Зодиакальный свет – слабое свечение неба, простирающееся вдоль эклиптики, т.е. в области Зодиака, с чем и связано название этого явления. Зодиакальный свет можно видеть лишь в ясные безлунные ночи вдали от городских огней. Визуально он обычно обнаруживается на угловом расстоянии от 30° до 90° от Солнца. В экваториальных областях Земли свечение становится заметным в западной части неба вскоре после наступления темноты, примерно через час после захода Солнца. Оно имеет вид конуса, сужающегося с удалением от горизонта, постепенно теряющего яркость и переходящего в зодиакальную полосу – слабо светящийся пояс шириной около 10°, едва различимый на фоне ночного неба и тянущийся вдоль всей эклиптики, соединяя собой обе ветви зодиакального света – западную и восточную. В области неба, противоположной Солнцу, зодиакальная полоса несколько расширяется и ее свечение усиливается, создавая противосияние. В конце тропической ночи, перед рассветом на востоке из–за горизонта появляется вершина конуса, и зодиакальный свет поднимается все выше. За час до восхода Солнца небо начинает светлеть, и слабый зодиакальный свет становится незаметен.

Для наблюдателей средних широт конус зодиакального света сильно наклонен к горизонту, поэтому заметить его труднее. Лучше всего он виден в феврале–марте после окончания вечерних сумерек и в сентябре–октябре перед утренними сумерками. В летние ночи он наблюдается в виде диффузного свечения у северного горизонта. Конусы зодиакального света в 2–3 раза ярче фона ночного неба вне Млечного Пути. В среднем в видимой области спектра зодиакальный свет вносит около 15% в общее излучение ночного неба.

Явление зодиакального света известно с древности: о нем знали в Египте, Греции и на Востоке. Бируни называл его «ложной зарей» или «волчьим хвостом». Внимательный наблюдатель природы Александр Гумбольдт в своем труде Космос (М., 1853, т. 3, с. 134) подробно описал зодиакальный свет: «Кто долго жил в поясе пальм, тот навсегда сохранит приятное воспоминание о сладостном сиянии, которым пирамидально воздымающийся зодиакальный свет озаряет часть равно продолжительных тропических ночей. Я видел его блестящим гораздо ярче, чем Млечный Путь в Стрельце, не только в редкой и сухой атмосфере Андских вершин на высоте двенадцати или четырнадцати тысяч футов, но также в беспредельных луговых равнинах Венеcуэлы, на морском берегу, под вечным ясным небом Куманы. Совершенно особенную прелесть приобретало это явление, когда маленькое облачко закрывало частицу зодиакального света и резко выделялось на светлом фоне.»

В новое время зодиакальный свет начали наблюдать и описывать с середины 17 в. Первым это явление подробно изучил и правильно истолковал французский астроном Жан Доминик Кассини в 1683. Он считал причиной зодиакального свечения солнечный свет, рассеянный мелкими частицами вещества, движущимися между орбитами Венеры и Марса в плоскости планетных орбит.

Распределение энергии в спектре зодиакального света близко к солнечному. Как и в спектре Солнца, в нем есть линии поглощения. Оптическое излучение зодиакального света частично поляризовано. Одно время считалось, что поляризация указывает на рассеяние свободными электронами межпланетной среды, но позже было показано, что в рассеянии света, в основном, виновата межпланетная пыль, которая тоже дает поляризацию, но зато не замывает фраунгоферовых линий Солнца, присутствующих в спектре зодиакального света. Источником мелких частиц, заполняющих Солнечную систему, служат разрушающиеся ядра комет и столкновения тел в поясе астероидов. Самые мелкие частицы постепенно приближаются к Солнцу в результате эффекта Пойнтинга – Робертсона; он заключается в том, что давление солнечного света на движущуюся частицу направлено не точно по линии Солнце – частица, а в результате аберрации света отклонено назад, против скорости частицы и поэтому тормозит ее движение. Падение мелких частиц на Солнце компенсируется их постоянным производством, так что в плоскости эклиптики всегда существует скопление пыли, рассеивающее солнечные лучи.

Вблизи Солнца зодиакальный свет переходит в F–корону Солнца (фраунгоферова, или пылевая корона), которая видна только при полном солнечном затмении. Ее отличают от К–короны (от нем. Kontinuum), возникающей вследствие рассеяния солнечного излучения на свободных электронах корональной плазмы. Спектр К–короны непрерывный, поскольку фраунгоферовы линии фотосферного спектра Солнца размыты из–за эффекта Доплера при рассеянии на быстрых электронах короны, имеющей температуру около миллиона кельвинов. Напротив, в спектре F–короны присутствуют фраунгоферовы линии, которые не замываются при рассеянии света на медленно движущихся пылевых частицах. За пределом 10 радиусов Солнца F–корона переходит в зодиакальный свет. Его яркость с ростом углового расстояния от Солнца быстро падает, но в антисолнечной точке эклиптики она вновь усиливается, образуя противосияние; это вызвано тем, что мелкие пылевые частицы интенсивно отражают свет назад.

Исследование зодиакального света представляет научный интерес, поскольку дает возможность получить сведения о глобальном распределении пыли в межпланетном пространстве. Зодиакальный свет исследуют фотометрически и спектрально с поверхности Земли, а также с космических аппаратов, данные которых свободны от влияния земной атмосферы. Оптические исследования совместно с наблюдениями в инфракрасном диапазоне показали, что пылевые частицы концентрируются около Солнца в виде эллипсоидоподобного облака (зодиакальное облако), плотность пыли в котором падает по мере удаления от Солнца и от плоскости эклиптики.

 

Столкновения мелких астероидов, разрушение комет вносит вклад в образование межпланетной пыли внутри Солнечной системы. Концентрация межпланетного вещества на некотором расстоянии от Земли (то есть исключая околоземную составляющую) около 10^–22 г/см³, что в 100–1000 раз выше плотности газопылевых межзвездных облаков. Общее количество пылевого вещества внутри орбиты Земли оценивается в 10¹⁸ кг, то есть примерно равно массе одного астероида.

Зодиакальный свет – одно из доказательств наличия пыли в космическом пространстве около Земли. Зодиакальный свет – светлая область, вытянутая вдоль эклиптики и наблюдаемая в экваториальных широтах Земли после захода Солнца или перед самым восходом. Зодиакальный свет – это эффект рассеяния солнечного света на межпланетной пыли.

Размеры пылинок в межпланетной среде 0,1–10 мкм. Маленькие пылинки выметаются из Солнечной системы давлением солнечного ветра. Предполагается, что в облаке Оорта находится огромное количество пыли. А вот судьба более тяжелых пылинок другая. Существует природный «пылесос», который заставляет более крупные частицы падать на Солнце. Это так называемый эффект Пойнтинга – Робертсона. Солнечный свет, падающий на частицу межзвездной пыли, уменьшает ее момент, и частица начинает падать на Солнце. Частица размером 2 мкм упадет на Солнце всего за 2000 лет.

Солнечный ветер – это потоки разреженного газа и плазмы, истекающие из атмосферы Солнца во всех направлениях. Его причиной служит сильный разогрев нижних слоев солнечной короны потоками электромагнитной энергии, поступающими из плотных частей атмосферы Солнца. Солнечный ветер, в основном состоящий из протонов, альфа–частиц и электронов, удаляется от Солнца со скоростями 400–500 км/с (возле Земли). Взаимодействуя с магнитосферами и атмосферами планет, солнечный ветер искажает их форму, вызывает в них химические реакции, ионизацию газа и его свечение. Солнечный ветер выдувает вокруг Солнца каверну, свободную от межзвездной плазмы (гелиосферу), которая простирается за орбиту Плутона; ее граница пока точно не установлена.