Rzadko zdarza się, aby jakiekolwiek zjawisko naturalne lub astronomiczne mogło przewyższyć zaćmienie słońca pod względem jego dramatycznego wpływu i wpływu na ludzi. Zrozumienie zachodzących w nim procesów wewnętrznych i ukrytych mechanizmów pozwoli poszerzyć horyzonty i wejść w świat nauki o gwiazdach.
Zaćmienia Słońca w przeszłości i teraźniejszości
Najstarszymi źródłami pisanymi mówiącymi o nagłym nadejściu nocy w środku pogodnego dnia były chińskie rękopisy spisane ponad 2 tysiące lat temu. One, podobnie jak późniejsze źródła z innych krajów, opowiadają o skrajnym podekscytowaniu i strachu ludności w związku z nagłym zniknięciem Słońca.
Przez wiele tysięcy lat historii ludzkości zaćmienia uważano wyłącznie za zwiastuny wielkich nieszczęść i katastrof. Ale czasy się zmieniły, wiedza wzrosła i w nieistotnym z historycznego punktu widzenia okresie, z zapowiedzi katastrof, krótkotrwałe zaginięcia słońca zamieniły się dla ludzi we wspaniałe widowisko inscenizowane przez samą naturę.
Przewidywanie dokładnego czasu rozpoczęcia wydarzeń astronomicznych było niegdyś domeną oddanych księży. Nawiasem mówiąc, wykorzystali tę wiedzę w oparciu o względy korzyści i potwierdzenie swojej władzy w społeczeństwie.
Przeciwnie, dzisiejsi naukowcy chętnie dzielą się takimi informacjami. Już od kilkudziesięciu lat znane są lata zaćmień Słońca i miejsca, w których będą one obserwowane. W końcu co więcej ludzi brać udział w obserwacjach – tym więcej informacji napływa do ośrodków astronomicznych.
Poniżej znajduje się wykres zaćmień Słońca w najbliższej przyszłości:
- 01 września 2016 r. Będzie obserwowany na Oceanie Indyjskim, Madagaskarze i częściowo w Afryce.
- 26 lutego 2017 r. Część południowa Afryka, Antarktyda, Chile i Argentyna.
- 21 sierpnia 2017 r. Większość stanów USA, Europa Północna, Portugalia.
- 15 lutego 2018 r. Antarktyda, Chile i Argentyna.
- 13 lipca 2018 r. Południowe wybrzeże kontynentu australijskiego, półwysep Tasmania, część Oceanu Indyjskiego.
- 11 sierpnia 2018. Większość krajów półkuli północnej, m.in. terytorium Rosji, Arktyki, części Azji Północnej.
Warunki i przyczyny zaćmień słońca
W nieskończonej przestrzeni Wszechświata Słońce i otaczające je układy planetarne poruszają się z prędkością 250 kilometrów na sekundę. Z kolei w obrębie tego układu wszystkie składające się na niego ciała niebieskie poruszają się wokół ciała centralnego po różnych trajektoriach (orbitach) i z różnymi prędkościami.
Większość z tych planet ma własne planety satelitarne, zwane satelitami. Obecność satelitów, ich ciągły ruch wokół planet oraz istnienie pewnych wzorców w proporcjach rozmiarów tych ciał niebieskich i odległości między nimi wyjaśniają przyczyny zaćmień słońca.
Każde z ciał niebieskich wchodzących w skład naszego układu oświetlane jest promieniami słonecznymi i co sekundę rzuca długi cień na otaczającą przestrzeń. Ten sam cień w kształcie stożka rzuca Księżyc na powierzchnię naszej planety, gdy poruszając się po swojej orbicie znajdzie się pomiędzy Ziemią a Słońcem. W miejscu, w którym pada cień Księżyca, następuje zaćmienie.
W normalnych warunkach pozorne średnice Słońca i Księżyca są prawie takie same. Będąc w odległości 400 razy mniejszej niż odległość Ziemi od jedynej gwiazdy w naszym układzie, Księżyc jest 400 razy mniejszy od Słońca. Dzięki temu niezwykle dokładnemu współczynnikowi ludzkość ma możliwość okresowego obserwowania całkowitego zaćmienia słońca.
Zdarzenie to może wystąpić tylko w okresach, gdy jednocześnie spełnionych jest kilka warunków:
- Księżyc w nowiu – Księżyc stoi twarzą w twarz ze Słońcem.
- Księżyc znajduje się na linii węzłów: tak nazywa się wyimaginowana linia przecięcia orbit Księżyca i Ziemi.
- Księżyc znajduje się w dość bliskiej odległości od Ziemi.
- Linia węzłów skierowana jest w stronę Słońca.
Mechanizm i czas zaćmienia słońca
Opisy przebiegu zaćmienia słońca zasadniczo pozostały niezmienione w całej udokumentowanej historii. Na krawędzi Słońca pojawia się ciemna plama dysku księżycowego pełzająca w prawo, która stopniowo powiększa się, staje się ciemniejsza i wyraźniejsza.
Im bardziej powierzchnia oprawy jest pokryta przez Księżyc, tym ciemniejsze staje się niebo, na którym pojawiają się jasne gwiazdy. Cienie tracą swoje zwykłe kontury i stają się rozmyte.
Powietrze staje się wyraźnie zimniejsze. Jego temperatura, w zależności od szerokości geograficznej, przez którą przechodzi zaćmienie, może spaść nawet o 5 stopni Celsjusza. Zwierzęta w tym czasie stają się niespokojne i często biegają w poszukiwaniu schronienia. Ptaki milkną, niektóre idą spać.
Ciemny dysk Księżyca coraz bardziej zbliża się do Słońca, pozostawiając po sobie coraz cieńszy sierp. Wreszcie Słońce całkowicie znika. Wokół zakrywającego go czarnego okręgu widać koronę słoneczną – srebrzystą poświatę z rozmytymi krawędziami. Pewne oświetlenie zapewnia świt o niezwykłej cytrynowo-pomarańczowej barwie, rozbłyskujący na całym horyzoncie wokół obserwatora.
Moment całkowitego zniknięcia dysku słonecznego trwa zwykle nie dłużej niż trzy do czterech minut. Maksymalny możliwy czas Zaćmienie słońca, obliczone za pomocą specjalnego wzoru opartego na stosunku średnic kątowych Słońca i Księżyca, wynosi 481 sekund (nieco mniej niż 8 minut).
Następnie czarny dysk księżycowy przesuwa się dalej w lewo, odsłaniając oślepiającą krawędź Słońca. W tym momencie korona słoneczna i pierścień świecący znikają, niebo się rozjaśnia, gwiazdy gasną. Stopniowo uwalniające się Słońce wydziela coraz więcej światła i ciepła, przyroda wraca do swojej normalnej postaci.
Należy zauważyć, że na półkuli północnej Księżyc porusza się wzdłuż dysku słonecznego od prawej do lewej, a na półkuli południowej wręcz przeciwnie, od lewej do prawej.
Główne typy zaćmień słońca
Obszar globu, na którym można zaobserwować powyższe całkowite zaćmienie słońca, jest zawsze ograniczona wąskim i długim pasem utworzonym na drodze stożkowatego cienia Księżyca, pędzącego po powierzchni Ziemi z prędkością ponad 1 kilometra na sekundę. Szerokość pasa zwykle nie przekracza 260–270 kilometrów, a jego długość może sięgać 10–15 tysięcy kilometrów.
Orbity Ziemi wokół Słońca i Księżyca wokół Ziemi są elipsami, więc odległości między tymi ciałami niebieskimi nie są wartościami stałymi i mogą się wahać w pewnych granicach. Dzięki tej zasadzie mechaniki naturalnej zaćmienia słońca są inne.
W znacznie większej odległości od pasma całkowitego zaćmienia można obserwować częściowe zaćmienie słońca, co w potocznym języku jest często nazywane również częściowym. W tym przypadku dla obserwatora znajdującego się w miejscu poza pasmem cienia orbity ciał nocnych i dziennych przecinają się w taki sposób, że dysk słoneczny jest tylko częściowo zasłonięty. Zjawiska takie obserwuje się znacznie częściej i na znacznie większym obszarze, natomiast powierzchnia zaćmienia słońca może wynosić kilka milionów kilometrów kwadratowych.
Częściowe zaćmienia zdarzają się co roku w niemal każdej części globu, ale dla większości osób spoza profesjonalnej społeczności astronomicznej pozostają niezauważone. Osoba, która rzadko patrzy w niebo, dostrzeże takie zjawisko dopiero wtedy, gdy Księżyc zakryje Słońce w połowie, czyli tj. jeśli jego wartość fazowa zbliża się do 0,5.
Obliczenia fazy zaćmienia słońca w astronomii można dokonać za pomocą wzorów o różnym stopniu złożoności. W samym prosta wersja określa się go poprzez stosunek średnic części pokrytej przez Księżyc do całkowitej średnicy dysku słonecznego. Wartość fazy jest zawsze wyrażana wyłącznie jako ułamek dziesiętny.
Czasami Księżyc mija Ziemię w odległości nieco większej niż zwykle, a jego rozmiar kątowy (pozorny) jest mniejszy niż pozorny rozmiar dysku słonecznego. W tym przypadku tak zaćmienie pierścieniowe lub obrączkowe: Lśniący pierścień Słońca wokół czarnego koła Księżyca. Jednocześnie obserwacja korony słonecznej, gwiazd i świtu jest niemożliwa, ponieważ niebo praktycznie nie ciemnieje.
Szerokość pasma obserwacyjnego przy podobnej długości jest znacznie większa – do 350 kilometrów. Szerokość półcienia jest również większa - do 7340 kilometrów średnicy. Jeśli podczas zaćmienia całkowitego faza jest równa jeden lub może nawet większa, to podczas zaćmienia pierścieniowego wartość fazy będzie zawsze większa niż 0,95, ale mniejsza niż 1.
Warto zwrócić uwagę na ciekawy fakt, że obserwowana różnorodność zaćmień występuje właśnie w okresie istnienia cywilizacji ludzkiej. Od czasu powstania Ziemi i Księżyca jako ciał niebieskich odległość między nimi powoli, ale stale rośnie. Kiedy zmieniają się odległości, wzór zaćmienia słońca zazwyczaj pozostaje taki sam, podobny do opisanego powyżej.
Ponad miliard lat temu odległość między naszą planetą a jej satelitą była mniejsza niż obecnie. W związku z tym pozorny rozmiar dysku księżycowego był znacznie większy niż rozmiar dysku słonecznego. Występowały jedynie zaćmienia całkowite ze znacznie szerszym pasmem cienia; obserwacja korony była praktycznie niemożliwa, podobnie jak powstawanie zaćmień pierścieniowych.
W odległej przyszłości, za miliony lat, odległość między Ziemią a Księżycem stanie się jeszcze większa. Odlegli potomkowie współczesnej ludzkości będą mogli obserwować jedynie zaćmienia obrączkowe.
Eksperymenty naukowe dla amatorów
Jednoczesna obserwacja zaćmień słońca pomogła dokonać wielu znaczących odkryć. Na przykład w czasach starożytnych Greków ówcześni mędrcy wyciągnęli wnioski na temat możliwego ruchu ciał niebieskich i ich kulistego kształtu.
Z biegiem czasu metody i narzędzia badawcze umożliwiły wyciągnięcie wniosków na temat skład chemiczny naszej gwiazdy, o procesach fizycznych zachodzących w niej. Wszyscy wiedzą pierwiastek chemiczny hel odkryto także podczas zaćmienia zaobserwowanego przez francuskiego naukowca Jansena w Indiach w 1868 roku.
Zaćmienia Słońca to jedno z nielicznych zjawisk astronomicznych, które mogą obserwować amatorzy. I nie tylko do obserwacji: każdy może wnieść realny wkład w naukę i zarejestrować okoliczności rzadkiego zjawiska naturalnego.
Co może zrobić astronom-amator:
- Zaznacz momenty kontaktu dysków słonecznych i księżycowych;
- Zapisz czas trwania tego, co się dzieje;
- Naszkicuj lub sfotografuj koronę słoneczną;
- Weź udział w eksperymencie mającym na celu wyjaśnienie danych dotyczących średnicy Słońca;
- W niektórych przypadkach lub podczas używania instrumentów można zobaczyć wystające elementy;
- Zrób zdjęcie okrągłej poświaty na linii horyzontu;
- Dokonuj prostych obserwacji zmian środowiskowych.
Stąd główna zasada obserwacji słońca: pamiętaj o noszeniu okularów ochronnych. Mogą to być specjalne filtry świetlne do teleskopów i lornetek oraz maski kameleonowe do prac spawalniczych. W ostateczności wystarczy zwykłe przyciemniane szkło.
Jak wygląda zaćmienie słońca - obejrzyj wideo:
Stosunkowo bezpiecznie jest obserwować jedynie krótki okres, zaledwie kilka minut, podczas którego trwa całkowite zaćmienie. Zachowaj szczególną ostrożność w początkowej i końcowej fazie, gdy jasność dysku słonecznego jest bliska maksymalnej. Zalecane jest robienie przerw w obserwacji.
Jeśli nie zagłębimy się w istotę zjawiska, to możemy powiedzieć, że zaćmienie to chwilowe zniknięcie Słońca lub Księżyca z nieba. Jak to się dzieje?
Zaćmienie Słońca i Księżyca
Na przykład Księżyc przechodzący między Ziemią a Słońcem całkowicie lub częściowo blokuje Słońce przed ziemskim obserwatorem. To jest zaćmienie słońca. Lub Księżyc, okrążając Ziemię, znajduje się w takiej pozycji, że Ziemia pojawia się na linii prostej łączącej Księżyc i Słońce.
Cień Ziemi pada na Księżyc i znika z nieba. To jest zaćmienie Księżyca. Zaćmienia zdarzają się, ponieważ ciała niebieskie stale zmieniają położenie. Ziemia kręci się wokół Słońca, a Księżyc kręci się wokół Ziemi. Obydwa te procesy zachodzą jednocześnie. Jeśli przez kilka minut Księżyc, Ziemia i Słońce znajdą się na tej samej linii, rozpoczyna się zaćmienie. Całkowite zaćmienie słońca jest zjawiskiem bardzo rzadkim i dramatycznym.
Podczas całkowitego zaćmienia słońca wydaje się, że jakiś ogromny potwór pożera Słońce kawałek po kawałku. Kiedy Słońce znika, niebo ciemnieje i pojawiają się na nim gwiazdy. Powietrze szybko się ochładza. Wkrótce ze Słońca nie pozostanie nic poza cienkim, świetlistym pierścieniem, który, jak gdyby wisiał na niebie, to właśnie widzimy jako część płonącej korony słonecznej.
Powiązane materiały:
Dlaczego Mars jest czerwony?
Ciekawy fakt: Podczas całkowitego zaćmienia słońca temperatura powietrza spada, niebo ciemnieje i pojawiają się na nim gwiazdy.
Co dzieje się podczas zaćmienia słońca
Starożytni chińscy artyści przedstawiali zaćmienie słońca jako smoka pożerającego słońce. Tak naprawdę po kilku minutach Słońce wychodzi ze swojego „schronienia” i noc znów zamienia się w pogodny dzień. Smok ten okazuje się być Księżycem, przechodzącym pomiędzy Ziemią a Słońcem. Aby w końcu zrozumieć, co dzieje się podczas zaćmienia, przeprowadź prosty eksperyment. Włączyć coś lampa stołowa i spójrz na nią.
Teraz weź kawałek kartonu i powoli przesuwaj go przed oczami, tak aby pod koniec ruchu karton znalazł się między oczami a lampą. Moment, w którym karton zakrywa lampę przed oczami, odpowiada momentowi rozpoczęcia zaćmienia słońca. Karton jest daleko od lampy, ale gdy znajdzie się przed twoimi oczami, blokuje przed tobą światło lampy. Jeśli przesuniesz karton dalej, lampa ponownie otworzy się przed tobą.
Całkowite i częściowe zaćmienie słońca
To samo można powiedzieć o Księżycu. Zaćmienie słońca widać, gdy Księżyc, przecinając dzienne niebo, przechodzi pomiędzy Słońcem a oświetloną powierzchnią Ziemi, blokując przed nią światło Słońca. Jeśli Księżyc zasłania tylko część Słońca, następuje częściowe zaćmienie Słońca.
Zaćmienie to sytuacja astronomiczna, podczas której jedno ciało niebieskie całkowicie blokuje światło drugiego ciało niebieskie. Najbardziej znane to zaćmienia Księżyca i Słońca. Zaćmienia są uważane za interesujące zjawiska naturalne, znane ludzkości od czasów starożytnych. Występują stosunkowo często, lecz nie są widoczne z każdego miejsca na ziemi. Z tego powodu zaćmienia dla wielu wydają się rzadkim wydarzeniem. Jak powszechnie wiadomo, planety i ich satelity nie stoją w jednym miejscu. Ziemia krąży wokół Słońca, a Księżyc krąży wokół Ziemi. Okresowo zdarzają się momenty, gdy Księżyc całkowicie lub częściowo zakrywa Słońce. Dlaczego więc występują zaćmienia Słońca i Księżyca?
Zaćmienie Księżyca
W fazie pełnej Księżyc wydaje się miedzianoczerwony, zwłaszcza gdy zbliża się do środka obszaru cienia. Odcień ten wynika z faktu, że promienie słońca styczne do powierzchni ziemi, przechodząc przez atmosferę, są rozpraszane i wpadają w cień Ziemi przez grubą warstwę powietrza. Najlepiej sprawdza się to w przypadku promieni o odcieniach czerwieni i pomarańczy. Dlatego tylko oni malują dysk księżycowy na ten kolor, w oparciu o stan atmosfery ziemskiej.
Zaćmienie słońca
Zaćmienie Słońca- To jest cień Księżyca na powierzchni Ziemi. Średnica plamy cienia wynosi około dwustu kilometrów, czyli kilka razy mniej ziemi. Z tego powodu zaćmienie słońca można zobaczyć jedynie w wąskim pasie wzdłuż ścieżki cienia księżyca. Zaćmienie Słońca ma miejsce, gdy Księżyc znajduje się pomiędzy obserwatorem a Słońcem, blokując je.
Ponieważ Księżyc w przeddzień zaćmienia jest zwrócony w naszą stronę stroną, która nie otrzymuje światła, księżyc w nowiu zawsze pojawia się w przeddzień zaćmienia Słońca. Mówiąc najprościej, Księżyc staje się niewidzialny. Wydaje się, że Słońce jest pokryte czarnym dyskiem.
Dlaczego dochodzi do zaćmień Słońca i Księżyca?
Wyraźnie można zaobserwować zjawiska zaćmień Słońca i Księżyca. Obserwatorom udało się osiągnąć wielkie osiągnięcia, potwierdzając wpływ grawitacji dużych obiektów kosmicznych na promienie świetlne.
Jest mało prawdopodobne, aby jakikolwiek naoczny świadek pozostał obojętny na tak niezwykłe zjawisko związane z Księżycem, jak całkowite zaćmienie Słońca. Przez tysiące lat czarny krąg spowijający Słońce w biały dzień napawał ludzi przesądnym strachem i podziwem. Aby zrozumieć przyczynę zaćmień słońca, starożytni obserwatorzy nieba spędzili stulecia na skrupulatnym liczeniu wszystkich zaćmień, próbując znaleźć wzór i określić sekwencję zaćmień. Ostatecznie okazało się, że zaćmienia Słońca są możliwe tylko w czasie nowiu, kiedy Księżyc przechodzi między Ziemią a Słońcem.
Księżyc oświetlony przez Słońce blokuje drogę promieniom słonecznym i rzuca w przestrzeń zbieżny stożek cienia i otaczający go rozbieżny stożek półcienia, które w pewnych okolicznościach padają na małe obszary powierzchni Ziemi, gdzie obserwatorzy w tym momencie widzą Słońce zakryte czarnym dyskiem.
Geometria początku zaćmienia słońca
Na ziemskim niebie średnice Księżyca i Słońca prawie się pokrywają, co pozwala Księżycowi całkowicie przyćmić naszą gwiazdę dzienną na niebie. Dzieje się tak pomimo faktu, że średnica Słońca jest prawie 400 razy większa od średnicy Księżyca. A wszystko dlatego, że Słońce znajduje się około 400 razy dalej od Ziemi niż Księżyc. Ten wyjątkowy zbieg okoliczności, nie powtórzony na żadnej innej planecie, pozwala nam obserwować zaćmienia Słońca.
Zaćmienia Słońca nie występują podczas wszystkich nowiu księżyców. Dzieje się tak dlatego, że droga Księżyca na niebie jest nachylona o około 5° w stosunku do ścieżki Słońca, czyli ekliptyki. Dlatego zaćmienia występują tylko w pobliżu punktów przecięcia („węzłów”) ich trajektorii, gdzie źródła światła są wystarczająco blisko. W zależności od odległości od Księżyca i Słońca wielkość tej strefy zmienia się. W przypadku zaćmień słońca jego granice znajdują się w odległości 16–18° od węzła w każdym kierunku. Im bliżej węzła nastąpi zaćmienie, tym dłużej będzie ono trwało. Najdłuższe zaćmienia centralne występują w samych węzłach; w tym przypadku pas fazy głównej przechodzi przez tropikalne szerokości geograficzne Ziemi.
Węzły orbity Księżyca i strefy zaćmień
W przypadku nowiu występujących daleko od węzłów księżycowych zaćmienia Słońca są niemożliwe - Księżyc przechodzi nad lub pod Słońcem na niebie. Zaćmienia możliwe są tylko podczas nowiu w pobliżu węzłów księżycowych.
Ślizgając się po powierzchni ziemi, rysuje się na niej koniec cienia księżyca” pasmo widoczności zaćmienia słońcaŚrednica cienia Księżyca na powierzchni Ziemi podczas całkowitego zaćmienia Słońca nie przekracza 270 km (najczęściej od 40 do 100 km), a średnica półcienia Księżyca jest bliska 6750 km (przy zaćmieniu obrączkowym, szerokość centralnego pasa może sięgać 380 km, a średnica półcienia księżycowego - 7340 km). W tym przypadku cień i półcień Księżyca na powierzchni Ziemi mają postać owalnych plam, których kształt zależy od położenia Słońce i Księżyc nad horyzontem, im niższa jest ich wysokość, tym delikatniej oś obu stożków jest skierowana w stronę powierzchni ziemi, a plamy cienia są wydłużone.
Droga cienia Księżyca po powierzchni Ziemi w 2017 roku
Cień Księżyca biegnie wzdłuż Ziemi od 6 000 do 12 000 km. Zaćmienie słońca rozpoczyna się w zachodnich regionach o wschodzie słońca, a kończy na wschodzie o zachodzie słońca. Całkowity czas trwania wszystkich faz zaćmienia słońca na Ziemi może osiągnąć sześć godzin.
RODZAJE ZAĆMIEŃ SŁOŃCA
Może nastąpić zaćmienie kompletny, w kształcie pierścienia I prywatny. Stopień, w jakim Słońce jest zakryte przez Księżyc, nazywany jest fazą zaćmienia. Definiuje się go jako stosunek zamkniętej części średnicy dysku słonecznego do jego całej średnicy.
Faza (wielkość) zaćmień słońca
Ponieważ orbita Księżyca nie jest okrągła, ale eliptyczna, w momentach sprzyjających wystąpieniu zaćmień dysk księżycowy może wydawać się nieco większy lub mniejszy niż słoneczny. W pierwszym przypadku następuje całkowite zaćmienie. W drugim przypadku następuje zaćmienie obrączkowe: wokół ciemnego dysku Księżyca widoczny jest świecący pierścień powierzchni Słońca.
Całkowite zaćmienie słońca - zjawisko, gdy Księżyc całkowicie zakrywa Słońce na ziemskim niebie. Jeśli obserwator znajduje się w centralnym pasie cienia, widzi całkowite zaćmienie Słońca, podczas którego Księżyc całkowicie zakrywa Słońce, korona słoneczna (zewnętrzne warstwy atmosfery Słońca, które nie są widoczne w normalnym świetle Słońca) jest odsłonięte, niebo ciemnieje i mogą pojawić się na nim planety i planety jasne gwiazdy. Na przykład Wenus i Jowisz będą najłatwiejsze do zauważenia ze względu na ich jasność.
Schemat całkowitego zaćmienia słońca
Zmiany w wyglądzie nieba podczas całkowitego zaćmienia słońca
Obserwatorzy po obu stronach centralnego pasma całości mogą zobaczyć jedynie częściowe zaćmienie słońca. Księżyc przechodzi przez tarczę Słońca nie dokładnie w jej środku, zasłaniając tylko jej część. Jednocześnie niebo nie ciemnieje, gwiazdy nie pojawiają się.
Na zaćmienie pierścieniowe Księżyc przechodzi przez dysk Słońca, ale okazuje się, że ma mniejszą średnicę niż Słońce i nie może go całkowicie ukryć. Dzieje się tak, ponieważ odległość Księżyca od Ziemi waha się od 405 tys. km (apogeum) do 363 tys. km (perygeum), a długość pełnego stożka cienia od Księżyca wynosi 374 tys. km, a więc wierzchołek cienia Księżyca stożek czasami nie dociera do powierzchni ziemi. W tym przypadku dla obserwatora znajdującego się poniżej wierzchołka osi stożka cienia Księżyca zaćmienie słońca będzie miało charakter pierścieniowy.
Schemat obrączkowego zaćmienia Słońca
Częściowe zaćmienie słońca - zaćmienie, podczas którego powierzchnię Ziemi przecinają tylko półcień księżycowy. Dzieje się tak, gdy cień Księżyca przechodzi nad lub pod obszarami polarnymi Ziemi, pozostawiając jedynie półcień Księżyca opadający na naszą planetę.
Schemat częściowego zaćmienia słońca (bez centralnego pasma zaćmienia)
Podczas zaćmień częściowych osłabienie światła słonecznego nie jest zauważalne (z wyjątkiem zaćmień o dużej fazie), dlatego fazy zaćmienia można obserwować jedynie przez ciemny filtr.
O stosowaniu filtrów ochronnych podczas obserwacji zaćmień słońca w materiale:
CZAS TRWANIA I CZĘSTOTLIWOŚĆ ZAĆMIEŃ SŁOŃCA NA ZIEMI
Maksymalny czas całkowitego zaćmienia słońca wynosi 7,5 minuty. Jest to możliwe od końca czerwca do połowy lipca, kiedy średnica dysku słonecznego na niebie jest minimalna (Słońce przechodzi aphelium swojej orbity), a Księżyc znajduje się w najmniejszej odległości od Ziemi (peryhelium). . Poprzednie długie zaćmienie słońca trwało 7 minut i 7 sekund ( Azja Południowo-Wschodnia 20 czerwca 1955). A najkrótsze zaćmienie słońca (1 sekunda) miało miejsce 3 października 1986 r. (Północny Ocean Atlantycki). Najbliższe zaćmienie, trwające 7 minut i 29 sekund, nastąpi 16 lipca 2186 roku.
Najdłuższy czas trwania fazy pierścieniowej nie może przekroczyć 12,3 minuty, a czas trwania zaćmienia częściowego może osiągnąć około 3,5 godziny. Zdecydowana większość zaćmień trwa do 2,5 godziny (fazy częściowe), a ich faza całkowita lub pierścieniowa zwykle nie przekracza 2-3 minut.
Każdego roku występują dwie epoki zaćmień, których przerwa wynosi 177–178 dni. Jedna strefa zaćmienia zajmuje około 34°; Słońce spędza w każdej strefie około 34 dni. A okres między nowiami wynosi 29,5 dnia (miesiąc synodyczny), co oznacza, że Księżyc musi koniecznie przejść przez strefę zaćmienia, gdy Słońce tam jest, i może ją odwiedzić dwukrotnie w tym okresie. Dlatego przy każdym przejściu Słońca przez strefę zaćmienia (raz na sześć miesięcy) powinno nastąpić jedno zaćmienie, ale mogą wystąpić dwa. Zatem na Ziemi może wystąpić od 2 do 5 zaćmień Słońca rocznie. W ciągu sześciu miesięcy (około 183 dni) epoki zaćmień przesuwają się o pięć dni do przodu, na wcześniejsze daty kalendarzowe i stopniowo przechodzą do różnych pór roku - od lata i zimy do wiosny i jesieni, ponownie do zimy i lata itp. .
Możliwych jest pięć zaćmień słońca w ciągu roku, jeżeli pierwsza para częściowych zaćmień słońca w jednej strefie wystąpi na początku stycznia i lutego, to kolejna para częściowych zaćmień słońca w innej strefie może wystąpić na samym początku lipca i sierpnia, a kolejna prawdopodobna para zaćmień częściowych, tylko jedno możliwe jest na sam koniec grudnia, a drugie nastąpi w styczniu następnego roku kalendarzowego. Zatem największa liczba zaćmień słońca w jednym roku kalendarzowym nie przekracza pięciu, a wszystkie z konieczności są częściowe z małymi fazami.
Centralne pasma widoczności zaćmień całkowitych i pierścieniowych od 1981 do 2100
Najczęściej w ciągu roku zdarzają się 2-3 zaćmienia słońca, a jedno z nich często jest całkowite lub pierścieniowe. Ostatnie cztery częściowe zaćmienia miały miejsce w latach 2000 i 2011. Następne lata, kiedy spodziewane są cztery częściowe zaćmienia – lata 2029 i 2047. Ostatni raz pięć częściowych zaćmień Słońca (wszystkie z konieczności częściowe z małymi fazami) w jednym roku kalendarzowym miało miejsce w 1935 roku. Kolejnego takiego zjawiska można spodziewać się w roku 2206.
Schemat powtarzania się zaćmień Słońca jest bardzo złożony. Każde zaćmienie słońca powtarza się przez okres 6585,3 dni lub 18 lat i 11,3 dni (lub 10,3 dnia, jeśli okres zawiera pięć lat przestępnych), zwany saros. Podczas Saros występują średnio 42-43 zaćmienia Słońca, z czego 14 to całkowite, 13-14 pierścieniowe i 15 częściowe. Jednak po zakończeniu Saros każde zaćmienie powtarza się w innych warunkach, ponieważ Saros nie zawiera całkowitej liczby dni, a przez nadmiar około 0,3 dnia (ponad 6585 dni) Ziemia będzie obracać się wokół własnej osi o około 120°, w związku z czym cień Księżyca będzie przebiegał po powierzchni Ziemi pod tym samym kątem 120° na zachód niż 18 lat temu, a Słońce i Księżyc znajdą się w nieco innych odległościach od węzła księżycowego. Średnio co sto lat na Ziemi ma miejsce 237 zaćmień Słońca, z czego 160 to częściowe, 63 całkowite, a 14 pierścieniowe.
W jednym miejscu całkowite zaćmienie słońca występuje średnio raz na 360 lat, z nielicznymi wyjątkami. Częściowe zaćmienia słońca zdarzają się w każdym obszarze znacznie częściej - średnio co 2-3 lata, ale ponieważ podczas zaćmień słońca o małej fazie światło słoneczne prawie nie słabnie, nie cieszą się one dużym zainteresowaniem i zwykle pozostają niezauważone.
Materiały użyte do przygotowania tego artykułu:
Aby zrozumieć, dlaczego dochodzi do zaćmień słońca, ludzie obserwują je od wieków i prowadzą zapisy, rejestrując wszystkie towarzyszące im okoliczności. Początkowo astronomowie zauważyli, że zaćmienie słońca występuje tylko podczas nowiu, a nawet wtedy nie podczas każdego księżyca. Następnie, zwracając uwagę na położenie satelity naszej planety przed i po niesamowitym zjawisku, jego związek z tym zjawiskiem stał się oczywisty, ponieważ okazało się, że to Księżyc blokował Słońce przed Ziemią.
Następnie astronomowie zauważyli, że dwa tygodnie po zaćmieniu słońca zawsze następuje zaćmienie Księżyca; szczególnie interesujący był fakt, że Księżyc był zawsze w pełni. To po raz kolejny potwierdziło związek między Ziemią a satelitą.
Zaćmienie słońca można zaobserwować, gdy młody Księżyc całkowicie lub częściowo zasłania Słońce. Zjawisko to występuje tylko podczas nowiu, w czasie, gdy satelita jest zwrócony w stronę naszej planety nieoświetloną stroną i dlatego jest całkowicie niewidoczny na nocnym niebie.
Zaćmienie Słońca można zobaczyć tylko wtedy, gdy Słońce i nówy księżyc znajdują się w promieniu dwunastu stopni po obu stronach jednego z węzłów księżycowych (dwóch punktów, w których przecinają się orbity Słońca i Księżyca), a Ziemia, jej satelita i gwiazda znajdują się w jednej linii, z Księżycem pośrodku.
Czas trwania zaćmień od etapu początkowego do końcowego wynosi nie więcej niż sześć godzin. W tym czasie cień przesuwa się pasem po powierzchni ziemi z zachodu na wschód, zapisując łuk o długości od 10 do 12 tys. km. Jeśli chodzi o prędkość ruchu cienia, zależy ona w dużej mierze od szerokości geograficznej: w pobliżu równika – 2 tys. km/h, w pobliżu biegunów – 8 tys. km/h.
Zaćmienie słońca ma bardzo ograniczoną powierzchnię, ponieważ z jego powodu małe rozmiary satelita nie jest w stanie ukryć na nich Luminarza duża odległość: jego średnica jest czterysta razy mniejsza niż średnica Słońca.
Ponieważ znajduje się czterysta razy bliżej naszej planety niż gwiazda, nadal udaje mu się ją przed nami zasłonić. Czasem całkowicie, czasem częściowo, a kiedy satelita znajduje się w największej odległości od Ziemi, ma kształt pierścienia.
Ponieważ Księżyc jest mniejszy nie tylko od gwiazdy, ale także od Ziemi, a odległość do naszej planety w najbliższym punkcie wynosi co najmniej 363 tys. km, średnica cienia satelity nie przekracza 270 km, zatem zaćmienie Słońce można obserwować wzdłuż ścieżki cienia tylko w tej odległości. Jeśli Księżyc znajdzie się w dużej odległości od Ziemi (a odległość ta wynosi prawie 407 tys. km), pasek będzie znacznie mniejszy.
Naukowcy sugerują, że za sześćset milionów lat satelita oddali się od Ziemi na tyle, że jego cień w ogóle nie dotknie powierzchni planety, a zatem zaćmienia będą niemożliwe. Obecnie zaćmienia słońca można zobaczyć co najmniej dwa razy w roku i uważa się je za dość rzadkie.
- Ponieważ satelita porusza się wokół Ziemi po orbicie eliptycznej, odległość między nim a naszą planetą podczas zaćmienia jest za każdym razem inna, w związku z czym wielkość cienia oscyluje w niezwykle szerokich granicach. Dlatego całość zaćmienia słońca mierzy się w wielkościach od 0 do F:
- 1 – całkowite zaćmienie. Jeśli średnica Księżyca okaże się większa niż średnica gwiazdy, faza może przekroczyć jedność;
- Od 0 do 1 – prywatny (częściowy);
0 – prawie niewidoczny. Cień Księżyca albo w ogóle nie dociera do powierzchni Ziemi, albo dotyka jedynie jej krawędzi.
Całkowite zaćmienie gwiazdy będzie można zobaczyć dopiero wtedy, gdy człowiek znajdzie się w paśmie, po którym porusza się cień Księżyca. Często zdarza się, że właśnie w tym czasie niebo jest pokryte chmurami i rozprasza się dopiero, gdy cień księżyca opuści dany obszar.
Jeśli firmament jest czysty, z pomocą specjalne środki Dla ochrony oczu możesz obserwować, jak Selena zaczyna stopniowo przesłaniać Słońce z prawej strony. Gdy satelita znajdzie się pomiędzy naszą planetą a gwiazdą, całkowicie zakrywa Słońce, zapada zmierzch, a na niebie zaczynają pojawiać się konstelacje. Jednocześnie widać ukryty przez satelitę dysk Słońca warstwa zewnętrzna atmosferę słoneczną w postaci korony, która w normalnych warunkach jest niewidoczna.
Całkowite zaćmienie słońca nie trwa długo, około dwóch do trzech minut, po czym satelita przesuwający się w lewo otwiera się prawa strona Oprawy - kończy się zaćmienie, korona gaśnie, zaczyna szybko się rozjaśniać, gwiazdy znikają. Co ciekawe, najdłuższe zaćmienie słońca trwało około siedmiu minut (następne wydarzenie, trwające siedem i pół minuty, nastąpi dopiero w 2186 r.), a najkrótsze zanotowano na Północnym Atlantyku i trwało jedną sekundę.
Zaćmienie można także obserwować przebywając w półcieniu niedaleko przejścia cienia Księżyca (średnica półcienia wynosi około 7 tys. km). W tym czasie satelita mija dysk słoneczny nie w środku, ale od krawędzi, zakrywając tylko część gwiazdy. W związku z tym niebo nie ciemnieje tak bardzo, jak podczas całkowitego zaćmienia, a gwiazdy nie pojawiają się. Im bliżej cienia, tym bardziej Słońce jest zakryte: na granicy cienia i półcienia dysk słoneczny jest całkowicie zamknięty, z poza satelita tylko częściowo dotyka gwiazdy, więc zjawiska w ogóle nie obserwuje się.
Istnieje inna klasyfikacja, według której zaćmienie słońca uważa się za całkowite, gdy cień przynajmniej częściowo dotknie powierzchni ziemi. Jeśli cień Księżyca przechodzi w jego pobliżu, ale w żaden sposób go nie dotyka, zjawisko zalicza się do prywatnych.
Oprócz zaćmień częściowych i całkowitych występują zaćmienia pierścieniowe. Są bardzo podobne do całkowitych, ponieważ satelita Ziemi również przykrywa gwiazdę, ale jej krawędzie są otwarte i tworzą cienki, olśniewający pierścień (podczas gdy zaćmienie Słońca trwa znacznie krócej niż zaćmienie obrączkowe).
Zjawisko to można zaobserwować, ponieważ satelita mijając gwiazdę znajduje się jak najdalej od naszej planety i chociaż jego cień nie dotyka powierzchni, wizualnie przechodzi przez środek dysku słonecznego. Ponieważ średnica Księżyca jest duża mniej niż średnica gwiazd, nie jest w stanie go całkowicie zablokować.
Kiedy można zobaczyć zaćmienia?
Naukowcy obliczyli, że w ciągu stu lat ma miejsce około 237 zaćmień słońca, z czego sto sześćdziesiąt to częściowe, sześćdziesiąt trzy całkowite i czternaście pierścieniowych.
Ale całkowite zaćmienie słońca w tym samym miejscu jest niezwykle rzadkie i nie różnią się częstotliwością. Na przykład w stolicy Rosji, Moskwie, od XI do XVIII wieku astronomowie odnotowali 159 zaćmień, z czego tylko trzy były całkowite (w latach 1124, 1140, 1415). Następnie naukowcy zarejestrowali tu całkowite zaćmienia w latach 1887 i 1945 i ustalili, że następne całkowite zaćmienie w stolicy Rosji nastąpi w 2126 roku.
W tym samym czasie w innym regionie Rosji, w południowo-zachodniej Syberii, w pobliżu miasta Bijsk, w ciągu ostatnich trzydziestu lat trzy razy można było zobaczyć całkowite zaćmienie słońca - w 1981, 2006 i 2008 roku.
Jedno z największych zaćmień, którego maksymalna faza wyniosła 1,0445, a szerokość cienia rozciągała się na ponad 463 km, miało miejsce w marcu 2015 roku. Półcień Księżyca obejmował prawie całą Europę, Rosję, Bliski Wschód, Afrykę i Azję Środkową. Całkowite zaćmienie słońca można było zaobserwować na północnych szerokościach geograficznych Oceanu Atlantyckiego oraz w Arktyce (w przypadku Rosji najwyższa faza wynosząca 0,87 miała miejsce w Murmańsku). Kolejne tego typu zjawisko będzie można zaobserwować w Rosji i innych częściach półkuli północnej 30 marca 2033 roku.
Czy to jest niebezpieczne?
Ponieważ zjawiska słoneczne są dość niezwykłymi i ciekawymi spektaklami, nic dziwnego, że prawie każdy chce obserwować wszystkie fazy tego zjawiska. Wiele osób rozumie, że absolutnie niemożliwe jest patrzenie na gwiazdę bez ochrony oczu: jak mówią astronomowie, gołym okiem można spojrzeć na to zjawisko tylko dwa razy - najpierw prawym okiem, potem lewym.
A wszystko dlatego, że jednym spojrzeniem na najjaśniejszą gwiazdę na niebie można pozostać bez wzroku, uszkadzając siatkówkę oka aż do ślepoty, powodując oparzenie, które uszkadzając czopki i pręciki, tworzy małą ślepy punkt. Oparzenie jest niebezpieczne, ponieważ na początku w ogóle go nie odczuwamy, a jego destrukcyjny efekt pojawia się dopiero po kilku godzinach.
Decydując się na obserwację Słońca w Rosji czy gdziekolwiek indziej na świecie, trzeba liczyć się z tym, że nie można na nie patrzeć nie tylko gołym okiem, ale także przez okulary przeciwsłoneczne, płyty CD, kolorowe klisze fotograficzne, klisze rentgenowskie, zwłaszcza filmowane, przyciemniane szkła, lornetki, a nawet teleskop, jeśli nie ma specjalnego zabezpieczenia.
Ale możesz przyjrzeć się temu zjawisku przez około trzydzieści sekund, używając:
- Okulary przeznaczone do obserwacji tego zjawiska i zapewniające ochronę przed promieniami ultrafioletowymi:
- Niewywołana czarno-biała klisza fotograficzna;
- Filtr fotograficzny, który służy do obserwacji zaćmienia słońca;
- Okulary spawalnicze ze stopniem ochrony nie niższym niż „14”.
Jeśli nie udało się pozyskać niezbędnych środków, ale niesamowite zjawisko Bardzo chcę zobaczyć przyrodę, możesz stworzyć bezpieczny projektor: weź dwa arkusze tektury biały i szpilkę, następnie przebij igłą dziurkę w jednym z arkuszy (nie poszerzaj, w przeciwnym razie będziesz widział tylko promień, ale nie zaciemnione Słońce).
Następnie drugi karton należy umieścić naprzeciwko pierwszego w kierunku przeciwnym do Słońca, a sam obserwator musi odwrócić się plecami do gwiazdy. Promień słońca przejdzie przez otwór i stworzy projekcję zaćmienia słońca na drugi karton.
Załadunek...