Perché la Luna si vede di giorno? La spiegazione scientifica

Guardare il cielo e trovare la Luna accanto al Sole può sembrare quasi un errore: siamo abituati ad associarla alla notte, mentre il giorno appartiene al Sole. Eppure Perché la Luna si vede di giorno è una domanda con una risposta molto più interessante di quanto sembri. Il nostro satellite può infatti rimanere sopra l’orizzonte anche mentre il cielo è illuminato e, in determinate condizioni, risulta perfettamente visibile a occhio nudo. Non c’è quindi nulla di insolito in quella grande forma bianca che compare nel cielo azzurro. La spiegazione dipende dalla luce che la Luna riflette, dalla luminosità del cielo e soprattutto dalla posizione che il nostro satellite occupa rispetto al Sole. Anche le fasi lunari hanno un ruolo decisivo: non tutte le giornate sono infatti ugualmente favorevoli per osservarla.

La Luna può condividere il cielo con il Sole

Il primo punto da chiarire è semplice: la Luna non compare nel cielo soltanto durante la notte. Mentre orbita intorno alla Terra, il nostro satellite può trovarsi sopra l’orizzonte in diversi momenti della giornata. Il fatto che sia presente contemporaneamente al Sole, quindi, non ha nulla di straordinario.

 

La Luna, inoltre, non produce luce propria. Quella che chiamiamo comunemente “luce lunare” è in realtà luce del Sole riflessa dalla superficie del nostro satellite. È la stessa luce che ci permette di osservarla durante la notte, ma che in determinate condizioni la rende visibile anche di giorno. NASA sottolinea proprio questo aspetto: la Luna può essere osservata nelle ore diurne perché è abbastanza luminosa da distinguersi dal cielo, mentre le stelle, pur essendo presenti, vengono generalmente nascoste dalla luminosità dello sfondo.

Il confronto con le stelle è particolarmente utile. Una stella può essere molto luminosa, ma si trova a una distanza enorme e appare come una sorgente puntiforme estremamente piccola. La Luna, invece, è il nostro vicino cosmico e occupa una porzione ben riconoscibile della volta celeste. La sua superficie illuminata può quindi creare un contrasto sufficiente con il cielo azzurro.

Ecco perché possiamo trovarla tranquillamente sopra le nostre teste anche mentre il Sole è ancora alto.

La luce del Sole rende visibile la superficie lunare

Il Sole illumina continuamente metà della Luna. Quanta parte di quella superficie illuminata riusciamo a vedere dalla Terra dipende dalla posizione del nostro satellite lungo la sua orbita. È proprio questo cambiamento nella prospettiva a produrre le diverse fasi lunari: crescente, primo quarto, gibbosa, piena e poi le corrispondenti fasi calanti. La superficie illuminata dalla luce solare non “si accende” o “si spegne” durante il mese; cambia invece la porzione che possiamo osservare dalla Terra. (NASA)

Anche la distanza media tra Terra e Luna contribuisce alla sua apparente grandezza. Il nostro satellite si trova mediamente a circa 384.400 chilometri da noi e ha un diametro di circa 3.474 chilometri. Per questo, nonostante sia molto meno luminosa del Sole, la Luna appare nel cielo come un disco facilmente distinguibile a occhio nudo.

Il confronto con il cielo diurno è però il passaggio decisivo. Quando osserviamo una stella durante il giorno, la sua luce deve emergere da uno sfondo molto luminoso. La diffusione della luce solare nell’atmosfera rende il cielo azzurro e riduce enormemente il contrasto delle sorgenti più deboli. La Luna, invece, riflette abbastanza luce da rimanere riconoscibile.

Per questo possiamo trovarla sopra l’orizzonte anche nel pieno della giornata.

La vera spiegazione sta nel contrasto con il cielo

Dire semplicemente che la Luna “è luminosa” non basta a spiegare completamente il fenomeno. La domanda più interessante è un’altra: quanto deve essere luminosa la Luna per riuscire a distinguersi dal cielo diurno?

In astronomia esiste un parametro utile per affrontare proprio questo problema: la brillanza superficiale. Non indica semplicemente quanta luce arriva complessivamente da un oggetto, ma mette in relazione la luce osservata con la superficie apparente che l’oggetto occupa nel cielo.

La differenza può sembrare sottile, ma è fondamentale. Quando guardiamo una stella, la sua luce è concentrata in una minuscola sorgente puntiforme. Quando osserviamo la Luna, invece, stiamo guardando un disco che occupa una porzione ben definita della volta celeste. Per stabilire se quel disco emerge dal fondo azzurro bisogna quindi considerare non soltanto la quantità totale di luce che riceviamo, ma anche come questa viene distribuita sull’area apparente del satellite.

Brillanza superficiale, magnitudine e il confronto con il cielo

La Luna piena raggiunge una magnitudine apparente di circa –12,74, un valore che mostra quanto sia brillante rispetto agli oggetti celesti più deboli. È comunque circa 400.000 volte meno luminosa del Sole, che visto dalla Terra raggiunge una magnitudine di circa –26,74.

Questi numeri diventano ancora più interessanti quando si considera la dimensione apparente della Luna. Il suo diametro angolare medio è di circa 0,52 gradi e l’area che occupa nel cielo, considerando il disco pieno, è di circa 0,21 gradi quadrati. Convertendo questa superficie nelle unità utilizzate dagli astronomi, la brillanza superficiale lunare nel visibile può essere descritta con valori compresi indicativamente tra circa 3,5 e 6 magnitudini per arcosecondo quadrato, a seconda della fase e delle condizioni considerate.

Il dato acquista significato soltanto attraverso il confronto. Il cielo diurno, lontano dalla posizione del Sole, presenta una brillanza superficiale dell’ordine di circa 4 magnitudini per arcosecondo quadrato. In altre parole, Luna e cielo possono avere valori abbastanza vicini da permettere al nostro occhio di distinguere il disco lunare dallo sfondo.

Di notte il contrasto diventa enormemente più favorevole. Un cielo cittadino può arrivare a circa 18 magnitudini per arcosecondo quadrato: ricordando che valori numericamente più elevati corrispondono a una superficie meno brillante, si capisce perché la Luna risulti molto più evidente sullo sfondo scuro.

Questo spiega anche perché la Luna di giorno può apparire più pallida e meno spettacolare rispetto a quella osservata durante una notte limpida. Non è necessariamente la Luna a essere molto diversa: è soprattutto lo sfondo a essere diventato estremamente luminoso.

Le fasi lunari stabiliscono quando possiamo vederla di giorno

La luminosità non è però l’unico fattore. Anche la posizione della Luna rispetto al Sole determina se il nostro satellite sarà facilmente osservabile durante le ore diurne.

Nel corso del mese lunare, la Luna cambia continuamente posizione nel cielo rispetto al Sole. Per questo l’orario in cui sorge e tramonta non rimane uguale da un giorno all’altro. In media, il sorgere della Luna avviene circa 50 minuti più tardi ogni giorno, anche se il valore reale può variare.

Questo movimento apparente spiega perché in alcuni periodi possiamo trovarla comodamente nel cielo durante il pomeriggio, mentre in altri sarà più facile osservarla nelle prime ore del mattino.

La fase di primo quarto è particolarmente interessante: la Luna si trova abbastanza lontana dal Sole sulla volta celeste da poter essere osservata mentre il cielo è ancora illuminato. Una situazione simile si verifica con l’ultimo quarto, quando il nostro satellite può essere visibile soprattutto nelle ore mattutine.

NASA conferma che il momento della giornata in cui la Luna è osservabile dipende dalla sua fase, dalla stagione e dalla posizione dell’osservatore sulla Terra.

Perché la Luna piena non si vede normalmente di giorno?

La Luna piena rappresenta un caso particolare. Quando il nostro satellite raggiunge questa fase, la Terra si trova approssimativamente tra il Sole e la Luna e dalla Terra vediamo quasi completamente illuminato il lato lunare rivolto verso di noi.

Questa configurazione ha una conseguenza immediata: la Luna piena si trova dalla parte opposta del cielo rispetto al Sole. Per questo tende a sorgere intorno al tramonto e a tramontare intorno all’alba. Non significa che sia fisicamente impossibile vedere una Luna quasi piena mentre il Sole è ancora sopra l’orizzonte: nei giorni immediatamente precedenti o successivi al plenilunio, infatti, una parte del disco può essere visibile anche durante le ore diurne. Ma nel momento esatto della Luna piena la geometria del sistema Sole-Terra-Luna la porta nella posizione opposta rispetto al Sole. (NASA)

All’estremo opposto c’è la Luna nuova. In quel momento il satellite si trova dalla stessa parte del cielo del Sole e il lato rivolto verso la Terra non è illuminato direttamente. Inoltre la sua vicinanza apparente al Sole rende l’osservazione particolarmente difficile. NASA spiega che durante la Luna nuova il nostro satellite può trovarsi alto nel cielo diurno, ma non è normalmente visibile perché la faccia rivolta verso la Terra non è illuminata e il cielo è molto luminoso.

Tra questi due estremi si sviluppa tutto il ciclo delle fasi, che dura circa 29,5 giorni. Ed è proprio durante questo ciclo che si verificano le condizioni più favorevoli per osservare la Luna insieme al Sole nel cielo.

Conclusione

Quindi, perché la Luna si vede di giorno? Perché non è un oggetto esclusivamente notturno. La Luna continua a orbitare intorno alla Terra mentre il nostro pianeta ruota sul proprio asse e, per una parte del tempo, il nostro satellite si trova sopra l’orizzonte durante le ore diurne.

A renderlo visibile è la luce del Sole riflessa dalla sua superficie, ma la spiegazione completa riguarda soprattutto il contrasto tra la brillanza della Luna e quella del cielo. Quando questo contrasto è sufficiente, il disco lunare riesce a emergere anche dal luminoso sfondo azzurro.

Le fasi lunari determinano poi quando questa osservazione è più facile. Primo e ultimo quarto sono particolarmente favorevoli, mentre la Luna piena si trova generalmente dalla parte opposta rispetto al Sole e la Luna nuova è praticamente nascosta dalla sua luminosità.

La prossima volta che noterete la Luna nel cielo durante il giorno, quindi, non state osservando qualcosa di insolito: state semplicemente vedendo il nostro satellite nel momento giusto della sua orbita, con una luminosità sufficiente a farsi riconoscere anche nel pieno della giornata.

Redazione

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