Такое астрономическое явление как солнечное затмение хотя бы раз в жизни видел каждый. Еще в античных источниках люди упоминали о нем, и сегодня минимум раз-два в год по всей Земле можно видеть частичные или полные эклипсы. Затмевания происходят регулярно, несколько раз в год, и известны даже точные даты следующих.
Что такое солнечное затмение?
Объекты в космическом пространстве расположены таким образом, что тень одного может накладываться на другой. Луна провоцирует солнечное затмение, когда закрывает собой огненный диск. В этот момент на планете становится немного холоднее и заметно темнее, будто бы наступил вечер. Животные и птицы пугаются в этой непонятной ситуации, растения сворачивают листву. Даже люди раньше относились к подобным астрономическим шуткам с большим волнением, но с развитием науки все встало на свои места.
Как происходит солнечное затмение?
Луна и Солнце находятся на разных расстояниях от нашей планеты, так что людям кажутся почти одинакового размера. В новолуние, когда орбиты обоих космических тел пересекаются в одной точке, спутник закрывает для земного зрителя светило. Солнечное затмение – это яркая и запоминающаяся астрономическая ситуация, однако насладиться им сполна невозможно по нескольким причинам:
- Полоса затемнения неширокая по земным меркам, не более 200-270 км.
- По причине того, что диаметр Луны значительно меньше земного, увидеть эклипс можно только в отдельных местах планеты.
- Так называемая «фаза темноты» продолжается несколько минут. После этого спутник отходит в сторону, продолжая вращаться на своей орбите, а светило снова «работает в привычном режиме».
Как выглядит солнечное затмение?
Когда земной спутник загораживает собой небесное светило, последнее с поверхности планеты выглядит, как темное пятно с яркой короной по бокам. Огненный шар закрыт другим, но меньшего диаметра. Вокруг появляется сияние жемчужного цвета. Это внешние слои солнечной атмосферы, не заметные в обычное время. «Магия» заключается в одном моменте, поймать который можно лишь с определенного ракурса. И суть солнечного затмения – в падающей от спутника тени, которая загораживает свет. Находящийся в зоне затемнения может видеть полный эклипс, другие – лишь частично или не видеть совсем.
Сколько длится солнечное затмение?
В зависимости от широты, на которой находится потенциальный земной зритель, за эклипсом он может наблюдать от 10 до 15 минут. За это время проходит три условных этапа солнечного затмения:
- С правого края светила возникает Луна.
- Она проходит по своей орбите, постепенно заслоняя от смотрящего огненный диск.
- Наступает самый темный период – когда спутник полностью заслоняет собой светило.
После этого Луна отходит, открывая правый край Солнца. Заревое кольцо пропадает и снова становится светло. Последний период солнечного затмения недолог, продолжается в среднем 2-3 минуты. Наибольшая зафиксированная продолжительность полной фазы в июне 1973 года длилась 7,5 минут. А самый короткий эклипс был заметен в 1986 году на севере Атлантического океана, когда тень заслонила диск всего на одну секунду.
Солнечное затмение - виды
Геометрия явления удивительна, и красота его обусловлена следующим совпадением: диаметр светила в 400 раз больше лунного, и от него до Земли в 400 раз дальше. При идеальных условиях можно видеть весьма «точный» эклипс. Но когда смотрящий за уникальным явлением человек находится в полутени Луны, ему заметно частичное помрачнение. Всего насчитывают три вида эклипсов:
- Полное солнечное затмение – если землянам видна самая темная фаза, огненный диск закрыт целиком и имеется эффект золотой короны.
- Частное, когда тенью заслонен один край Солнца.
- Солнечное затмение кольцеобразное – возникает, если земной спутник находится слишком далеко, и при взгляде на светило образуется яркое кольцо.
Чем опасно солнечное затмение?
Солнечное затмение – явление, которое с древних времен одновременно притягивало и наводило на людей ужас. Понимая его природу, бояться нет смысла, однако эклипсы действительно несут в себе колоссальную энергетику, которая иногда представляет опасность для людей. Врачи и психологи рассматривают влияние данных явлений на организм человека, утверждая, что особенно уязвимы гиперчувствительные люди, пожилые и беременные. За три дня до события и три дня после могут возникать такие проблемы со здоровьем, как:
- головные боли;
- скачки давления;
- обострения хронических болезней.
Что нельзя делать в солнечное затмение?
С медицинской точки зрения смотреть на солнце во время затмения очень опасно, потому что солнце производит большое количество ультрафиолета (а во время затмения глаза не защищены и поглощают опасные дозы УФ-излучения), являющегося причиной появления различных глазных заболеваний. Астрологи же говорят про влияние солнечного затмения на жизни людей и их поведение. Эксперты в данной области не рекомендуют в этот период начинать новые дела во избежание неудач, браться за что-то спонтанно и принимать сложные решения, от которых зависит дальнейшая судьба. Из того, что делать в солнечное затмение не стоит, можно выделить:
- злоупотребление алкоголем и наркотиками;
- решение конфликтов, так как люди становятся более раздражительными;
- проведение сложных медицинских процедур;
- участие в массовых акциях.
Когда будет следующее солнечное затмение?
В древние времена момент, когда светило скроется за лунным диском, нельзя было предсказать. В наши дни ученые называют точные даты и места, где лучше всего смотреть за эклипсом и момент фазы максимума, когда Луна полностью закроет огненный диск своей тенью. Календарь на 2018 год следующий:
- Частное затемнение можно будет видеть на Антарктиде, на юге Аргентины и Чили в ночь на 15 февраля 2018 года.
- 13 июля на южных широтах (в Австралии, Океании, в Антарктиде) можно наблюдать частичное закрытие Солнца. Фаза максимума – 06:02 по Москве.
- Ближайшее солнечное затмение для жителей России, Украины, Монголии, Китая, Канады и Скандинавии наступит 11 августа 2018 года в 12:47.
Солнечное затмение – интересные факты
Даже не понимающие в астрономии люди интересуются: как часто бывает солнечное затмение, что становится его причиной, сколько длится этой диковинное явление. Многие факты о нем известны всем и никого не удивляют. Но есть и интересные сведения о эклипсе, известные немногим.
- Наблюдать ситуацию, когда огненный диск полностью скрыт от глаз, во всей Солнечной системе возможно лишь на Земле.
- В любой точке планеты эклипсы можно видеть в среднем раз в 360 лет.
- Максимальная площадь перекрытия Солнца лунной тенью – 80%.
- В Китае найдены данные о первом зафиксированном эклипсе, который случился в 1050 году до н.э.
- Древние китайцы верили, что при затмевании «солнечная собака» поедает Солнце. Они начинали бить в барабаны, чтобы отогнать небесного хищника от светила. Он должен был испугаться и вернуть украденное на небосвод.
- Когда происходит солнечное затмение, лунная тень движется по поверхности Земли с огромной скоростью – до 2 км в секунду.
- Ученые подсчитали: через 600 млн лет эклипсы прекратятся совсем, т.к. спутник отдалится от планеты на большое расстояние.
В последнее время астрономия перестала быть обязательным предметом в школе, на эту публикацию возлагаются надежды на возможность восполнения вынужденных пробелов просвещения с помощью интернета...
Прежде всего обратимся к Большой Советской Энциклопедии, чтобы воспользоваться проверенным временем и, несомненно, выдающимися учеными определением предмета нашего разговора: "Затмение - астрономические явление, заключающееся в том, что земному наблюдателю Солнце, Луна, планета, спутник планеты или звезда перестают быть видимыми полностью или частично.
Затмения происходят вследствие того, что либо одно небесное тело закрывает другое, либо тень одного несамосветящегося тела падает на другое такое же тело. Затмение Солнца наблюдается тогда, когда его закрывает (заслоняет) Луна".
Солнечные затмения всегда происходят в Новолуние
.
Солнечное затмение - каждый раз уникальное явление.
Какие бывают затмения?
Мы так привыкли к нашей луне, что даже не подозреваем как нам с ней повезло! А повезло нам с ней дважды. Первое, наша Луна не какой-нибудь бесформенный булыжник наподобие Фобоса или Деймоса, а аккуратненькая кругленькая мини-планета! Второе: Луна теперь достаточно далеко от Земли и нет ежедневных землетрясений и огромных волн, когда-то в прошлом вызываемых приливными силами Луны (в наше время Луна удаляется от Земли со скоростью 4 см в год - в ранние эпохи это происходило быстрее). Луна теперь настолько далеко, что ее видимый угловой размер близок к угловому размеру еще более далекого Солнца. А когда-то Луна была настолько близко к Земле что солнечные затмения случались каждое новолуние, правда смотреть на них в то время было еще некому...
Каждое солнечное затмение по-своему уникально, как именно затмение будет выглядеть для земного наблюдателя определяется 3 факторами (помимо погодных): видимыми из точки наблюдения угловыми диаметрами (размерами) Солнца α и Луны β и траекторией движения Луны относительно Солнца и звезд (Рис.2).
Рис. 2. Видимые с поверхности Земли угловые диаметры Солнца (α ) и Луны (β ), траетория перемещения Луны по звездному небу (пунктир).
Вследствие того, что Луна и Земля движутся по эллиптическим орбитам (Луна то ближе, то дальше от Земли, а Земля, в свою очередь, то ближе, то дальше от Солнца), видимый угловой диаметр Луны в зависимости от орбитального положения может меняться от 29,43" до 33,3" (угловые минуты), а видимый угловой диаметр Солнца от 31,6" до 32,7". При этом их среднестатистические видимые диаметры, соответственно, составляют у Луны: 31"05" и у Солнца: 31"59".
В зависимости от того, проходит ли видимая траекторий движения Луны, через центр Солнца, или пересекает его видимую область в произвольном месте, а так же различных сочетаний видимых угловых размеров Луны и Солнца, традиционно различают три вида солнечных затмений: частное, полное и кольцеобразное затмения.
Частное солнечное затмение
Если наблюдаемая траектория движения Луны не проходит через центр Солнца, то Луна, как правило не может полностью заслонить собой Солнце (рис. 3) - затмение при котором Луна закрывает собой солнце не полностью называют частным (частное от слова "часть" со смыслом "частичное затмение"). Такое затмение может происходить при любых возможных сочетаниях видимых угловых диаметров Луны и Солнца.
Большинство происходящих на Земле солнечных затмений - это частные затмения (примерно 68%).
Полное солнечное затмение
Если в какой-либо точке поверхности Земли наблюдатели могут увидеть, что Луна закрывает Солнце полностью, то такое затмение называется полным солнечным затмением. Такое затмение происходит, когда видимая траектория движения Луны проходит через центр Солнца или очень близко к нему и при при этом видимый диаметр Луны β должен быть больше или хотя бы равен видимому диаметру Солнца α (рис.4).
Рис. 4. Полное солнечное затмение, 20 марта 2015 года в 12:46 наблюдалось вблизи Северного полюса.
Полное Солнечное затмение можно наблюдать в пределах очень небольших участков поверхности земли, как правило, это полоса шириной до 270 км, очерчиваемая тенью Луны, - наблюдатели на прилегающих к затененной территориях видят лишь частное солнечное затмение (Рис 5).
Рис. 5. Полное солнечное затмение, тень от Луны на поверхности Земли, темным пунктиром обозначена траекторий движения области тени
Для каждой конкретной местности полное солнечное затмение - большая редкость. В Москве, например, полное солнечное затмение последний раз было в августе 1887 года (19.08.1887), а следующее ожидается 16.10.2126 года. Так что, сиднем просидев на одном месте, можно ни разу в жизни не увидеть полного солнечного затмения (правда, в августе 1887 года москвичи его все-равно не увидели из-за плохой погоды
). Поэтому: "Если хочешь пережить событие, делай все возможное, чтоб оно случилось!" /Лозунг Энтузиастов/
Слава богу, в целом на поверхности Земли полные затмения случаются не так уж редко в среднем раз в полтора года и составляют почти 27% от всех вариантов затмений.
Кольцеобразное солнечное затмение
Если траектория движение Луны проходит рядом с центром Солнца, но видимый угловой диаметр Луны меньше солнечного β < α , то в момент совмещения центров Луна не может заслонить Солнце полностью и вокруг нее создается свечение в виде кольца, такое затмение называют кольцеобразным (рис. 6), но в устной речи, традиционно стремящейся выразить смысл максимально кратко установилось выражение кольцевое затмение, т.е. "кольцеобразное солнечное затмение" - это термин, а "кольцевое затмение" - пока только жаргон...
Рис. 6. Кольцеобразное солнечное затмение, когда-нибудь...
Кольцеобразные (кольцевые) солнечные затмения - в настоящее время, самый редкий вид затмений, на их долю приходится всего 5%. Но, как мы знаем, Луна постепенно отдаляется от Земли и кольцевые затмения будут случаться все чаще и чаще.
Почему солнечные затмения случаются совсем нечасто
Главная причина того, что солнечные затмения в наше время не происходят каждое новолуние, заключается в том что плоскость орбиты Луны не совпадает с плоскостью эклиптики (плоскостью орбиты Земли) и наклонена к ней под углом 5,145 градусов (рис. 7, поз.1). На этом рисунке, как, впрочем и на всех других, размеры углов и соотношения масштбов объектов утрированы для наглядности изображений.
Рис. 7.
Работа над статьей "Солнечные затмения" продолжается.
Sergey Ov (Seosnews9 )
Солнечные затмения 2019 года:
январь 2019 - Частное солнечное затмение
;
июль 2019 - Полное солнечное затмение
;
декабрь 2019 -
(наблюдается на территории России)
06.01.2019 04:28
- Новолуние
.
В это новолуние произойдет
частное солнечное затмение
6 января 2019 в 04:41 MSK
, затмение можно будет наблюдать
в восточной части Монголии северо-восточной части Китая, Корее и Японии
, в России - на юге Восточной Сибири, Дальнем Востоке, Камчатке, Курильских островах и Сахалине
.
02.07.2019 22:16
- Новолуние
.
В это новолуние случится полное солнечное затмение
, фаза максимума затмения наступит 2 июля 2019 в 22:26 MSK
, частное затмение Солнца можно будет наблюдать только на юге Тихого океана, Центральной и Южной Америке (Чили, Аргентина), увы: в России наблюдаться не будет...
26.12.2019 08:13
- Новолуние
.
Это новолуние осчастливит жителей Земли третьим затмением солнца в году - это будет кольцеобразное солнечное затмение
(кольцевое), фаза максимума затмения наступит 26 декабря 2019 05:18:53 MSK
, кольцевое затмение можно будет наблюдать на востоке Аравийского полуострова, юге Инднии, Шри-Ланке, Суматре, Малазии и Индонезии, частное в Центральной и Юго-Восточной Азии, Австралии и западе Океании, в России затмение будет наблюдаться в Забайкалье и Приморье
.
2018 год:
февраль 2018 - Частное солнечное затмение
;
июль 2018 - Частное солнечное затмение
;
август 2018 - Частное солнечное затмение
(наблюдается на территории России)
16.02.2018 00:05
- Новолуние
В это новолуние произойдет частное солнечное затмение
, фаза максимума затмения наступит 15.02.2018 в 23:52 MSK
, частное затмение Солнца можно будет наблюдать только в Антарктиде и юге Южной Америке (Чили, Аргентина) - резюме: в России наблюдаться не будет.
13.07.2018 05:48
- Новолуние (
, {супер новолуние} - вариант перевода с английского слова "supermoon", другой - "Супер-Луна". В новолуние Луна обычно не видна, но в таких случаях бывают очень сильные приливы, может лучшим вариантом перевода будет: "Сильная Луна"?)
Кроме того, в это новолуние произойдет
частное солнечное затмение
, фаза максимума затмения наступит 13.07.2018 в 06:02 MSK
. Затмение можно будет наблюдать, увы, только в Антарктиде на Берегу Бадда, самой южной части Австралии, Тасмании или в акватории Индийского океана между Антарктидой и Австралией - в России затмение наблюдаться не будет
.
11.08.2018 12:58
- Новолуние
(
, Сильная Луна)
В это новолуние к тому же произойдет
частное солнечное затмение
, фаза максимума затмения наступит 11 августа 2018 в 12:47 MSK
, затмение можно будет наблюдать на севере Канады, Гренландии в Скандинавских странах, в России - на северных и средних широтах Центральной России, по всей Сибири и Дальнему Востоку
, северо-восточной части Казахстана, Монголии и Китая.
2017 год: февраль 2017 - Кольцевое солнечное затмение; август 2017 - Полное солнечное затмение
26 февраля 2017 17:58
В это зимнее новолуние произойдет кольцеобразное солнечное затмение
. Фаза максимума затмения наступит 26 февраля 2017 в 17:54 MSK
. Кольцеобразное затмение Солнца можно будет наблюдать на юге Аргентины и Чили, юго-западе Анголы, а частное
на юге Южной Америки, Антарктиде, западной и Южной Африке - в России наблюдаться не будет.
21 августа 2017 21:30
- астрономическое новолуние.
В это летнее новолуние произойдет полное солнечное затмение
. Фаза максимума затмения наступит 21 августа 2017 в 21:26 MSK
.
Полное затмение Солнца можно будет наблюдать, увы, только в Северной Америке на территории США, частное в России
- на Чукотке (Луна лишь чуть заденет Солнце); в других странах
- в США и Канаде, Гренладнии, Исландии, Ирландии и Великобритании, Португалии (на заходе Солнца), Мексике, странах Центральной Америки, Эквадоре, Перу, Колумбии, Венесуэле, Гайяне, Суринам, Гвинее и Бразилии.
Март 2016 - Полное солнечное затмение + Суперлуние
09 марта 2016 04:54
мск - астрономическое новолуние;
В это новолуние произойдет полное солнечное затмение
, фаза максимума затмения наступит 09 марта 2016 в 04:58 MSK,
полное затмение Солнца можно будет наблюдать на островах Суматра, Калимантан, Сулавеси и Хальмахера, частное в России
- в Приморье, Сахалине, Курильских островах и Камчатке; в других странах в Индии, Китае, Тайланде, Лаосе и Камбодже, Малазии, Индонезии, Папуа-Новой Гвинее, Филиппинах, в США и Канаде (Аляска)
;
01.09.2016 12:03
- астрономическое новолуние;
В это новолуние произойдет кольцеобразное солнечное затмение
, фаза максимума затмения наступит 01 сентября 2016 в 12:08 MSK
, Кольцеобразное затмение можно будет наблюдать, увы, только в центральной Африке и на Мадагаскаре, а частное во всех странах Африки, в Саудовской Аравии, Йемен и в акватории Индийского океана
Март 2015 - Полное солнечное затмение + Суперлуние
20 марта 2015 12:36
мск - астрономическое новолуние; ;
В это новолуние произойдет полное солнечное затмение, фаза максимума затмения наступит 20 марта 2015 в 12:46:47 MSK, полное затмение Солнца
можно будет наблюдать на Фарерских островах, Шпицбергене и на Северном полюсе, частное затмение в России
- на всей Европейской части и Западной Сибири; а так же в Гренландии, Европе и Центральной Азии.
;
* Затмения, затмение = З.
З. - астрономические явления, заключающиеся в том, что земному наблюдателю Солнце, Луна, планета, спутник планеты или звезда перестают быть видимыми полностью или частично. З. происходят вследствие того, что либо одно небесное тело закрывает другое, либо тень одного несамосветящегося тела падает на другое такое же тело. Так, З. Солнца наблюдаются тогда, когда его закрывает Луна; З. Луны - когда на неё падает тень Земли; З. спутников планет - когда они попадают в тень планеты; З. в системах двойных звёзд - когда одна звезда закрывает собой другую. К З. относятся также прохождения тени спутника по диску планеты, закрытия Луной звёзд и планет (т. н. покрытия (См. Покрытие)), прохождения внутренних планет - Меркурия и Венеры - по солнечному диску и прохождения спутников по диску планеты. С началом полётов пилотируемых космических кораблей появилась возможность наблюдений с этих кораблей З. Солнца Землёй (см. илл.). Наибольший интерес представляют З. Солнца и Луны, связанные с движением Луны вокруг Земли.
Большая Советская Энциклопедия, 3 изд. 1969 - 1978 г.
Чтобы произошло солнечное затмение, Земля, Луна и Солнце должны выстроиться в одну линию, что бывает только в моменты новолуний. Из-за движения Луны по орбите со скоростью около 1 км/с ее тень приблизительно с той же скоростью перемещается относительно Земли. Максимальное время, в течение которого тень Луны (область полного затмения Солнца) скользит по Земле, составляет около 3,5 ч, а полутень (область частичного затмения) задерживается на Земле около 5,5 ч. Максимальный размер тени на поверхности Земли около 270 км. Жители, оказавшиеся на пути тени, наблюдают полное затмение Солнца. Продолжительность этого явления зависит от широты местности, поскольку поверхность Земли вращается в том же направлении – с запада на восток, куда движется лунная тень, с максимальной скоростью на экваторе 0,46 км/с. Поэтому в районе экватора полные затмения могут длиться до 7 мин 40 с, а на широте 45° – до 6,5 мин. В каждой точке Земли полное затмение происходит в среднем один раз за 360 лет.
По счастливому совпадению угловые диаметры Солнца и Луны почти одинаковы: они близки к 0,5° . Если в момент солнечного затмения Луна проходит перигей (ближайшую к Земле точку орбиты), то она полностью затмевает Солнце; в апогее (наиболее удаленной точке орбиты) угловой размер ее диска меньше солнечного, поэтому происходит кольцевое затмение.
Наблюдаемые явления.
При частных затмениях Солнца общий поток его света ослаблен незначительно, т.ч. многие люди даже не замечают этого явления, если заранее не были предупреждены. Не закрытая Луной часть солнечного диска сияет в виде «месяца»; это легко увидеть, если посмотреть на Солнце через плотный светофильтр, например кусок засвеченной фотопленки.
Перед началом полного затмения яркость заметно убывает и узкий серпик Солнца можно наблюдать без светофильтра. Серпик быстро сужается, и когда он занимает совсем небольшой участок дуги, это называют «брильянтовым кольцом». В последний момент этот участок разбивается на цепочку ярких пятен, называемых «четками Бейли», – это лучи Солнца светят сквозь неровности лунного края (лунные долины). Вдруг наступает темнота, и появляется белоснежная солнечная корона. Ее яркость в полмиллиона раз ниже, чем у диска Солнца, и быстро спадает к краям, но при наступившей темноте отдельные лучи короны можно проследить до расстояния в несколько градусов. Вдоль края лунного диска видна розоватая полоска хромосферы. Иногда видны яркие розовые язычки протуберанцев, вытянувшиеся над хромосферой. Кое-где на небе заметны звезды. Через несколько минут с противоположной стороны солнечного диска появляются «четки Бейли» и «брильянтовое кольцо» – полное затмение закончилось и корона померкла в лучах Солнца.
Кольцевое затмение.
Средняя длина лунной тени 373 тыс. км, тогда как среднее расстояние от Земли до Луны 385 тыс. км. Поэтому в большинстве затмений лунная тень не дотягивается до земной поверхности. При этом Луна не полностью закрывает солнечный диск, а оставляет видимым тонкий ободок. При таком кольцевом затмении яркий ободок Солнца не позволяет увидеть ни корону, ни звезды вблизи Солнца. Поэтому кольцевые затмения не представляют большого научного интереса.
Лунные затмения.
Для затмения Луны Солнце, Земля и Луна также должны располагаться приблизительно на одной прямой. Если Луна проходит через полутень Земли, ее блеск ослабляется незначительно. Полутеневые затмения непривлекательны для астрономов и редко обсуждаются. Когда же Луна входит в тень Земли, то довольно четкая темная область надвигается на ее поверхность, которая сильно краснеет и темнеет, но все же остается видимой: ее освещают рассеянные и преломленные в земной атмосфере солнечные лучи, причем красные лучи проходят сквозь воздух лучше голубых (по этой же причине Солнце у горизонта красное). Яркость Луны при полном затмении сильно зависит от облачности земной атмосферы.
Научный интерес к лунным затмениям в основном связан с возможностью измерять скорость падения температуры ее поверхности после резкого прекращения солнечного нагрева. Быстрое падение температуры указывает, что верхний слой лунного грунта – плохой проводник тепла.
Геометрия затмений.
Путь Луны на небе наклонен примерно на 5° к солнечному пути – эклиптике. Поэтому затмения происходят только вблизи точек пересечения («узлов») их траекторий, где светила достаточно сближаются. Видимое смещение Луны при наблюдении из различных точек Земли (суточный параллакс), а также конечный размер Солнца и Луны делают затмения возможными в определенной зоне вблизи узлов их орбит. В зависимости от расстояния до Луны и Солнца размер этой зоны меняется. Для солнечных затмений ее границы отстоят от узла в каждую сторону на 15,5–18,4° , а для лунных – на 9,5–12,2° .
Солнечные затмения.
Солнце совершает оборот по эклиптике на 360° за 365 1 / 4 сут; поскольку зона затмений занимает около 34° , Солнце проводит в этой зоне около 34 сут. Но период между новолуниями составляет 29 1 / 2 сут, значит, Луна обязательно должна пройти через зону затмений, пока там находится Солнце, но может посетить ее за этот период и дважды. Поэтому при каждом прохождении Солнца через зону затмений (один раз в полгода) должно произойти одно затмение, но может случиться и два.
Лунные затмения.
Земная тень проходит по зоне затмения Луны в среднем за 22 дня. За этот период может произойти не более одного лунного затмения, поскольку между полнолуниями проходит 29 1 / 2 суток. Затмения может и вообще не случиться, если одно полнолуние было накануне вступления тени в зону, а следующее – сразу после ее выхода из зоны.
Хотя лунные затмения происходят реже солнечных, мы гораздо чаще видим полные затмения Луны, чем Солнца. Дело в том, что закрытую земной тенью Луну могут наблюдать все жители ночного полушария Земли, тогда как для наблюдения полного солнечного затмения нужно попасть в узкую полосу лунной тени.
Повторяемость затмений.
Период между двумя последовательными прохождениями Солнца через восходящий узел лунной орбиты называют драконическим годом (вспомните легенду о драконе, пожирающем Солнце). За этот период должно произойти, как минимум, два солнечных затмения – по одному вблизи восходящего и нисходящего узлов; но может не быть ни одного лунного. Максимально в каждом узле может случиться по одному лунному и еще по одному солнечному затмению – всего шесть.
Поскольку из-за поворота лунной орбиты узлы смещаются навстречу Солнцу, драконический год продолжается всего 346,6 сут. Таким образом, если первое затмение в году случилось до 19 января, то до конца календарного года может произойти еще и седьмое затмение. Ближайшая такая ситуация будет в 2094.
Сарос.
Э.Галлей открыл, что затмения циклически повторяются через 223 лунных месяца. Он назвал этот период «саросом», ошибочно полагая, что так его называли вавилоняне, несомненно знакомые с этим периодом. Древнегреческим астрономам был знаком утроенный сарос длительностью в 54 года, который они называли exeligmos.
За 19 драконических лет (6585,78 сут) происходит почти точно 224 новолуния (6585,32 сут). Поэтому в любой момент фазы Луны связаны с ее положением относительно узлов так же, как это было 18 лет и 11 1 / 3 сут назад (или 18 лет и 10 1 / 3 сут, в зависимости от количества високосных лет). Поскольку сарос всего на 11 1 / 3 сут отличается от числа целых лет, затмения следующего цикла происходят в основном на фоне тех же созвездий, что и предыдущего.
Отличие 223 лунных месяцев на 1 / 3 сут от целого числа солнечных суток приводит к тому, что при затмениях следующего сароса Земля на 1 / 3 оборота смещена к востоку, и соответствующие затмения наблюдаются на 120° западнее по долготе. Зато через 3 сароса ситуация повторяется гораздо точнее. Поскольку соотношение между драконическим годом и лунным месяцем не совсем простое, последовательные затмения в саросе смещаются к северу или югу в зависимости от того, происходят они в восходящем или нисходящем узле. Наконец лунная тень скользит над земными полюсами, и данная последовательность затмений завершается. В течение одного 18-летнего сароса происходит от 70 до 85 затмений; обычно бывает 43 солнечных и 28 лунных затмений.
Таблицы затмений.
Обстоятельства всех затмений с 1207 до н.э. по 2161 н.э. были вычислены Т.фон Оппольцером и опубликованы в его Каноне затмений (Canon der Finsternisse , 1887). В табл. 2 использованы данные из этой классической работы; табл. 1 взята из Канона солнечных затмений (1966) Ж.Мееса, К.Гросьена и В.Вандерлина. В ней отмечены все солнечные затмения с 1988 по 2028, кроме частных. Области видимости указаны в порядке прохождения тени. Чтобы узнать точное расположение полосы полного затмения, необходимо обратиться к специальным изданиям.
| Таблица 1. ПОЛНЫЕ И КОЛЬЦЕОБРАЗНЫЕ ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА | |||
| Дата | Тип | Продолжи- тельность (минуты) |
Область видимости |
| 1988, 18 марта | П | 4 | Суматра, Филиппины, сев. Тихий океан |
| 1988, 11 сентября | К | 7 | Индийский океан |
| 1990, 26 января | К | 2 | Индийский океан |
| 1990, 22 июля | П | 3 | Финляндия, Сибирь, сев. Тихий океан |
| 1991, 15/16 января | К | 8 | Южн. Тихий океан |
| 1991, 11 июля | П | 7 | Гавайи, Центр. Америка, Бразилия |
| 1992, 4/5 января | К | 12 | Центр. Тихий океан, Калифорния |
| 1992, 30 июня | П | 5 | Южн. Атлантика |
| 1994, 10 мая | К | 6 | США, сев. Атлантика, Марокко |
| 1994, 3 ноября | П | 4 | Тихий океан, Центр. и Южн. Америка, Атлантика |
| 1995, 29 апреля | К | 7 | Тихий океан, Перу, Бразилия |
| 1995, 24 октября | П | 2 | Иран, Индия, юго-вост. Азия, Тихий океан |
| 1997, 9 марта | П | 3 | Монголия, Сибирь, Арктика |
| 1998, 26 февраля | П | 4 | Тихий океан, Колумбия, сев. Атлантика |
| 1998, 22 августа | К | 3 | Суматра, Борнео, южн. Тихий океан |
| 1999, 16 февраля | К | 1 | Южн. Индийский океан, Австралия |
| 1999, 11 августа | П | 2 | Сев. Атлантика, центр. Европа, Индия |
| 2001, 21 июня | П | 5 | Южн. Атлантика, южн. Африка |
| 2001, 14 декабря | К | 4 | Тихий океан, Никарагуа |
| 2002, 10/11 июня | К | 1 | Сев. Тихий океан |
| 2002, 4 декабря | П | 2 | Сев. Африка, Индийский океан, Австралия |
| 2003, 31 мая | К | 4 | Исландия |
| 2003, 23 ноября | П | 2 | Антарктика |
| 2005, 8 апреля | КП | 1 | Сев. Тихий океан, Панама |
| 2005, 3 октября | К | 5 | Индийский океан, сев. Африка, Испания |
| 2006, 29 марта | П | 4 | Сев. Африка, Турция, Россия |
| 2006, 22 сентября | К | 7 | Бразилия, сев. Атлантика |
| 2008, 7 февраля | К | 2 | Антарктика, южн. Тихий океан |
| 2008, 1 августа | П | 2 | Арктика, Россия, Китай |
| 2009, 26 января | К | 8 | Южн. Индийский океан, Борнео |
| 2009, 22 июля | П | 7 | Индия, Китай, Тихий океан |
| 2010, 15 января | К | 11 | Центр. Африка, Индийский океан, Китай |
| 2010, 11 июля | П | 5 | Южн. Тихий океан, Китай |
| 2012, 20/21 мая | К | 6 | Япония, сев. Тихий океан, США |
| 2012, 13 ноября | П | 4 | Сев. Австралия, южн. Тихий океан |
| 2013, 9/10 мая | К | 6 | Австралия, центр. Тихий океан |
| 2013, 3 ноября | П | 2 | Атлантика, Центр. Африка |
| 2015, 20 марта | П | 3 | Сев. Атлантика, Арктика |
| 2016, 9 марта | П | 4 | Суматра, Борнео, сев. Тихий океан |
| 2016, 1 сентября | К | 3 | Центр. Африка, Мадагаскар, Индийский океан |
| 2017, 26 февраля | К | 1 | Тихий океан, Аргентина, Атлантика, Африка |
| 2017, 21 августа | П | 3 | Тихий океан, США, Атлантика |
| 2019, 2 июля | П | 5 | Южн. Тихий океан, Чили, Аргентина |
| 2019, 26 декабря | К | 4 | П-ов Аравия, Индия, Борнео, Тихий океан |
| 2020, 21 июня | К | 1 | Центр. Африка, п-ов Аравия, Китай |
| 2020, 14 декабря | П | 2 | Тихий океан, Чили, Аргентина, Атлантика |
| 2021, 10 июня | К | 4 | Арктика, Сибирь |
| 2021, 4 декабря | П | 2 | Антарктика |
| 2023, 20 апреля | П | 1 | Индийский океан, Индонезия, Тихий океан |
| 2023, 14 октября | К | 5 | США, п-ов Юкатан, Бразилия |
| 2024, 8 апреля | П | 4 | Тихий океан, Мексика, США |
| 2024, 2 октября | К | 7 | |
| 2026, 17 февраля | К | 2 | Антарктика |
| 2026, 12 августа | П | 2 | Гренландия, Антарктика, Испания |
| 2027, 6 февраля | К | 8 | Тихий океан, Аргентина, Атлантика |
| 2027, 2 августа | П | 6 | Сев. Африка, Индийский океан |
| 2028, 26 января | К | 10 | Тихий океан, Бразилия, Атлантика, Испания |
| 2028, 22 июля | П | 5 | Тихий океан, Австралия, Новая Зеландия |
| Таблица 2. ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ | |||
| Дата | Продолжительность (минуты) | Место, где Луна в зените | |
| Общая | Полной фазы | ||
| 1988, 27 августа | 122 | – | Самоа |
| 1989, 20 февраля | 212 | 76 | Филиппины |
| 1989, 17 августа | 220 | 98 | Центр. Бразилия |
| 1990, 9 февраля | 204 | 46 | Южн. Индия |
| 1990, 6 августа | 174 | – | Сев.-вост. Австралия |
| 1991, 21 декабря | 70 | – | Гавайи |
| 1992, 15 июня | 174 | – | Сев. Китай |
| 1992, 9 декабря | 212 | 74 | Южн. Алжир |
| 1993, 4 июня | 220 | 98 | О. Новая Каледония |
| 1993, 29 ноября | 206 | 50 | Мехико |
| 1994, 25 мая | 116 | – | Южн. Бразилия |
| 1995, 15 апреля | 78 | – | Фиджи |
| 1996, 4 апреля | 216 | 84 | Гвинейский залив |
| 1996, 27 сентября | 212 | 72 | Гвиана |
| 1997, 24 марта | 194 | – | Сев.-зап. Бразилия |
| 1997, 16 сентября | 210 | 66 | Мальдивские о-ва |
| 1999, 28 июля | 142 | – | Самоа |
| 2000, 21 января | 214 | 84 | Пуэрто-Рико |
| 2000, 16 июля | 224 | 102 | Сев.-вост. Австралия |
| 2001, 9 января | 210 | 66 | Маскат (Оман) |
| 2001, 5 июля | 154 | – | Сев. и центр. Австралия |
| 2003, 16 мая | 208 | 58 | Южн. центр. Бразилия |
| 2003, 9 ноября | 200 | 24 | О-ва Зеленого Мыса |
| 2004, 4 мая | 214 | 80 | Мадагаскар |
| 2004, 28 октября | 214 | 80 | Барбадос |
| 2005, 17 октября | 66 | – | Маршалловы о-ва |
| КОНЕЦ САРОСА, НАЧАВШЕГОСЯ В 1988 | |||
| 2006, 7 сентября | 98 | – | Мальдивские о-ва |
| 2007, 3 марта | 210 | 70 | Нигерия |
| 2007, 28 августа | 220 | 92 | Самоа |
| 2008, 21 февраля | 206 | 52 | Центр. Атлантика |
| 2008, 16 августа | 186 | – | Центр. Атлантика |
| 2009, 31 декабря | 66 | – | Пакистан |
| 2010, 26 июня | 156 | – | О-ва Тонга |
| 2010, 21 декабря | 212 | 74 | Калифорнийский залив |
| 2011, 15 июня | 224 | 102 | О-в Реюньон |
| 2011, 10 декабря | 206 | 56 | Вост. Новая Гвинея |
| 2012, 4 июня | 140 | – | О-ва Кука |
| 2013, 25 апреля | 36 | – | Мадагаскар |
| 2014, 15 апреля | 212 | 76 | (117° зап., 9° южн.) |
| 2014, 8 октября | 208 | 62 | Атолл Пальмира |
| 2015, 4 апреля | 200 | 24 | О-ва Эллис |
| 2015, 28 сентября | 214 | 78 | Сев.-восток Бразилии |
| 2017, 7 августа | 114 | – | (87° вост., 16° южн.) |
| 2018, 31 января | 214 | 82 | Атолл Эниветок |
| 2018, 27 июля | 220 | 98 | О-в Маврикий |
| 2019, 21 января | 210 | 68 | Куба |
| 2019, 16 июля | 172 | – | Мозамбик |
| 2021, 26 мая | 200 | 24 | О-ва Тонга |
| 2021, 19 ноября | 198 | – | (139° зап., 19° сев.) |
| 2022, 16 мая | 218 | 88 | Боливия |
| 2022, 8 ноября | 216 | 84 | Атолл Джонстон |
| 2023, 28 октября | 86 | – | Южн. Аравия |
| КОНЕЦ САРОСА, НАЧАВШЕГОСЯ В 2006 | |||
| 2024, 18 сентября | 70 | – | Сев.-восток Бразилии |
| 2025, 14 марта | 208 | 62 | О-ва Галапагос |
| 2025, 7 сентября | 216 | 84 | (87° вост., 6° южн.) |
| 2026, 3 марта | 208 | 62 | Атолл Пальмира |
| 2026, 28 августа | 194 | – | Зап. Бразилия |
| 2028, 12 января | 60 | – | Пуэрто-Рико |
| 2028, 6 июля | 136 | – | (86° вост., 22° южн.) |
| 2028, 31 декабря | 212 | 72 | Южн. Китай |
В отличие от солнечного лунное затмение одновременно наблюдается с целого полушария Земли. Поэтому в табл. 2 указана центральная точка этого полушария (всегда лежащая между тропиками), где луна в зените в середине затмения. Найдя эту точку на глобусе, вы без труда определите «полушарие видимости». В его западной части затмение наблюдается вечером, а в восточной – под утро.
Затмения в прошлом.
Самая ранняя запись о затмении обнаружена в древних китайских документах, но скудость информации не позволяет установить его точную дату. По записям затмений можно составить китайскую хронологию, начиная с 8 в. до н.э. Первая обоснованная дата в китайской истории – это затмение 30 ноября 735 до н.э. Иногда это событие ошибочно связывают с затмением 6 сентября 776 до н.э., которое плохо было видно в Китае.
Первое затмение, информация о котором до сих пор сохранила научную ценность, произошло 15 июня 763 до н.э. в Ассирии. Вероятно, оно стало причиной пророчества (Амос , 8:9 ). На основе этого и других древних затмений астрономы обнаружили, что продолжительность суток увеличивается на 0,001 с в столетие вследствие замедления вращения Земли.
По свидетельству Геродота, затмение 28 мая 585 до н.э. так напугало мидян и лидийцев, что они прекратили битву и заключили перемирие после пятилетней войны. Геродот сообщает, что Фалес Милетский предсказал год, в котором должно было случиться это затмение. Очень маловероятно, что Фалес мог точно предсказать именно это затмение, но анализ некоторых неполных циклов мог указать ему другое частное затмение в том же году.
Фукидид описывает, как афинская армия потерпела поражение из-за лунного затмения. Афиняне решили снять осаду Сиракуз на Сицилии и под покровом ночи 27 августа 413 до н.э. стали грузиться на корабли, как вдруг началось затмение. Среди солдат возникла паника, эвакуация сорвалась, и афинское войско было разбито сиракузцами.
Современные затмения.
С середины 19 в. солнечные затмения начали активно использовать для изучения физики Солнца. К 1900 астрономы обнаружили, что форма короны и интенсивность ее спектра изменяются в течение 11-летнего цикла солнечных пятен. В те годы это можно было узнать, только наблюдая затмения; позже был создан телескоп-коронограф, искусственно затмевающий Солнце и позволяющий наблюдать внутреннюю часть короны в любой день. Но и сейчас мы можем изучать слабые корональные лучи, исследовать тонкие детали в спектре короны и проверять «эффект Эйнштейна» (см. ниже ) только во время затмений. С 1950 на затмениях стали использовать радиотелескопы, и во время экспедиции на Алеутские о-ва удалось на различных радиочастотах измерить при затмении эффективный диаметр Солнца, несмотря на облака и дождь.
Астрофизические наблюдения.
Затмение 8 июля 1842, наблюдавшееся в Европе и Центральной Азии, было очень плодотворным для изучения Солнца. Тогда впервые были детально описаны протуберанцы. Во время затмения 28 июля 1851 были сделаны дагеротипы протуберанцев и открыта хромосфера Солнца. Во время затмения 18 августа 1868 П.Жансен (1824–1908) обнаружил, что спектры протуберанцев содержат яркие линии, и сразу понял, что протуберанцы можно наблюдать вне затмений с помощью спектроскопа. Одна желтая линия в этих спектрах никогда не наблюдалась в лабораториях. Элемент, которому она принадлежит, открыли только в 1895 и назвали гелием.
Фраунгоферов спектр короны также впервые наблюдали во время затмения 1868. Он образуется при рассеянии солнечного света на мелких частицах межпланетной пыли. При затмении в следующем году американский астроном Ч.Юнг (1834–1908) обнаружил в спектре излучения короны неизвестную зеленую линию, которую приписали гипотетическому элементу «коронию». Только в 1942 шведский астрофизик Б.Эдлен показал, что эту линию излучают атомы железа, под действием высокой температуры потерявшие 13 из своих 26 электронов.
Во время затмения 22 декабря 1870 Юнг открыл солнечный «обращающий слой». В обычном спектре Солнца множество темных линий поглощения. Но непосредственно перед началом полного затмения, когда виден лишь узенький яркий ободок, темные линии вдруг становятся яркими. Это наблюдается всего несколько секунд и потому называется «спектром вспышки». Впервые он был сфотографирован на затмении в Бразилии 16 апреля 1893.
Объекты внутри орбиты Меркурия.
В рамках ньютоновой теории тяготения движение Меркурия не находит полного объяснения; поэтому в конце 19 в. возникла гипотеза, что его движение возмущает неизвестная планета, расположенная еще ближе к Солнцу. Ее поиски предпринимались в моменты затмений. В 1878 было замечено два небольших небесных тела, но в дальнейшем их обнаружить не смогли. Зато в 1882 и 1893 замечали близкие к Солнцу кометы.
Эффект Эйнштейна.
Вслед за опубликованием в 1916 общей теории относительности многие экспедиции на солнечные затмения проверяли предсказанное Эйнштейном отклонение на 1,76ўў положений звезд рядом с Солнцем. Это вызвано тем, что вблизи массивного небесного тела изменяются геометрические свойства пространства-времени, что приводит к искривлению лучей света. Для проверки этого эффекта звезды фотографируют рядом с Солнцем в момент затмения, а затем вновь, спустя 6 мес, в ночное время. Английские экспедиции в Бразилию и Западную Африку на затмение 19 мая 1919 впервые измерили эффект Эйнштейна: смещение в положении звезд было обнаружено, но его значение продолжали уточнять еще более 50 лет многие экспедиции на следующие затмения.
Затмения с участием других объектов.
Прохождения.
Обычно прохождениями называют моменты, когда путь Меркурия или Венеры проходит на фоне солнечного диска. В 20 в. было 13 прохождений Меркурия, включая последнее 15 ноября 1999; следующее будет 7 мая 2003. Прохождения Венеры случаются значительно реже: последние два были в 1874 и 1882, а следующие будут в 2004 и 2012. В 18 в. прохождение Венеры вызывало большой интерес, поскольку помогло определить расстояние до Солнца и обнаружить атмосферу на Венере. Сейчас это не столь важное событие.
Спутники Юпитера.
Заход одного из четырех крупных спутников Юпитера в тень планеты легко наблюдать даже в небольшой телескоп. О.Ремер заметил, что моменты затмения спутников отстают от расчетных, основанных на измерениях, сделанных при более близком положении Земли к Юпитеру. В 1676 он верно объяснил это конечной скоростью света и довольно точно определил ее значение.
Покрытия.
В своем движении Луна время от времени закрывает звезды и другие космические объекты. Точное измерение спадания яркости объекта в этот момент позволяет установить его размер и форму, а также уточнить теорию движения самой Луны.
Затменные двойные.
Многие звезды живут парами, обращаясь вокруг общего центра масс. Если Земля расположена вблизи плоскости их орбит, то время от времени мы наблюдаем затмения звезд друг другом. По ходу кривой блеска и измерениям лучевых скоростей звезд можно определить их размеры и массы.
Затме́ние — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.
Наиболее известны лунные и солнечные затмения. Также существуют такие явления, как прохождения планет (Меркурия и Венеры) по диску Солнца.
Лунное затмение
Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком.
Схема лунного затмения
В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения Ф. Величина фазы определяется расстоянием 0 от центра Луны до центра тени. В астрономических календарях приводятся величины Ф и 0 для разных моментов затмения.
Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении , когда частично — о частном затмении . Двумя необходимыми и достаточными условиями наступления лунного затмения являются полнолуние и близость Земли к лунному узлу.
Как видно для наблюдателя на Земле, на мнимой небесной сфере Луна пересекает эклиптику два раза в месяц в позициях называемых узлы . Полнолуние может прийтись на такую позицию, на узел, тогда можно наблюдать лунное затмение. (Примечание: не соблюдается масштаб)
Полное затмение
Лунное затмение может наблюдаться на половине территории Земли (там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом). Вид затемнённой Луны с любой точки наблюдения пренебрежимо мало отличается от другой точки, и одинаков. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут; такими были, например, лунные затмения 26 июля 1953 года, 16 июля 2000 года. При этом Луна проходит через центр земной тени; полные лунные затмения такого типа называют центральными , они отличаются от нецентральных большей продолжительностью и меньшей яркостью Луны во время полной фазы затмения.
Во время затмения (даже полного) Луна не исчезает полностью, а становится тёмно-красной. Этот факт объясняется тем, что Луна даже в фазе полного затмения продолжает освещаться. Солнечные лучи, проходящие по касательной к земной поверхности, рассеиваются в атмосфере Земли и за счёт этого рассеяния частично достигают Луны. Поскольку земная атмосфера наиболее прозрачна для лучей красно-оранжевой части спектра, именно эти лучи в большей мере достигают поверхности Луны при затмении, что и объясняет окраску лунного диска. По сути, это тот же эффект, что и оранжево-красное свечение неба у горизонта (заря) перед восходом или сразу после заката. Для оценки яркости затмения используется шкала Данжона.
Наблюдатель, находящийся на Луне, в момент полного (или частичного, если он находится на затенённой части Луны) лунного затмения видит полное солнечное затмение (затмение Солнца Землёй).
Шкала Данжона используется для оценки степени потемнения Луны во время полного лунного затмения. Предложена астрономом Андре Данжоном в результате исследования такого явления, как пепельный свет Луны , когда Луна освещена светом, проходящим через верхние слои земной атмосферы. Яркость Луны во время затмения зависит и от того, насколько глубоко Луна вошла в тень Земли.
Два полных лунных затмения. Соответствуют 2 (слева) и 4 (справа) по шкале Данжона
Пепельный свет Луны — явление, когда мы видим Луну целиком, хотя Солнцем освещена только её часть. При этом неосвещённая прямым солнечным светом часть поверхности Луны имеет характерный пепельный цвет.
Пепельный свет Луны
Наблюдается незадолго до и вскоре после новолуния (в начале первой четверти и в конце последней четверти фаз Луны).
Свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности Луны образуется солнечным светом, рассеянным Землёй, а затем вторично отражённым Луной на Землю. Таким образом, маршрут фотонов пепельного света Луны таков: Солнце → Земля → Луна → наблюдатель на Земле.
Маршрут фотонов при наблюдении пепельного света: Солнце → Земля → Луна → Земля
Причина этого явления хорошо известна со времен Леонардо да Винчи и Михаила Местлина ,
Предполагаемый Автопортрет Леонардо да Винчи
Михаэль Мёстлин
учителя Кеплера, впервые давших верное объяснение пепельному свету.
Ио́ганн Ке́плер
Серп Луны с пепельным светом, нарисованный Леонардо да Винчи в Лестерском кодексе
Впервые инструментальные сравнения яркости пепельного света и серпа Луны были произведены в 1850 году французскими астрономами Араго и Ложье.
Доминик Франсуа Жан Араго
Яркий серп — часть, напрямую освещённая Солнцем. Остальная часть Луны освещена светом, отражённым от Земли
Фотографические исследования пепельного света Луны в Пулковской обсерватории, выполненные Г. А. Тиховым, привели его к выводу, что Земля с Луны должна выглядеть как диск голубоватого цвета, что и подтвердилось в 1969 году, когда человек высадился на Луну.
Гавриил Адрианович Ти́хов
Он считал важным вести систематические наблюдения пепельного света. Наблюдения за пепельным светом Луны позволяют судить об изменении климата Земли. Интенсивность пепельного цвета в некоторой степени зависит от количества облачности на освещенной в данный момент стороне Земли; для европейской части России яркий пепельный свет, отраженный от мощной циклонической деятельности в Атлантике, предсказывает выпадение осадков через 7-10 дней.
Частное затмение
Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение . При нём часть Луны является тёмной, а часть, даже в максимальной фазе, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами.
Вид Луны при лунном затмении
Полутеневое затмение
Вокруг конуса тени Земли имеется полутень — область пространства, в которой Земля заслоняет Солнце лишь частично. Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение . При нём яркость Луны уменьшается, но незначительно: такое уменьшение практически незаметно невооружённым глазом и фиксируется только приборами. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одного края лунного диска.
Периодичность
В связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, далеко не каждое полнолуние сопровождается лунным затмением, и далеко не каждое лунное затмение - полное. Максимальное количество лунных затмений за год - 3, но в некоторые годы не происходит ни одного лунного затмения. Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и ~8 часов — период, называемый сарос ); зная, где и когда наблюдалось полное лунное затмение, можно точно определить время последующих и предыдущих затмений, хорошо просматриваемых в этой местности. Эта цикличность часто помогает точно датировать события, описываемые в исторических летописях.
Са́рос или дракони́ческий период , состоящий из 223 синодических месяцев (в среднем приблизительно 6585,3213 дня или 18,03 тропического года), по прошествии которых затмения Луны и Солнца приблизительно повторяются в прежнем порядке.
Синодический (от др.-греч. σύνοδος «соединение, сближение») месяц — промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны (например, новолуниями). Продолжительность непостоянна; среднее значение составляет 29,53058812 средних солнечных суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,8 секунды), действительная длительность синодического месяца отличается от среднего в пределах 13 часов.
Аномалистический месяц - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей в её движении вокруг Земли. Продолжительность вначале 1900 года составляла 27,554551 средних солнечных суток (27 суток 13 часов 18 минут 33,16 секунд), убывает на 0,095 сек за 100 лет.
Этот период является следствием того, что 223 синодических месяца Луны (18 календарных лет и 10⅓ или 11⅓ дня, в зависимости от количества високосных лет в данном периоде) почти равны 242 драконическим месяцам (6585,36 дня), то есть через 6585⅓ дня Луна возвращается к той же сизигии и к узлу орбиты. К тому же узлу возвращается второе важное для наступления затмения светило — Солнце — поскольку проходит почти целое число драконических лет (19, или 6585,78 дня) — периодов прохождения Солнца через один и тот же узел орбиты Луны. Кроме того, 239 аномалистических месяцев Луны равны 6585,54 дня, так что соответствующие затмения в каждом саросе наступают при одинаковом удалении Луны от Земли и имеют одну и ту же длительность. В течение одного сароса в среднем происходит 41 солнечное затмение (из них примерно 10 — полные) и 29 лунных затмений. Впервые предсказывать лунные затмения с помощью сароса научились в древнем Вавилоне. Лучшие возможности для предсказания затмений предоставляет период, равный тройному саросу — экселигмос , содержащий целое число дней, который использовался в Антикитерском механизме.
Бероз саросом называет календарный период в 3600 лет; меньшие периоды носили названия: нерос в 600 лет и соссос в 60 лет.
Солнечное затмение
Самое длительное солнечное затмение произошло 15 января 2010 года в Юго-Восточной Азии и длилось более 11 минут.
Солнечное затмение — астрономическое явление, которое заключается в том, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. Солнечное затмение возможно только в новолуние, когда сторона Луны, обращенная к Земле, не освещена, и сама Луна не видна. Затмения возможны, только если новолуние происходит вблизи одного из двух лунных узлов (точки пересечения видимых орбит Луны и Солнца), не далее чем примерно в 12 градусах от одного из них.
Тень Луны на земной поверхности не превышает в диаметре 270 км, поэтому солнечное затмение наблюдается только в узкой полосе на пути тени. Поскольку Луна обращается по эллиптической орбите, расстояние между Землёй и Луной в момент затмения может быть различным, соответственно, диаметр пятна лунной тени на поверхности Земли может варьироваться в широких пределах от максимального до нуля (когда вершина конуса лунной тени не достигает поверхности Земли). Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение при котором Луна полностью скрывает Солнце, небо темнеет, и на нём могут появиться планеты и яркие звёзды. Вокруг скрытого Луной солнечного диска можно наблюдать солнечную корону, которая при обычном ярком свете Солнца не видна.
Вытянутая форма короны во время полного солнечного затмения 1 августа 2008 года (близко к минимуму между 23-м и 24-м циклами солнечной активности)
При наблюдении затмения неподвижным наземным наблюдателем полная фаза длится не более нескольких минут. Минимальная скорость движения лунной тени по земной поверхности составляет чуть более 1 км/с. Во время полного солнечного затмения космонавты, находящиеся на орбите, могут наблюдать на поверхности Земли бегущую тень от Луны.
Наблюдатели, находящиеся вблизи полосы полного затмения, могут видеть его как частное солнечное затмение . При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, скрывая только его часть. При этом небо темнеет гораздо слабее, чем при полном затмении, звёзды не появляются. Частное затмение может наблюдаться на расстоянии порядка двух тысяч километров от зоны полного затмения.
Полнота солнечного затмения также выражается фазой Φ . Максимальная фаза частного затмения обычно выражается в сотых долях от единицы, где 1 — полная фаза затмения. Полная фаза может быть и больше единицы, например 1,01, если диаметр видимого лунного диска больше диаметра видимого солнечного диска. Частные фазы имеют значение меньше 1. На краю лунной полутени фаза равна 0.
Момент, когда передний/задний край диска Луны касается края Солнца, называется касанием . Первое касание — момент, когда Луна вступает на диск Солнца (начало затмения, его частной фазы). Последнее касание (четвертое в случае полного затмения) — это последний момент затмения, когда Луна сходит с диска Солнца. В случае полного затмения, второе касание — момент, когда передняя часть Луны, пройдя по всему Солнцу, начинает выходить с диска. Полное солнечное затмение происходит между вторым и третьим касаниями. Через 600 миллионов лет приливное торможение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно.
Астрономическая классификация солнечных затмений
По астрономической классификации, если затмение хотя бы где-то на поверхности Земли может наблюдаться как полное, оно называется полным.
Схема полного солнечного затмения
Если затмение может наблюдаться только как частное (такое бывает, когда конус тени Луны проходит вблизи земной поверхности, но не касается её), затмение классифицируется как частное . Когда наблюдатель находится в тени от Луны, он наблюдает полное солнечное затмение. Когда он находится в области полутени, он может наблюдать частное солнечное затмение. Помимо полных и частных солнечных затмений, бывают кольцеобразные затмения.
Анимированное кольцевое затмение
Схема кольцеобразного солнечного затмения
Кольцеобразное затмение происходит, когда в момент затмения Луна находится на большем удалении от Земли, чем во время полного затмения, и конус тени проходит над земной поверхностью, не достигая её. Визуально при кольцеобразном затмении Луна проходит по диску Солнца, но оказывается меньше Солнца в диаметре, и не может скрыть его полностью. В максимальной фазе затмения Солнце закрывается Луной, но вокруг Луны видно яркое кольцо незакрытой части солнечного диска. Небо при кольцеобразном затмении остаётся светлым, звёзды не появляются, наблюдать корону Солнца невозможно. Одно и то же затмение может быть видно в разных частях полосы затмения как полное или кольцеобразное. Такое затмение иногда называют полным кольцеобразным (или гибридным).
Тень от Луны на Земле во время затмения, фотография с МКС. На фото видны Кипр и Турция
Частота солнечных затмений
В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В среднем за сто лет происходит 237 солнечных затмений, из которых 160 — частные, 63 — полные, 14 — кольцеобразные. В определённой точке земной поверхности затмения в большой фазе происходят достаточно редко, ещё реже наблюдаются полные солнечные затмения. Так, на территории Москвы с XI по XVIII века можно было наблюдать 159 солнечных затмений с фазой больше 0,5, из которых всего 3 полных (11 августа 1124, 20 марта 1140 и 7 июня 1415). Ещё одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Кольцеобразное затмение можно было наблюдать в Москве 26 апреля 1827 года. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве лишь 16 октября 2126 года.
Упоминание затмений в исторических документах
Солнечные затмения часто упоминаются в античных источниках. Еще большее число датированных описаний содержится в западно-европейских средневековых хрониках и анналах. Например, солнечное затмение упомянуто в Анналах св. Максимина Трирского: «538 г. 16 февраля, с первого до третьего часа было солнечное затмение». Большое число описаний солнечных затмений с древнейших времен содержится также в хрониках Восточной Азии, прежде всего в Династийных историях Китая, в арабских хрониках и русских летописях.
Упоминания солнечных затмений в исторических источниках даёт обычно возможность независимой проверки или уточнения хронологической привязки описанных в них событий. Если затмение описано в источнике недостаточно подробно, без указания места наблюдения, календарной даты, времени и фазы, такая идентификация зачастую неоднозначна. В таких случаях при игнорировании временной привязки источника на всем историческом интервале зачастую можно подобрать несколько возможных «кандидатов» на роль исторического затмения, чем активно пользуются некоторые авторы псевдоисторических теорий.
Открытия, сделанные благодаря солнечным затмениям
Полные солнечные затмения позволяют наблюдать корону и ближайшие окрестности Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено (хотя с 1996 года астрономы получили возможность постоянно обозревать окрестности нашей звезды благодаря работе спутника SOHO (англ. Solar and Heliospheric Observatory — солнечная и гелиосферная обсерватория).
SOHO — космический аппарат для наблюдения за Солнцем
Французский учёный Пьер Жансен во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента
Пьер Жюль Сезар Жансен
(правда, как потом выяснилось, этот спектр можно было получить и не дожидаясь солнечного затмения, что и сделал двумя месяцами позже английский астроном Норман Локьер). Этот элемент назвали в честь Солнца — гелием.
В 1882 году, 17 мая, во время солнечного затмения наблюдателями из Египта была замечена комета, пролетающая вблизи Солнца. Она получила название Кометы затмения , хотя у неё есть ещё одно название — комета Тевфика (в честь хедива Египта того времени).
Комета затмения 1882 года (современное официальное обозначение: X/1882 K1 ) — комета, которая была обнаружена наблюдателями в Египте во время солнечного затмения 1882 года. Её появление было полным сюрпризом, и она наблюдалась во время затмения в первый и последний раз. Она является членом семейства околосолнечных комет Крейца (Kreutz Sungrazers), и на 4 месяца опередила появление другого члена этого семейства — большой сентябрьской кометы 1882 года. Иногда её называют кометой Тевфика в честь хедива Египта того времени Тевфика.
Хедив (хедива, хедиф) (перс. — господин, государь) — титул вице-султана Египта, существовавший в период зависимости Египта от Турции (1867—1914). Этот титул носили Исмаил, Тауфик и Аббас II.
Тауфик-паша
Роль затмений в культуре и науке человечества
С древнейших времён солнечные и лунные затмения, как и другие редкие астрономические явления, такие как появление комет, воспринимались как события негативные. Люди очень боялись затмений, так как они происходят редко и представляют собой непривычные и пугающие явления природы. Во многих культурах затмения считались предвестниками несчастий и катастроф (особенно это касалось лунных затмений, очевидно, из-за красного цвета затенённой Луны, ассоциировавшегося с кровью). В мифологии затмения связывались с борьбой высших сил, одна из которых желает нарушить установившийся порядок в мире («погасить» или «съесть» Солнце, «убить» или «залить кровью» Луну), а другая — сохранить его. Поверья одних народов требовали полной тишины и бездействия во время затмений, других, наоборот, активных колдовских действий для помощи «светлым силам». В какой-то мере такое отношение к затмениям сохранялось вплоть до новых времён, несмотря на то, что механизм затмений был уже давно изучен и общеизвестен.
Затмения дали богатый материал науке. В древности наблюдения затмений помогали изучать небесную механику и разбираться в строении Солнечной системы. Наблюдение тени Земли на Луне дало первое «космическое» доказательство факта шарообразности нашей планеты. Аристотель впервые указал на то, что форма земной тени при лунных затмениях всегда округлая, что доказывает шарообразность Земли. Солнечные затмения позволили приступить к изучению короны Солнца, которую невозможно наблюдать в обычное время. Во время солнечных затмений впервые были зафиксированы явления гравитационного искривления хода световых лучей вблизи значительной массы, что стало одним из первых экспериментальных доказательств выводов общей теории относительности. Большую роль в изучении внутренних планет Солнечной системы сыграли наблюдения их прохождений по солнечному диску. Так, Ломоносов, наблюдая прохождение в 1761 году Венеры по диску Солнца, впервые (за 30 лет до Шретера и Гершеля) открыл венерианскую атмосферу, обнаружив преломление солнечных лучей при вхождении и выходе Венеры с солнечного диска.
Солнечное затмение с помощью МГУ
Затмение Солнца Сатурном 15 сентября 2006 года. Фото межпланетной станции Кассини с расстояния 2,2 млн. км
В разных точках Земли солнечное затмение наступает в разное время. Вследствие движения Луны вокруг Земли и вращения Земли вокруг своей оси тень от Луны перемещается по земной поверхности приблизительно с запада на восток, образуя полосу тени длиной в несколько тысяч километров и шириной в среднем около 200 км (максимальная ширина 270 км).
Рис.
Причину и виды солнечных затмений можно показать на простом опыте, демонстрируемом в затемнённом помещении.
Для этого необходимо поставить на один конец длинного стола электрическую лампу (лучше в шаровом матовом абажуре), на другой конец - географический глобус, а между ними нужно подвесить небольшой шарик на нитке. Освещаемый лампой, шарик будет отбрасывать тень и полутень на глобус, т.е. демонстрировать полное и частное солнечное затмение. Сместив шарик несколько вверх и вниз, можно пропустить его тень мимо глобуса, оставив на нём только полутень, что покажет причину частных солнечных затмений. Смещение шарика далее в том же направлении до схода его полутени с глобуса, продемонстрирует новолуние без солнечных затмений.
Солнечное затмение начинается с правого, западного края Солнца, на диске которого появляется небольшой ущерб, имеющий форму окружности того же радиуса. Постепенно фаза затмения увеличивается, и солнечный диск принимает вид непрерывно суживающегося серпа, значительно отличающегося по своей форме от серповидных лунных фаз, ограниченных не круговым, а эллиптическим терминатором.
Если затмение частное, то в середине затмения его фаза достигает некоторого наибольшего значения, а затем снова уменьшается, и затмение оканчивается на левом, восточном краю солнечного диска. При частных затмениях ослабления солнечного света не заметно (за исключением затмений с наибольшей фазой, близкой к 1), и фазы затмения видны лишь при наблюдениях сквозь тёмный светофильтр.
В полосе полной фазы солнечное затмение тоже начинается с частных фаз, но когда Луна полностью закроет Солнце, наступает полумрак, как в тёмные сумерки, и на потемневшем небе появляются самые яркие звёзды и планеты, а вокруг Солнца видно красивое лучистое сияние жемчужного цвета - солнечная корона, представляющая собой внешние слои солнечной атмосферы, не видимые вне затмения из-за их небольшой яркости в сравнении с яркостью дневного неба .
Рис.
Над всем горизонтом вспыхивает заревое кольцо - это в местность, покрытую лунной тенью, проникает солнечный свет из соседних зон, где полного затмения не происходит, а наблюдается только частное. Ведь сияние и голубые лучи, входящие в солнечный свет, обильно рассеиваются земной атмосферой, а красные и оранжевые проходят сквозь неё почти беспрепятственно, и даже плотный приземной слой воздуха не служит им помехой.
Поэтому-то этот слой воздуха и воспринимается окрашенным в красновато-розовый цвет.
Затмения бывают, кольцеобразные (рис. 6), полные (рис. 7) и частные .
Полное затмение - лучшее время для изучения солнечной атмосферы: серебристой короны и более низкого слоя - красной хромосферы, над которой вздымаются огненные фонтаны протуберанцев .
Рис.
Рис.
Вскоре, чаще всего через 2 - 3 минуты, Луна открывает западный солнечный край, полная фаза затмения оканчивается, пропадает заревое кольцо, быстро светлеет, исчезают звёзды, планеты и солнечная корона.
Между прочим, вид солнечной короны меняется из года в год, от растрёпанного во все стороны, до вытянутого вдоль солнечного экватора. Очевидно, вытянутый вид короны дал повод древним египтянам изображать Солнце крылатым.
В каждой местности затмение начинается и оканчивается в различные моменты времени и его обстоятельства, в том числе и продолжительность, зависят не только от скорости движения лунной тени (полутени), но и от расположения в ней этой местности.
Вычисленные обстоятельства затмения наносятся на географическую карту, которая в этом случае называется картой солнечного затмения. На ней изображаются линии, соединяющие точки земной поверхности с теми или иными одинаковыми величинами и поэтому называемые изолиниями (от греческого «изоз» - равный, одинаковый). Так, изохроны начала (конца) частного затмения проходят через точки, в которых частное затмение начинается (оканчивается) в один и тот же момент в определённой системе счёта времени, например, по московскому времени. Изофазы всегда соединяют точки, в которых наибольшая фаза затмения одинакова (правильнее их называть изофазами наибольшей фазы).
Продолжительность всего затмения и его полной фазы на центральной линии подсчитывается по диаметрам лунной полутени и тени и по скорости их перемещения по земной поверхности. Вычисления эти, как и вычисления всех обстоятельств солнечных затмений для разных местностей Земли, очень сложны, поскольку скорость лунной тени (и полутени) на земной поверхности зависит от величины и направления геоцентрической скорости Луны, от географической широты местности и от угла наклона конуса лунной тени к поверхности этой местности.
Но всё же, ради наглядности, можно показать хотя бы приближённый принцип вычисления продолжительности полного солнечного затмения на центральной линии полосы полной фазы.
Коль скоро движение Луны и вращение Земли происходит в прямом направлении, то лунная тень перемещается по земной поверхности примерно со скоростью :
где - геоцентрическая скорость Луны и - линейная скорость точек земной поверхности в направлении движения лунной тени.
Очевидно, что наибольшая продолжительность полной фазы затмения возможна только при максимальном диаметре лунной тени и лишь в экваториальной зоне Земли, где линейная скорость точек земной поверхности наибольшая и близка к = 0,47 км/сек.
Максимальный же диаметр лунной тени, как мы уже знаем, возможен лишь при наименьшем геоцентрическом расстоянии Луны, когда её скорость приближается к =1,08 км/сек. Поэтому наибольшая продолжительность полной фазы солнечного затмения
а более точные расчёты приводят к значению:
Периодичность солнечных затмений
Частные солнечные затмения происходят в каждой местности, естественно, чаще полных затмений, так как диаметр лунной полутени, как было уже показано, значительно превышает поперечник лунной тени.
Так, например, на долю Москвы за 30 лет, с 1952 по 1981 г. включительно, приходится 13 частных солнечных затмений, т.е. в Москве они происходят в среднем через каждые 2,3 года.
Аналогичная картина присуща и многим другим местам земной поверхности. Но коль скоро при частных солнечных затмениях с небольшой фазой солнечный свет почти не слабеет, то на них просто не обращают внимания и относят затмения Солнца к числу очень редких явлений природы.
Но частные затмения со значительной фазой уже вызывают их интерес, так как изучение серии фотографий последовательных фаз затмения позволяет уточнить движение Луны и при необходимости внести в теорию её движения соответствующие поправки.
Полные же солнечные затмения астрономы наблюдают обязательно, и для этого им зачастую приходится отправляться в очень далёкие экспедиции и заранее, за три-четыре недели до затмения, устанавливать и налаживать научную аппаратуру.
Помимо уточнений для теории движения Луны, сопоставление вычислительных и наблюдаемых контактов и фаз затмения помогает изучать ничтожные уклонения от равномерного вращения Земли, ну, а главная цель наблюдений полных солнечных затмений, - это конечно, изучение солнечной короны, внешние области и лучи которой вне затмения не видны.
За те несколько минут, что длится полная фаза затмения, астрономы успевают на своих инструментах получить многочисленные фотографии короны, снятые в разных цветных лучах, фотографии её спектра, записать посредством саморегистрирующей аппаратуры изменений интенсивности её радиоизлучения и выполнить ещё ряд других наблюдений, крайне необходимых для изучения физической природы Солнца и происходящих на нём процессов.
Это изучение в свою очередь помогает астрономам познавать природу многочисленных звёзд, лишь одной из которых является наше Солнце .
Загрузка...
