Cahaya Bumi: Mengapa Bahagian Gelap Anak Bulan Muda Bercahaya

Jawapan Ringkas

Apabila Bulan berupa anak bulan yang nipis, bahagian lain cakeranya sering kelihatan sebagai bebola kelabu yang malap. Cahaya itu ialah cahaya bumi (earthshine): cahaya Matahari yang telah memantul dari Bumi, bergerak ke Bulan dan menerangi sisi malamnya. Dilihat dari Bulan, Bumi melalui fasa-fasa yang bertentangan dengan fasa Bulan, jadi apabila kita melihat anak bulan yang nipis, Bulan melihat Bumi yang hampir penuh. Bumi 3.7 kali lebih lebar daripada Bulan dan memantulkan kira-kira 30 peratus cahaya Matahari yang sampai kepadanya, jadi Bumi penuh di langit Bulan adalah kira-kira 49 kali lebih terang daripada bulan purnama di langit kita. Sinaran Bumi paling kuat sekitar bulan baharu dan semakin pudar apabila anak bulan membesar: kepada 80 peratus pada hari ketiga dan 30 peratus pada suku pertama.

Cahaya Matahari, Dipantulkan Dua Kali

Segala-galanya di sisi siang Bulan diterangi oleh Matahari. Sisi malamnya langsung tidak menerima cahaya Matahari, tetapi ia tidak berada dalam kegelapan sepenuhnya: Bumi tergantung di langitnya, dan sisi siang Bumi memantulkan cahaya Matahari ke arahnya. Sebahagian cahaya itu dipantulkan semula oleh permukaan Bulan, kembali ke arah Bumi, dan itulah yang kita lihat. Jadi cahaya bumi ialah cahaya Matahari yang telah dipantulkan dua kali, sekali oleh Bumi dan sekali oleh Bulan, sebelum sampai ke mata.

Nama Perancisnya ialah lumière cendrée, cahaya kelabu abu, dan frasa Inggeris "the old Moon in the new Moon's arms" (bulan lama dalam pelukan bulan baharu) menggambarkan pemandangan yang sama: cakera penuh yang malap dipeluk oleh lengan terang anak bulan.

Fasa Bumi Ialah Fasa Bulan yang Terbalik

Fasa mana-mana jasad bergantung pada sudut antara Matahari dan pemerhati, seperti yang dilihat dari jasad itu. Pada bulan baharu, Bulan terletak di antara Bumi dan Matahari: kita melihat sisi Bulan yang tidak diterangi, dan Bulan melihat sisi Bumi yang diterangi sepenuhnya. Pada bulan purnama, Bumi berada di antara kedua-duanya: kita melihat Bulan penuh, dan Bulan melihat sisi malam Bumi. Di antara kedua-dua saat itu, kedua-dua fasa sentiasa berjumlah satu keseluruhan: apabila 4 peratus Bulan diterangi bagi kita, 96 peratus Bumi diterangi bagi Bulan.

Perkara yang sama berlaku bagi kecerahan sinaran Bumi pada Bulan, walaupun ia pudar lebih cepat daripada pecahan Bumi yang diterangi. Bebola yang diterangi dari satu sisi memantulkan kebanyakan cahayanya terus kembali ke arah Matahari, jadi Bumi yang separuh diterangi menghantar kepada Bulan bukan separuh, tetapi kira-kira satu pertiga cahaya Bumi penuh.

Bagi bulan qamari yang bermula dengan bulan baharu pada 10 Oktober 2026 pukul 15:50 UTC:

Sinaran Bumi jatuh di bawah separuh kekuatannya pada bulan baharu pada 5.9 hari, apabila Bulan 30 peratus diterangi. Selepas itu, bahagian yang diterangi cahaya bumi menjadi lebih malap dan lebih sukar dilihat di sebelah bahagian bercahaya Matahari yang semakin besar, jadi pada praktiknya cahaya bumi ialah milik anak bulan: anak bulan petang pada beberapa hari pertama dan anak bulan pagi pada beberapa hari terakhir. Kedua-dua pecahan diterangi dalam jadual tidak berjumlah tepat 100 peratus kerana Matahari tidak berada pada jarak yang tidak terhingga, tetapi perbezaannya tidak pernah melebihi 0.13 peratus.

Seberapa Terangkah Bumi Penuh?

Dari Bulan, Bumi ialah sasaran yang besar. Jejari puratanya ialah 6,371 km berbanding 1,737 km bagi Bulan, jadi ia 3.67 kali lebih lebar, meliputi 13.4 kali keluasan, dan pada jarak purata 384,400 km ia merentangi 1.9 darjah langit, berbanding 0.52 darjah bagi Bulan yang dilihat dari Bumi.

Ia juga cermin yang lebih baik. Helaian fakta NASA memberikan albedo Bond Bumi sebanyak 0.294, yang bermaksud ia memantulkan kira-kira 29 peratus cahaya Matahari yang sampai kepadanya, dan bagi Bulan 0.11. Projek cahaya bumi di Big Bear Solar Observatory, yang mengukur kepantulan Bumi daripada cahaya bumi itu sendiri, mendapati purata 0.297 (Goode dan rakan-rakan, 2001). Batuan kelabu Bulan adalah gelap; awan, ais dan gurun Bumi adalah terang.

Untuk membandingkan Bumi penuh yang dilihat dari Bulan dengan bulan purnama yang dilihat dari Bumi, ambil kira saiz dan kepantulan bersama-sama. Kedua-dua jasad berada pada jarak yang sama dari Matahari dan pada jarak yang sama antara satu sama lain, jadi nisbahnya ialah nisbah keluasan didarab dengan nisbah kepantulan. Kepantulan yang betul bagi jasad yang diterangi sepenuhnya dan dilihat dari depan ialah albedo geometri, 0.434 bagi Bumi dan 0.12 bagi Bulan (NASA):

• 13.45 (keluasan) × 0.434 / 0.12 = kira-kira 49.
• Dengan albedo Bond pula, nisbahnya ialah kira-kira 36.

Dalam magnitud ahli astronomi, faktor 49 ialah 4.2 magnitud, jadi Bumi penuh dari Bulan ialah kira-kira magnitud −17, berbanding −12.7 bagi bulan purnama dari Bumi.

Aritmetik yang sama memberikan cahaya yang dipancarkan oleh setiap jasad ke atas jasad yang lain. Bumi penuh menerangi sisi malam Bulan dengan kira-kira 1/8,400 cahaya Matahari langsung; bulan purnama menerangi Bumi dengan kira-kira 1/408,000. Angka kedua itu boleh disemak berbanding ukuran: Matahari bermagnitud −26.74 dan bulan purnama −12.74, perbezaan 14 magnitud, iaitu faktor 398,000. Malam di bawah Bumi penuh jauh lebih terang daripada mana-mana malam yang kita kenali.

Angka-angka ini mengandaikan Bumi yang memantul secara sekata, seperti bebola matte. Bumi sebenar tidak begitu.

Mengapa Cahaya Bumi Berubah dari Malam ke Malam

Sinaran Bumi pada Bulan datang daripada separuh Bumi yang menghadap Bulan dan diterangi Matahari pada saat itu, dan kecerahan separuh itu bergantung pada apa yang meliputinya. Lautan terbuka adalah gelap; awan, salji, ais dan gurun adalah terang. Jadi cahaya bumi ialah ukuran cuaca Bumi, dan sejak 1998 ia telah digunakan sebagai ukuran sedemikian. Big Bear Solar Observatory di California telah mengukur cahaya bumi secara tetap sejak Disember 1998. Keputusan pertamanya mendapati kepantulan Bumi berubah kira-kira 5 peratus dari hari ke hari mengikut cuaca di sebelah lain glob, dan perubahan bermusim kira-kira dua kali lebih besar daripada ramalan simulasi iklim, dengan Bumi paling terang pada musim bunga (Goode dan rakan-rakan, 2001). Satu kajian kemudian menggabungkan data cahaya bumi dengan rekod awan satelit untuk membina semula kepantulan Bumi sejak 1984 (Pallé dan rakan-rakan, 2004).

Geometri juga menentukan bahagian Bumi mana yang menerangi Bulan. Bagi pemerhati di Eropah, Bulan anak bulan petang tergantung di atas ufuk barat selepas matahari terbenam, dan bahagian Bumi yang diterangi Matahari dan dapat melihatnya terletak di sebelah barat, di atas Atlantik dan benua Amerika, tempat hari masih siang. Anak bulan pagi diterangi oleh Bumi di sebelah timur, di atas Asia, tempat hari telah bermula. Kecerahan kedua-duanya boleh berbeza secara ketara.

Leonardo, Danjon dan Bulan Lama dalam Pelukan Bulan Baharu

Cahaya ini telah diperhatikan lama sebelum ia dijelaskan. Penjelasan betul pertama yang diketahui terdapat dalam buku catatan Leonardo da Vinci yang kini dipanggil Codex Leicester, yang ditulis antara kira-kira 1506 dan 1510: beliau menaakul bahawa bahagian gelap Bulan diterangi oleh cahaya Matahari yang dipantulkan dari Bumi. Beliau menyangka pantulan itu kebanyakannya datang dari lautan Bumi; hari ini kita tahu bahawa awan menyumbang sebahagian besarnya. Catatan Leonardo tidak diterbitkan, dan seabad kemudian penjelasan itu muncul semula dalam cetakan, antaranya dalam Sidereus Nuncius karya Galileo (1610).

Balada lama Scotland Sir Patrick Spens memberikan frasa Inggeris bagi pemandangan ini: seorang kelasi yang telah melihat bulan baharu dengan bulan lama dalam pelukannya menganggapnya sebagai amaran ribut. Coleridge menggunakan baris-baris itu sebagai epigraf puisinya Dejection: An Ode (1802).

Ukuran teliti yang pertama dibuat oleh ahli astronomi Perancis André Danjon, mulai akhir 1920-an. Alatnya membelah imej Bulan kepada dua supaya beliau dapat meletakkan satu tompok yang disinari Matahari di sebelah satu tompok yang disinari cahaya bumi dan memalapkan tompok yang disinari Matahari sehingga kedua-duanya sepadan, dan daripada nisbah itu beliau mengira berapa banyak cahaya yang dipantulkan Bumi. Nilai-nilainya kemudian didapati terlalu tinggi, tetapi kaedahnya kekal. Danjon ialah ahli astronomi yang sama yang menghuraikan had yang di bawahnya tiada anak bulan dapat dilihat, yang diterangkan dalam had Danjon. Projek cahaya bumi moden ialah kaedah beliau dengan kamera elektronik.

Adakah Cahaya Bumi Membantu Anda Melihat Anak Bulan?

Ia membantu sedikit, dan hanya apabila anak bulan sudah mudah dilihat.

• Ia tidak dapat mendedahkan anak bulan yang terlalu muda untuk dilihat. Bahagian yang diterangi cahaya bumi sentiasa jauh lebih malap daripada anak bulan yang disinari Matahari, jadi jika anak bulan itu sendiri hilang dalam cahaya senja, cakera bercahaya bumi turut hilang bersamanya. Pada petang ketika cahaya bumi paling kuat, iaitu petang pertama selepas bulan baharu, langit berada pada tahap paling terang di sekitar Bulan, dan cahaya itu langsung tidak dapat dilihat. Artikel had Danjon menerangkan sebabnya.
• Ia boleh membimbing mata ke arah anak bulan yang lebih tua. Pada Bulan yang berumur dua hingga lima hari, apabila langit telah gelap, cakera kelabu itu boleh menjadikan seluruh Bulan menonjol, dan melalui binokular ia membantu mengesahkan bahawa garis cahaya yang malap itu ialah Bulan dan bukan tepi awan.
• Anak bulanlah yang diambil kira. Kriteria kebolehnampakan yang digunakan di laman ini, Yallop dan Odeh, meramalkan sama ada anak bulan yang disinari Matahari dapat dilihat, berdasarkan lebarnya dan ketinggiannya di atas Matahari, dan laporan cerapan menghuraikan anak bulan. Cakera kelabu semata-mata bukanlah anak bulan. Cara pelbagai jenis cerapan dilayan diterangkan dalam mata kasar, binokular atau teleskop.

Untuk masa petang cerapan, iaitu bila anak bulan mula kelihatan dan berapa lama ia kekal di langit, lihat cara melihat anak bulan untuk pemula dan peta kebolehnampakan.

Merakam Gambar Cahaya Bumi

Cahaya bumi ialah salah satu subjek paling memuaskan untuk dirakam pada Bulan, kerana kamera menunjukkannya jauh lebih jelas daripada mata. Petang terbaik ialah apabila Bulan berumur dua hingga lima hari, langit gelap dan Bulan masih jauh di atas ufuk: menurut jadual di atas, sinaran Bumi ketika itu masih antara 89 dan 59 peratus daripada kekuatan maksimumnya. Anak bulan dan cakera bercahaya bumi berbeza kecerahannya terlalu banyak sehingga tiada satu eksposur dapat menampung kedua-duanya. Penyelesaian biasa ialah dua eksposur, satu pendek untuk anak bulan dan satu panjang, sesaat atau lebih pada ISO yang lebih tinggi, untuk cakera bercahaya bumi, yang digabungkan kemudian. Tetapan dan cara penggabungan terdapat dalam cara merakam gambar anak bulan.

Soalan Lazim

Adakah cahaya bumi sama dengan "ashen light"?

Ya, bagi Bulan. Lumière cendrée, cahaya kelabu abu (ashen light), ialah nama lama Perancis bagi cahaya bumi. Frasa Inggeris yang sama juga digunakan untuk cahaya lain yang dipertikaikan, yang dilaporkan pada sisi malam Zuhrah.

Mengapa saya tidak dapat melihat cahaya bumi berhampiran bulan purnama?

Kerana Bumi, dilihat dari Bulan, ketika itu hampir baharu: ia memalingkan sisi malamnya ke arah Bulan dan hampir tidak menghantar cahaya kepadanya. Lagipun, bahagian Bulan yang terang disinari Matahari akan menenggelamkan cahaya yang malap dalam apa jua keadaan.

Adakah cahaya bumi lebih terang pada anak bulan pagi atau anak bulan petang?

Ia bergantung pada separuh Bumi mana yang menghadap Bulan dan seberapa berawan bahagian itu. Bagi seseorang pemerhati, anak bulan petang dan pagi diterangi oleh bahagian Bumi yang berbeza, jadi kecerahannya boleh berbeza, dan perbezaan itu berubah mengikut musim dan cuaca.

Adakah cahaya bumi menjadikan anak bulan lebih mudah diramal?

Tidak. Ramalan di laman ini, pada halaman Bulan dan peta kebolehnampakan, adalah untuk anak bulan yang disinari Matahari dan tidak mengambil kira cahaya bumi.

Adakah Bumi penuh akan menerangi malam di Bulan?

Ya. Bumi penuh memberikan sisi malam Bulan kira-kira 49 kali ganda cahaya yang diberikan oleh bulan purnama kepada Bumi, cukup untuk melihat landskap dengan jelas.

Lihat Juga

• Had Danjon: Mengapa Beberapa Anak Bulan Mustahil Dilihat Secara Fizikal
• Cara Merakam Gambar Anak Bulan: Panduan Lengkap Astrofotografi
• Panduan Pemula untuk Mengesan Anak Bulan: Peralatan, Masa dan Teknik
• Bolehkah Anda Melihat Anak Bulan dengan Mata Kasar?
• Sains di Sebalik Anak Bulan
• Halaman Bulan, dengan fasa malam ini dan umur Bulan.

Rujukan

• Fasa-fasa, sinaran Bumi sepanjang bulan dan perbandingan Bumi penuh dengan bulan purnama dikira dengan enjin astronomi laman ini. Angka-angka ini dihasilkan semula oleh docs/research/earthshine.mjs dan dikira oleh packages/astronomy/src/earthshine.ts dalam kod sumber Hilal Vision. Sinaran Bumi mengandaikan Bumi yang matte secara sekata (Lambert) dan mengambil kira perubahan jarak antara Bumi dan Bulan.
• Williams, D.R. Earth Fact Sheet, Moon Fact Sheet and Sun Fact Sheet, NASA Space Science Data Coordinated Archive (nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet). Radii, Bond and geometric albedos, and the magnitudes of the Sun and the full Moon.
• Goode, P.R., Qiu, J., Yurchyshyn, V., Hickey, J., Chu, M.C., Kolbe, E., Brown, C.T. and Koonin, S.E. (2001). "Earthshine observations of the Earth's reflectance." Geophysical Research Letters, 28(9), 1671 to 1674.
• Pallé, E., Goode, P.R., Montañés-Rodríguez, P. and Koonin, S.E. (2004). "Changes in Earth's reflectance over the past two decades." Science, 304, 1299 to 1301.
• NASA (2001). "Scientists watch dark side of the Moon to monitor Earth's climate", 17 April 2001: on the Big Bear project, Danjon's first quantitative observations and Leonardo's explanation.
• Leonardo da Vinci, Codex Leicester (about 1506 to 1510).
• Galileo Galilei, Sidereus Nuncius (1610).
• Sir Patrick Spens, Child Ballad 58; S.T. Coleridge, Dejection: An Ode (1802).