or cropping alter the size of the
domaine. Generally, the larger the field, the greater the
curvature, and the more noticeable the curvature is. Fisheye
lenses have particularly large fields and large curvature from
edge-to edge. Panoramic cameras capture wide fields without
such obvious curvature, but introduce other distortions, which
is evidenced by, for example, the ability of a single person
to show up in more than one place in a single photo!

Pinhole cameras distort as much as any other. If the image is
projected onto a flat surface, it is distorted progressively
more away from the center, like a camera with a lens. If it
is projected onto the inside of a sphere, the resulting image
is essentially distortion-free when viewed from the pinhole
location, but that is the same as an imge made by a camera
with a lens when viewed from the position of the lens. Viewed
from any other position, of course, the image will be highly
distorted.

A straight line which passes through the center of the field
is not distorted from side-to-side, but it is distorted from
end-to end. Imagine a straight line with tick marks on it at
equal intervals. The tick marks appear widely-separated near
the center of the field, and closely-packed near the edges.

That's more or less my point.

Perspective cannot be blamed for this illusion. Lines get mapped to lines.

So how does that work, if you're standing between two parallel railway lines, that stretch from the horizon on your left to the horizon on your right? They meet at the horizon on both sides of you, but if you look down they pass each side of your feet, maybe twenty degrees apart.
Zero degrees apart twenty degrees apart zero degrees apart.
I think you'd be hard pressed to process the converging lines to your left and the converging lines to your right as forming parts of the same pair of straight lines inside your head. It certainly doesn't work for me.

That's my point. It is inside your head.

That's what makes it an illusion, rather than something physical. In the case of either line, if you draw a straight line along it, it stays along it. Some people can look at rail lines and not be convinced that they actually converge.

That's my point. It is inside your head.

That's what makes it an illusion, rather than something physical.

Which is my point, referring to your remark "Perspective cannot be blamed for this illusion."
Surely perspective is inside your head, rather than something physical? And the apparent curvature is part of the process of perceiving perspective, just as the apparent convergence is.

Then you're in something of a minority, I think, since the illusion as described by the OP is well reported. It's certainly very striking to me.
Do you do a lot of sky-watching? (I'm wondering if the habit of orientating yourself along great circles might make you better at seeing straight lines as running straight over arcs wider than your central visual field.)

All of us here do a lot of skywatching, no?

But I'd say from my experience, it's engineers that have a developed three dimensional sense. Astronomers too maybe. And mathematicians. Taxi drivers. And artists. Hunters. Climbers. I suppose I could fit in any of those groups. Also pilots I'd imagine. But I'm not convinced it's necessary.

Yes, okay, but do you do a parcelle?

Originally Posted by [url=http://www.bautforum.com/showthread.php?p=698829#post698829]hhEb09'1[/url]

Can somebody please take a photograph of the moon and sun in the same frame and show hhEb09'1 that he's sadly wrong. The moon is more or less full now but should be a nice quarter crescent and only 45 degrees from the sun in about 10 days time. That should allow them both to appear in the frame using a 50mm lens, which closely represents the magnification of the eye, so there shouldn't be any distortion due to wide-angle or telephoto lensing.

The clock is ticking hhEb09'1. Maybe you'd like to place a wager?

A 50 mm lens on a 35 mm camera doesn't have a wide enough field
to capture Sun and Moon in one frame when 45 degrees apart.

A 50 mm lens on a 35 mm camera doesn't guarantee elimination
of distortion. It does minimize distortion to a large extent,
but it is only an approximation. The human mind accomodates
a considerable amount of distortion without noticing it. Donc
the distortion in a photograph has to be quite large before
you think, "That doesn't look quite right."

As I said previously, a straight line through the center of any
lens should be undistorted from side-to-side. A straight line
drawn in the sky from Sun to Moon, and photographed so that the
image of the line passes through the center of the lens, should
be perpendicular to the Moon's terminator in the photo.

A 50 mm lens on a 35 mm camera doesn't have a wide enough field
to capture Sun and Moon in one frame when 45 degrees apart.

A 50 mm lens on a 35 mm camera doesn't guarantee elimination
of distortion. It does minimize distortion to a large extent,
but it is only an approximation. The human mind accomodates
a considerable amount of distortion without noticing it. Donc
the distortion in a photograph has to be quite large before
you think, "That doesn't look quite right."

As I said previously, a straight line through the center of any
lens should be undistorted from side-to-side. A straight line
drawn in the sky from Sun to Moon, and photographed so that the
image of the line passes through the center of the lens, should
be perpendicular to the Moon's terminator in the photo.

Well then we'll just have to wait and see won't we. No matter how hard I try I can't imagine a photograph of the ecliptic projected in a planetarium showing a straight line, even if the image of the line passes through the centre of the lens (which is a pretty pointless requirement in my opinion - good quality camera lenses around 50mm do not distort straight lines very much, even at the edge of the frame), unless you have the camera in the plane of the ecliptic.

Nice picture.. if I had a landscape monitor i'd make it my desktop background,
might be worth submitting it to APOD/EPOD

I quite by coincidence took an image on 8 March that illustrates the illusion.

That isn't relevant. A straight line between the Sun and Moon
is a straight line nomatter where you view it from.

I'm not sure why you talk about lines on a planetarium dome.
A planetarium dome is a poor simulation of the sky, because
the sky is not a dome! It resembles a dome in some ways,
but only some.

I agree with Grant's analysis, based in part on your excellent
diagrams. A straight line between the Sun and Moon can be made
by, for example, a yardstick or a piece of string stretched
between your hands. That straight line is the thick, gray line
in your diagrams. It is curved in your diagrams because of the
way it is projected onto the diagrams. And it actually looks
curved in exactly the same way as your diagrams. (If they were
drawn to accurate scale and so forth. You just drew them by
eye, which was accurate enough for the purpose.)

If you want to accurately draw a straight line across the sky,
you need to hold up a yardstick, or a piece of string, or hire
a skywriter to make a trail on a windless day, or get lucky
and see crepuscular rays which stretch all the way from the
Sun to a point on the far side of the sky. Such a line will
look straight or curved depending on how you look at it.

I think you posted the wrong link. I'd like to see your photo
when you get the link straightened out.

I think you posted the wrong link. I'd like to see your photo
when you get the link straightened out.


Photographer Creates 'Impossible' Image Of The Moon's Surface

A photographer has created an image of the moon that has never been seen before.

Using thousands of photographs taken over a couple of weeks, astrophotographer Andrew McCarthy built a composite picture, showing the incredible depth of the Moon's surface.

The California-based snapper posted the super-clear pic to his Instagram account. Titled 'All Terminator', Andrew described it as an 'impossible scene'.

He wrote: "This moon might look a little funny to you, and that's because it is an impossible scene.

"From two weeks of images of the waxing moon, I took the section of the picture that has the most contrast (right before the lunar terminator where shadows are the longest), aligned and blended them to show the rich texture across the entire surface.

Andrew spent two weeks creating this incredible image. Credit: SWNS

"This was exhausting to say the least, namely because the moon doesn't line up day over day, so each image had to be mapped to a 3D sphere and adjusted to make sure each image aligned."

'Lunar terminator' is the term used to describe the line between the light and dark side of the moon.

The sun creates larger and longer shadows in the terminator, which help give the image a three-dimensional appearance.

They also make the moon's surface much clearer, giving the craters much more focus and making them more prominent in the photo.

The California-based snapper used thousands of photos to create one detailed image. Credit: SWNS

Sadly, Andrew's photo couldn't shed on any more light on claims made last week that there were cities on the moon.

Self-styled UFO and alien hunter Scott C Waring claims he's seen proof that aliens not only exist but also that they're on the moon.

On his website, The ET Database, he shared what he calls ' 100% Indisputable Proof ' of 'alien cities'.

Waring says he was looking at some detailed images that 'partially reveal the dark side of the moon, or almost dark side because Earth cannot view this part of the moon, but a little sun light does hit part of it'.

He continued: "The white dots, which so many inexperienced people have called photo flaws, are real. My proof is the shadow. Look at the shadow covering them."

He then added: " You will notice like I did that there is some unusual formations of white dots. These are evenly spaced apart and stay close to one another. That is because you are looking at cities on the moon."


Why Is It Called a Quarter Moon (Not a Half Moon)?

When you’re looking at a Moon that’s half-illuminated—like half a pie—why is it called a “Quarter Moon” instead of a “Half Moon”? Seems confusing, right? Bob Berman defines the Quarter Moon—and explains why it’s the most interesting Moon phase in his eyes. Let’s take a closer look at the beautiful Quarter Moon.

Why Do We Call It the Quarter Moon?

We’ve all looked up at the night sky and seen half of the Moon’s disk illuminated. If you had two half Moons and fit them together, you’d get a full Moon. But when you’re looking at a Half Moon, the official name is “Quarter Moon.” There’s no half-moon phase, at least not in any official way. But it appears as half-illuminated. This may seem odd, but let me explain.

Think of the Moon going around the Earth as a runner going around baseball plates (first base, etc.).

  • Earth is the pitcher. When the runner hits the ball, it goes to first base (one quarter of the way around). Similarly, at the Quarter Moon, the Moon is one quarter of the way through its orbit.
  • Then, the runner goes to second base (half way around), then to third base (three quarters around). The Moon is three-quarters of the way through it’s orbital cycle and, therefore, is called the Third Quarter Moon.

At first base or third base, you get the quarter Moons.

First Quarter vs. Third Quarter

With the Quarter Moon—which looks like half the Moon—we can see exactly 50% of the Moon’s face illuminated from Earth.

Sometimes it also gets confusing to remember which “Quarter” we are seeing:

  • The Moon appears lit on the right half of the Moon during the First Quarter.
  • The Moon appears lit on the left side during the Third Quarter because the Moon is on the other side of Earth.

Again, if you think of the baseball analogy, and you’re standing at home plate, the first base or First Quarter is on your right side. The third base or Third Quarter is on your side.

The First Quarter happens around day 7 of a Moon’s cycle (one week after the New Moon) and the Third Quarter usually happens around day 22 (three weeks after the New Moon).

Why the Quarter Moons Are Special

To me, the Quarter Moon is much more interesting than the Full Moon. This is the Moon that’s at its highest at sunset just around dinner time.

While the Full Moon provides a lot of light on Earth, if you’re observing the Moon’s surface, most beginning astronomers can’t see much beyond the blinding orb. The Sun then shines straight down like a flash camera to erase all shadows and highlights.

First Quarter Moon

But take a look at the Quarter Moon. The First Quarter Moon is the “Half Moon” that we see most.

The shadowing is perfect. You see all the mountains and craters. It’s fascinating to look at. The First Quarter Moon explodes with breathtaking detail for anyone with binoculars, spotting scope, or even the smallest telescope.

Last Quarter Moon

With the Last Quarter Moon, the left half appears to be lit up by sunshine and the rest immersed in shadow.

It doesn’t even rise until midnight and it’s not at its highest until around dawn. Who’s up then? Nobody! Most of us don’t want to haul our telescopes out at 5 A.M. or 6 A.M. to look at the Half Moon when you could look at the “other Half Moon” (the First Quarter Moon) at six in the evening when it’s convenient. Everyone’s used to the First Quarter Moon.

More Cool Quarter Moon Facts

The Quarter Moon aims its terminator, the day-night line that is home to all the juicy detail, straight at us. It’s lies directly ahead of us as Earth is zooming through the universe. This means highlighted craters then face you like actors hamming it up, instead of pointing, foreshortened, in other directions the way the rest of the lunar phases do.

You’d think a Half Moon would be half as bright as a Full Moon, right? Oddly enough, a Half Moon is only one tenth as bright as a Full Moon. Yet why does it seem so bright? This is because the Full Moon throws sunlight straight back at us like a movie screen, while the First Quarter’s sideways illumination creates innumerable unseen shadows in the Moon’s powdery surface.

How to Best View the Quarter Moon

Point the cheapest telescope towards the Quarter Moon. Stay below 60 power and the entire Moon will fill the field like a scene from 2001.

Even ordinary binoculars reveal the lunar Apennines, that mountain range just above dead center, whose jagged Himalaya-sized peaks tower straight up at you like skyscrapers.

Then there’s the badlands, the southern region, crazily pockmarked with a generous sampling of the 30,000 craters visible from Earth.

The scene changes dramatically each night as the terminator slithers over the Moon’s surface at 10 miles per hour. (A lunar jogger with enough stamina could keep nightfall at bay!)

Yes, this is a Moon phase packed with misconception. Even its name is misleading: how many realize that the Quarter Moon is the same thing as a Half Moon?


Moon's Phases Are a Lunar Delight for Stargazers

If you have recently received a telescope as a holiday gift, it is likely that your very first target will be our nearest neighbor in space: the moon.

When is the best time to observe the moon with a telescope? Most astronomy neophytes might say it is when it's at full phase, but that's probably the worst time to look at it! When the moon is full it tends to be dazzlingly bright as well as flat and one-dimensional in appearance.

In contrast, the interval when the moon is at or just past first quarter phase, or at or just before last quarter phase, is when we get the best views of the lunar landscape right along the sunrise-sunset line or terminator. The terminator can also be defined as that variable line between the illuminated portion and the part of the moon in shadow.

Along with the fact that a half moon offers more viewing comfort to the eye as opposed to a full moon, using a telescope with just small optical power (magnifications of 20- to 40-power), or even with good binoculars, we can then see a wealth of detail on its surface. Around those times when the moon is half-lit or gibbous phase, those features lying close to the terminator stand out in sharp, clear relief. [The Moon: 10 Surprising Lunar Facts]

In contrast to a half moon, a full moonis almost completely illuminated, especially right around its center the sun shines straight down even into all the microscopic crevices and except for perhaps around its immediate edges, you will find no visible shadows at all.

The moon will arrive at last quarter phase on Thursday, Feb 11, at 10:50 p.m. EST (0350 Feb. 12 GMT). That will be the moment when the moon's disk is exactly 50-percent illuminated. Lunar mountains will be visible as the sun lights them from the right.

How does a last quarter moon's brightness compare with a full moon? You might think it would be half as bright as a full moon, but in reality astronomers tell us that the last quarter (or first quarter) moon is only 1/11th as bright as full. This is due to the fact that, a half moon is heavily shadowed, even on its illuminated half. And believe or not, it isn't until just 2.4 days before full that the moon actually becomes half as bright as full!

Finally, have you ever noticed that when artists portray the moon, they invariably seem to show it as either a slender crescent or full?

Half-moons are shown far less frequently, while gibbous moons are rarely depicted at all. The word gibbous is derived from the Latin word "gibbus" meaning, "hump." An unusual word to be sure, but in describing the moon between half and full, it's the correct term.

Yet interestingly, the gibbous moon, the phase of the moon that we are now seeing in our current evening sky is the most-seen phase. It occurs for the half month between first and last quarter (although for many it looks "full" for two or even three nights around the time of full moon).

Because it is in the sky for more than half the night we're more apt to see the gibbous moon. In fact, it is even visible during the daytime hours, as will be the case during this upcoming week in mid or late afternoon. In contrast, the oft-pictured crescent moon is visible only during the early evening or early morning hours, and sometimes only briefly.


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