Характеристика солнечных и лунных затмений таблица. Затмения
Лунное затмение
может быть только при полнолунии. Оно происходит потому, что Луна входит в тень, отбрасываемую Землей от Солнца. Однако не каждое полнолуние сопровождается затмением. Затмение происходит, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в один ряд Освещенная Солнцем Земля отбрасывает в пространство тень, которая имеет в длину вид конуса. Обыкновенно Луна оказывается выше или ниже земной тени и остается вполне видимой. Но при некоторых затмениях она как раз попадает в тень. При этом затмение видно только с той половины земной поверхности, которая обращена к Луне, то есть на которой длится ночь. Противоположная же часть Земли в этот момент обращена к Солнцу, то есть на ней день, и лунного затмения там не видно. Часто мы не можем наблюдать лунное затмение из-за облаков.
В тех случаях, когда Луна погружается в земную тень только отчасти, происходит неполное, или частное, затмение, а когда целиком - полное. Однако при полном затмении Луна редко скрывается совсем, чаще всего она только окрашивается в темно-красный цвет. Существуют еще полутеневые затмения. Они происходят, когда Луна попадает в пространство около конуса земной тени, который окружен полутенью. Отсюда и название.
Древние люди веками вели наблюдения за Луной и пытались систематизировать наступление затмений. Это было нелегким делом: бывали годы, когда происходило три лунных затмения, а бывало, что ни одного. В конце концов, загадка была раскрыта: за 6585,3 суток по всей Земле всегда случается 28 лунных затмений. В следующие 18 лет 11 дней и 8 часов (то же количество суток) все затмения повторяются по тому же расписанию. Так научились предсказывать затмения через «повторение», по-гречески сарос. Сарос позволяет рассчитывать затмения на 300 лет вперед.
Солнечное затмение
Еще интереснее солнечное затмение . Причина его кроется в нашем космическом спутнике.
Солнце - это звезда, то есть тело «самосветящееся», в отличие от планет, лишь отражающих его лучи. Иногда на пути его лучей становится Луна и, как ширма, на некоторое время скрывает от нас дневное светило. Солнечное затмение может быть только при новолунии, но тоже не при всяком, а лишь тогда, когда Луна находится (при взгляде с Земли) не выше и не ниже Солнца, а как раз на пути его лучей.
Солнечное затмение - это, по сути, такое же явление, как покрытие звезд Луной (то есть Луна движется между звездами и закрывает их от нас, когда проходит мимо). Луна, по сравнению с Солнцем, маленькое небесное тело. Но она очень близка к нам, поэтому может закрыть большое Солнце, находящееся намного дальше. Луна в 400 раз меньше Солнца и в 400 раз ближе его, поэтому на небе их диски кажутся одинаковыми по размеру.
В случае солнечного затмения не все наблюдатели видят явление одинаково. В том месте, где конус лунной тени касается Земли, затме ние полное. Для наблюдателей же, находящихся вне конуса лунной тени, оно только частичное (научное название - частное), причем некоторые видят закрытие нижней части солнечного диска, а некоторые - верхней.
Размеры Луны таковы, что полное солнечное затмение может продолжаться не дольше 6 минут. Чем дальше от Земли Луна, тем короче полное затмение, так как видимые размеры лунного диска меньше. Если во время солнечного затмения Луна находится на наибольшем расстоянии от Земли, то она уже не может вполне закрыть диск Солнца. Вокруг темного диска Луны в этом случае остается узкое светлое колечко. Ученые называют это кольцеобразным затмением Солнца.
Весь процесс затмения, от первого видимого «прикосновения» диска Луны к диску Солнца до полного схождения, занимает около 2,5 часов. Когда Солнце полностью закрывается Луной, освещение на Земле меняется, становится сродни ночному свету, а вокруг черного диска Луны на небе сияет серебристый венец - так называемая солнечная корона.
Хотя в целом на Земле солнечные затмения наблюдаются чаще, чем лунные, в какой-то определенной местности полные затмения случаются крайне редко: в среднем раз в 300 лет. В наше время солнечные затмения с большой точностью вычислены на тысячи лет назад и сотни лет вперед.
Затмения и астрология
В индивидуальной астрологии затмения до сих пор считаются отрицательным фактором, имеющим тенденцию дурно влиять на судьбу и здоровье человека. Но степень этого влияния во многом корректируется показателями каждого отдельного индивидуального гороскопа: наиболее негативное влияние затмения способны оказывать на людей, родившихся в день затмения и на тех людей, в гороскопах которых точка затмения влияет на самые важные показатели – попадает в места, где находятся Луна, Солнце или в момент рождения. В этом случае происходит соединение точки затмения с одним из главных элементов гороскопа, что в реальности может не слишком благоприятно отражаться и на здоровье, и на сферах жизнедеятельности обладателя гороскопа.
Сила влияния затмений зависит от того, в каком небесном доме гороскопа происходит данное соединение, какими домами индивидуального гороскопа управляют Солнце или Луна, и какие аспекты (гармоничные или негативные) другие планеты и элементы гороскопа рождения образуют к точке затмения. Рождение в день затмения – знак фатальности. Но это не значит, что человека всю жизнь будут преследовать несчастья, просто у людей, рожденных в затмение, меньший уровень свободы, им труднее что-то менять в своей жизни, она у них как бы запрограммирована. Человек, рожденный в затмение, подчинен так называемому циклу Сароса, т.е. схожесть жизненных событий можно отследить с периодом, равным этому циклу – 18,5 лет.
Дела, которые все же будут начаты, могут отозваться даже через 18 лет. Впрочем, если вы уверены в успехе и ваши помыслы чисты перед людьми и перед Богом, а также если общая характеристика дня замения имеет благоприятный характер, можете действовать, но помните, что за все деяния и даже помыслы, связанные с днем затмения рано или поздно придется держать ответ. Лунное затмение может иметь отзвук в течение трех месяцев, но полностью воздействие затмений заканчивается в течение 18,5 лет, причем чем большая часть светила была закрыта, тем мощнее и длительнее воздействие.
Затмения оказывают сильное воздействие на всех людей, даже тех, в гороскопе которых затмения не акцентируются никаким образом. Естественно, что на людей, родившихся в затмение, как и на людей, у которых в гороскопе так или иначе затронуты точки затмения, текущее затмение будет действовать сильнее. Затмение всегда имеет особое значение в том случае, если градус текущего затмения затрагивает планету или другой важный элемент гороскопа рождения. В случае, если затмение совпадает с важной точкой гороскопа, можно ожидать перемен и важных событий. Даже если наступившие события могут и не показаться поначалу значимыми, со временем важность их обязательно проявится.Если планеты или другие важные точки гороскопа рождения окажутся в негативных аспектах к градусу текущего затмения, то можно ожидать резких, радикальных событий, вероятны кризисы, конфликты, осложнение и даже разрыв отношений, неблагоприятные обстоятельства в делах, ухудшение здоровья. Если же планеты или другие важные точки гороскопа рождения окажутся в благоприятных аспектах с градусом затмения, то перемены или важные события будут, но они не вызовут сильные потрясения, скорее обернутся на пользу человеку.
Как вести себя во время затмений
Луна – светило, которое находиться очень близко к нам. Солнце даёт энергию (мужское начало), а Луна поглащает (женское начало). Когда два светила оказываются в одной точке во время затмения, их энергии оказывают сильнейшее воздействие на человека. В организме идет мощнейшая нагрузка на систему регуляции. Особенно плохо со здоровьем в день затмения людям с сердечно-сосудистыми патологиями, гипертоникам. Плохо себя будут также чувствовать люди, которые сейчас проходят курсы лечения.Даже врачи говорят, в день затмения лучше не заниматься активностью – действия будут неадекватными и больше вероятность ошибок. Они советуют пересидеть этот день. Чтобы избежать дискомфорта со здоровьем, рекомендуется в этот день принимать контрастный душ.В 1954 году французский экономист Морис Алле, наблюдая за движениями маятника, заметил, что во время солнечного затмения он стал двигаться быстрее, чем обычно. Это явление назвали эффектом Алле, но не могли его систематизировать. Сегодня новые исследования голландского учёного Криса Дуифа подтверждают это явление, но объяснить его пока не могут. О том, что затмения действуют на людей, выяснил астрофизик Николай Козырев. Он говорил, что во время затмений время трансформируется.Последствия затмения в виде мощного землетрясения или другого природного бедствия очень возможны в течение недели до или после любого затмения. Кроме того, возможна нестабильность в экономике в течение нескольких недель после затмения. В любом случае, затмения приносят изменения в обществе.Во время лунного затмения ум, мышление и эмоциональная сфера людей сильно уязвимы. Возрастает число психических расстройств у людей. Это связано с нарушением работы гипоталамуса на психофизиологическом уровне, который соответствует Луне согласно открытию Тони Нейдера (Надер Раджа Рама). Могут быть нарушены гормональные циклы организма, особенно у женщин. Во время солнечного затмения больше нарушается работа физиологического соответствия Солнца – таламуса, а также повысится риск сердечно-сосудистых заболеваний, так как Солнце управляет сердцем. Восприятие “Я”, чистого сознания – замутнены. Следствием этого может быть усиление напряжённости, радикальных и агрессивных тенденций в мире, а также неудовлетворенное эго политиков или руководителей государств.
Представьте себе ясный солнечный день, на небе - ярко сияющий солнечный диск, природа живет своей обычной жизнью. Но вот на правом краю Солнца сначала постепенно появляется небольшой ущерб, затем он медленно увеличивается, а в результате еще недавно бывший круглым диск принимает форму серпа. Солнечный свет постепенно ослабевает, становится прохладнее. Образовавшийся серп делается совсем маленьким, и в конце концов за черным диском исчезают последние вспышки света. Ясный день моментально превращается в ночь, на потемневшем небе появляются звезды, со всех сторон вспыхивает лимонно-оранжевая заря, а на месте Солнца сияет черный круг, окруженный невнятным серебристым сиянием. Напуганные наступившей темнотой звери и птицы резко замолкают, и почти все растения свертывают листья. Но пройдет несколько минут, и Солнце снова явит миру свой торжествующий лик и природа оживет. На протяжении тысячелетий явление солнечного затмения внушало людям и страх, и благоговейный трепет.
Почему Солнце не затмевается каждое новолуние и почему Луна отнюдь не каждое полнолуние происходит через земную тень? Если бы орбиты Луны и Земли лежали в одной плоскости, то во время каждого новолуния и полнолуния Луна оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, а значит, происходило бы либо солнечное, либо лунное затмение. Однако плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 5,9° и пересекает ее в двух противоположных точках (узлах лунной орбиты), а потому затмения случаются лишь тогда, когда в момент новолуния или полнолуния Луна проходит через один из своих узлов, и именно тогда Солнце, Земля и Луна "выстраиваются" в одну линию. Когда в такие моменты Луна оказывается в новолунии, происходит солнечное затмение, а когда в полнолунии - лунное.
Солнечные затмения видны отнюдь не из всех местностей дневного полушария Земли, так как из-за своих небольших размеров Луна не может скрыть Солнце от всего земного полушария. Ее диаметр меньше диаметра Солнца приблизительно в 400 раз, но при этом Луна по сравнению с Солнцем почти в 400 раз ближе к Земле, поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы, так что Луна, хоть и в очень ограниченной области, может закрывать от нас Солнце. Характер затмения зависит от удаленности Луны от Земли, причем, так как Орбита Луны не круговая, а эллиптическая, это расстояние меняется, а в зависимости от этого немного меняется и видимый размер Луны. Если в момент солнечного затмения Луна находится ближе к Земле, то лунный диск, будучи чуть больше солнечного, целиком закроет Солнце, а значит, затмение будет полным. Если же - дальше, то ее видимый диск будет меньше солнечного и Луна не сможет закрыть все Солнце - вокруг него останется светлый ободок. Такое затмение называется кольцеобразным. Освещаемая Солнцем Луна отбрасывает в пространство сходящийся конус тени и окружающей ее полутени. Когда эти конусы пересекаются с Землей, то лунная тень и полутень падают на нее. Пятно лунной тени диаметром около 300 км бежит по земной поверхности, оставляя след длиной 10-12 тыс. км, и там, где она проходит, происходит полное солнечное затмение, в области же, захваченной полутенью, - частное затмение, когда Луной закрыта лишь часть солнечного диска. Нередко бывает и так, что лунная тень минует Землю, а полутень частично захватывает ее, тогда происходят только частные затмения.
Так как скорость перемещения тени по поверхности Земли в зависимости от географической широты составляет от 2000 км/ч (вблизи экватора) до 8000 км/ч (около полюсов), полное солнечное затмение, наблюдаемое в одной точке, продолжается не более 7,5 минуты, причем максимальное значение достигается в очень редких случаях (ближайшее затмение продолжительностью 7 минут 29 секунд произойдет только в 2186 году). Солнечное затмение начинается в западных районах земной поверхности при восходе Солнца и заканчивается в восточных при его заходе. Общая продолжительность всех фаз солнечного затмения на Земле может достигать 6 часов. Степень покрытия Солнца Луной называется фазой затмения. Она определяется как отношение закрытой части диаметра солнечного диска ко всему его диаметру. При частных затмениях ослабления солнечного света не заметно (за исключением затмений с очень большой фазой), а потому фазы затмения можно наблюдать только через темный светофильтр.
Если бы полные солнечные затмения были видимы в каждой местности достаточно часто, к ним привыкли бы так же быстро, как и к изменениям фазы Луны. Но они случаются настолько редко, что далеко не каждому поколению местных жителей удается увидеть их хотя бы раз - в одной точке земной поверхности полные солнечные затмения можно наблюдать только раз в 300-400 лет. Лунных затмений, особенно полных, боялись не менее солнечных. Ведь это ночное светило порой совершенно исчезало с небесного свода, а затемненная часть Луны довольно скоро принимала серый с красноватым отблеском цвет, становящийся все более и более кроваво-темным. В давние времена лунным затмениям приписывалось особое зловещее влияние на земные события. Древние полагали, что Луна в этот момент обливается кровью, что сулит человечеству великие бедствия. Первое лунное затмение, зарегистрированное в древних китайских летописях, относится к 1 136 году до н.э.
Солнечные затмения: чтобы понять причину солнечных и лунных затмений, жрецы веками вели счет полным и частным затмениям. Сначала было замечено, что лунные происходят только в полнолуние, а солнечные только в новолуние, затем - что не при каждом новолунии происходят солнечные затмения и не при каждом полнолунии - лунные, а еще - что затмений Солнца не случалось, когда была видна Луна. Даже во время солнечного затмения, когда свет совершенно мерк, а звезды и планеты начинали проглядывать сквозь неестественно темные сумерки, Луны нигде не было видно. Это возбуждало любопытство и давало повод к тщательному исследованию того места, в котором должна была находиться Луна сразу после окончания солнечного затмения. Вскоре было обнаружено, что в ночь, следующую за днем солнечного затмения, Луна всегда находилась в своем нарождающемся виде очень близко к Солнцу.3аметив местонахождение Луны перед солнечным затмением и тотчас после него, определили, что во время самого затмения Луна действительно проходила от западной к восточной стороне места, занимаемого Солнцем, а сложные вычисления показали, что совпадение Луны и Солнца на небе совершалось именно в то время, когда Солнце затмевалось. Вывод стал очевиден: Солнце заслоняется от 3емли темным телом Луны.
После выяснения причин солнечного затмения перешли к разгадке тайны лунного. Хотя в данном случае найти удовлетворительное объяснение было гораздо труднее, так как свет Луны не заслонялся никаким непрозрачным телом, становившимся между ночным светилом и наблюдателем. Наконец, было замечено, что все непрозрачные тела отбрасывают тень в направлении, противоположном источнику света. Было высказано предположение, что, возможно, 3емля, освещенная Солнцем, и дает ту тень, доходящую даже до Луны. Необходимо было либо подтвердить, либо опровергнуть эту теорию. И вскоре было доказано, что лунные затмения бывают только во время полной Луны. Это подтверждало предположение о том, что причиной затмения является тень от 3емли, падающая на Лyнy, - как только 3емля становилась между Луной и источником света - Солнцем, свет Луны в свою очередь становился невидимым и происходило затмение.
Лунные затмения: во время полной фазы Луна кажется медно-красной, особенно, когда проходит к центральной области тени. Такой ее цвет обуславливается тем, что солнечные лучи, касательные к земной поверхности, пронизывая ее атмосферу, рассеиваются и попадают в тень Земли сквозь толщу воздуха. Лучше всего это удается сделать красным и оранжевым лучам, а потому именно они и окрашивают диск Луны в багровый, кирпичный или медный цвета, в зависимости от состояния земной атмосферы. Лунные затмения происходят тогда, когда Луна в полнолуние проходит вблизи узлов своей орбиты. В зависимости от того, частично или полностью она погружается в земную тень, происходят как частные, так и полные теневые лунные затмения. Вблизи лунных узлов, в пределах 17° в обе стороны от них, существуют зоны лунных затмений. Чем ближе к лунному узлу происходит затмение, тем больше его фаза, определяемая долей лунного диаметра, покрытого земной тенью. Вступление Луны в тень или полутень Земли обычно происходит незаметно. Полному затмению предшествуют частные фазы, и в момент окончательного погружения Луны в земную тень оно и наступает, продолжаясь около двух часов. Частота лунных затмений для какого-либо определенного места Земли выше частоты солнечных только потому, что они видны со всего ночного полушария Земли. При этом продолжительность полной фазы солнечного затмения на Луне может достигать 2,8 часа. Наблюдения полных лунных затмений позволяет изучать структуру и оптические свойства земной атмосферы, а также тепловые свойства различных участков лунной поверхности, в том числе и изменение их температуры при разных фазах затмения.
Циклы затмений: в результате длительных наблюдений выяснилось, что и лунные, и солнечные затмения неизбежно повторяются в прежнем порядке по истечении того промежутка времени, через который повторяется взаимное положение Солнца, Луны и узлов лунной орбиты.
1 - Буквально за 2-3 мин до наступления полной фазы затмения вспыхивают яркие точки - это свет пробивающийся через долины и ущелья между лунными горами.
2 - Солнечная корона при затмении 26.02.1998. Различные цвета - снижение яркости короны, мелкие пятна - потоки разогретого до млн градусов газа.
Этот промежуток древние греки назвали саросом. Он составляет 223 оборота Луны, то есть 18 лет, 11 дней и 8 часов. По истечении сароса все затмения повторяются, но уже в несколько иных условиях, так как за 8 часов Земля поворачивается на 120°, а потому лунная тень пойдет по 3емле па 120° западнее, чем это было 18 лет назад. Древние египтяне, вавилоняне, халдеи и другие "культурные" народы еще за 2 500 лет до нашей эры, не зная причин затмения, умели предсказывать их наступление с точностью до 1-2 суток в пределах своей ограниченной территории. Но так как они не могли располагать результатами наблюдений на всем земном шаре, они использовали для расчетов утроенный, или большой, сарос, содержащий целое число суток. Последовательность солнечных и лунных затмений по истечении утроенного сароса повторяется па той же географической долготе. Считается, что большой сарос - а именно 19 756 суток - впервые был вычислен древне вавилонскими астрономами жрецами. Установление сароса было одним из величайших открытий древности, поскольку оно привело к нахождению истинной причины затмений уже в VI веке до н.э.
Самое раннее письменное свидетельство солнечного затмения относится к 22 октября 2137 года до н.э. Причем затмение это не было предсказано придворными астрономами, а потому ужас перед неожиданно наступившей ночью был крайне велик. Однако тех древних астрономов вряд ли можно было обвинить в нерадивости, так как по тем временам предвидение подобных явлений в каком-либо определенном месте было делом совсем непростым. По саросу нельзя сделать точного прогноза затмения, можно было указать лишь приблизительную дату и область его видимости. Точно же вычислить время наступления затмения, а также условия его видимости было трудной задачей. И чтобы решить ее, астрономы изучали движение 3емли и Луны н течение нескольких столетий. В настоящее время затмения с высокой степенью точности вычислены как на тысячи лет назад, так и на сотни лет вперед. Изучение древних солнечных затмений помогает современным ученым корректировать даты многих исторических событий и даже вносить изменения в их последовательность. Ведь каждое полное солнечное затмение происходит в определённой и достаточно узкой полосе земной поверхности, положение которой меняется от года к году. А потому по той местности, где оно происходило, можно с помощью вычислений абсолютно точно выяснить их дату. Помимо этого, путем сравнения перемещений лунной тени по земной поверхности можно установить естественную эволюцию движения Луны. Именно такое сравнение впервые навело ученых на мысль, о вековом замедлении вращения Земли, которое составляет 0,0014 секунды за столетие.
Полное солнечное затмение - это уникальная возможность для исследования внешних слоев атмосферы Солнца - хромосферы и короны.
Прохождение тени Луны по поверхности планеты при солнечном затмении. В 1715 г Эдмунд Галлей точно предсказал время и районы полного солнечного затмения 3 мая 1715 года, а также составил карту, обозначив размеры лунной тени (295 км).
И хотя их наблюдения проводятся повседневно, этого оказывается недостаточно. Корона видна только во время полного солнечного затмения, так как яркость света короны в миллион раз меньше яркости света диска. Кроме того, свет от диска Солнца рассеивается атмосферой Земли и яркость этого рассеянного света близка к яркости короны. Самая яркая часть Солнца, та, что кажется нам желтой, называется фотосферой. Во время полного затмения лунный диск полностью покрывает фотосферу. Только после того, как фотосфера скрывается за Луной, на недолгое время можно увидеть хромосферу в виде клочковатого кольца красного цвета, окружающего черный диск.
Солнечная корона простирается далеко от Солнца - до орбит Юпитера и Сатурна. В течение 11-летнего цикла солнечной активности меняются как форма короны, так и общая ее яркость. Чрезвычайно интересными оказались спектры короны, снятые вблизи солнечного диска. На фоне непрерывного спектра были видны яркие эмиссионные линии, которые в течение многих лег являлись для науки одной из величайших загадок. Она была разрешена только в 40-х годах ХХ века. Оказалось, что эти линии излучают сильно ионизованные атомы железа и кальция, для существования которых необходимы температуры, доходящие до миллиона градусов.
Большую роль в прояснении физических условий, существующих в солнечной короне, сыграли так называемые затменные наблюдения, в частности радиоастрономические. На сегодняшний день одной из главных задач является исследование инфракрасного излучения межпланетной пыли. В ходе затмений выполняются также фотометрические, колориметрические, спектрофотометрические и поляриметрические наблюдения. Не вызывает сомнения и тот факт, что затменные наблюдения Солнца внесли неоценимый вклад в представление ученых о Солнце и межзвездной среде. Чтобы плодотворно использовать те немногие минуты, во время которых происходит затмение, астрономы готовятся к нему долгие месяцы, делая точные вычисления полосы затмения, изучая сводки погоды в полосе затмения и занимаясь поисками оптимального для наблюдений места.
В древности солнечные и лунные затмения вызывали у людей суеверный ужас. Считалось, что затмения предвещают войны, голод, разорение, массовые болезни. Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Это очень красивое и редкое явление. Солнечное затмение наступает, если в момент новолуния Луна пересекает плоскость эклиптики.
Солнечное затмение.
Кольцеобразное солнечное затмение. Если диск Солнца полностью закрывается диском Луны, то затмение называют полным. В перигее Луна бывает ближе к Земле на 21 000 км от среднего расстояния, в апогее - дальше на 21 000 км. От этого изменяется угловые размеры Луны. Если угловой диаметр диска Луны (около 0,5°) оказывается немного меньше углового диаметра диска Солнца (около 0,5°), то в момент максимальной фазы затмения от Солнца остается видимым яркое узкое кольцо. Такое затмение называется кольцеобразным. И, наконец, Солнце может не полностью скрываться за диском Луны из-за несовпадения их центров на небе. Такое затмение называется частным. Наблюдать такое красивое образование, как солнечная корона, можно лишь во время полных затмений. Такие наблюдения даже в наше время многое могут дать науке, поэтому наблюдать в ту страну, где будет солнечное затмение, приезжают астрономы из многих стран.
Солнечное затмение начинается с восходом Солнца в западных районах земной поверхности и заканчивается в восточных районах при заходе Солнца. Обычно полное солнечное затмение длится несколько минут (наибольшая продолжительность полного солнечного затмения 7 мин 29 сек будет 16 июля 2186 года).
На Луне тоже бывают солнечные затмения. На Земле в это время происходят лунные затмения. Луна движется с запада на восток, поэтому солнечное затмение начинается с западного края солнечного диска. Степень покрытия Солнца Луной называется фазой солнечного затмения. Полные солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное затмение Солнца видно лишь на малом участке земной поверхности. Полное солнечное затмение 7 марта 1970 года.
На поверхности Земли хорошо заметна лунная тень. Хотя солнечные затмения происходят чаще лунных, в каждом отдельном месте Земли солнечные затмения наблюдаются гораздо реже лунных.
Причины солнечных затмений.
Плоскость лунной орбиты в пересечении с небом образует большой круг - лунный путь. Плоскость земной орбиты пересекается с небесной сферой по эклиптике. Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом 5°09?. Период обращения Луны вокруг Земли (звездный, или сидерический период) Р = 27,32166 земных суток или 27 сут 7 час 43 мин.
Плоскость эклиптики и лунный путь пересекаются друг с другом по прямой линии, называемой линией узлов. Точки пересечения линии узлов с эклиптикой называются восходящим и нисходящим узлами лунной орбиты. Лунные узлы непрерывно перемещаются навстречу движению самой Луны, то есть к западу, совершая полный оборот за 18,6 года. Ежегодно долгота восходящего узла уменьшается примерно на 20°. Так как плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5°09?, Луна во время новолуния или полнолуния может находиться далеко от плоскости эклиптики, и диск Луны пройдет выше или ниже диска Солнца. При этом затмения не происходит. Чтобы произошло солнечное или лунное затмение, необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния находилась вблизи восходящего или нисходящего узла своей орбиты, т.е. недалеко от эклиптики. В астрономии сохранились многие знаки, введенные в глубокой древности. Символ восходящего узла означает голову дракона Раху, набрасывающегося на Солнце и вызывающего, по индийским легендам, его затмение.
Лунные затмения.
Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в тень Земли. Полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше, нежели полная фаза солнечного затмения. Форма края земной тени при лунных затмениях послужила древнегреческому философу и ученому Аристотелю одним из веских доказательств шарообразности Земли. Философы Древней Греции подсчитали, что Земля примерно втрое больше Луны, просто исходя из продолжительности затмений (точная величина этого коэффициента 3,66).
Луна в момент полного лунного затмения в действительности лишается солнечного света, поэтому полное лунное затмение видно из любой точки полушария Земли. Затмение начинается и заканчивается одновременно для всех географических точек. Однако местное время этого явления будет разное. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны. Затмение может быть полным или частным в зависимости от того, входит Луна в земную тень полностью или проходит вблизи ее края. Чем ближе к лунному узлу происходит лунное затмение, тем больше его фаза. Наконец, когда диск Луны накрывает не тень, а полутень, случаются полутеневые затмения. Невооруженным глазом заметить их трудно. Во время затмения Луна прячется в тень Земли и, казалось бы, каждый раз должна исчезать из виду, т.к. Земля непрозрачна. Однако земная атмосфера рассеивает солнечные лучи, которые попадают на затмевающуюся поверхность Луны "в обход" Земли. Красноватый цвет диска обусловлен тем, что сквозь атмосферу лучше всего проходят красные и оранжевые лучи.
Красноватый цвет диска во время полного лунного затмения обусловлен рассеиванием солнечных лучей а атмосфере Земли.
Каждое лунное затмение различно по распределению яркости и цвета в земной тени. Цвет затмившейся Луны часто оценивается по специальной шкале, предложенной французским астрономом Андре Данжоном:
0 баллов - затмение очень темное, в середине затмения Луна почти или совсем не видна.
1 балл - затмение темное, серое, детали поверхности Луны совершенно не видны.
2 балла - затмение темно-красное или рыжеватое, около центра тени наблюдается более темная часть.
3 балла - затмение красно-кирпичного цвета, тень окружена сероватой или желтоватой каймой.
4 балла - затмение медно-красного цвета, очень яркое, внешняя зона светлая, голубоватая.
Если бы плоскость орбиты Луны совпадала бы с плоскостью эклиптики, то лунные затмения повторялись бы каждый месяц. Но угол между этими плоскостями составляет 5° и Луна дважды в месяц лишь пересекает эклиптику в двух точках, называемых узлами лунной орбиты. Об этих узлах знали еще древние астрономы, называя их Головой и Хвостом Дракона (Раху и Кету). Для того, чтобы произошло лунное затмение, Луна в полнолуние должна находится вблизи узла своей орбиты. За год обычно происходит 1-2 лунных затмения. В некоторые годы их может не быть вовсе, а иногда происходит и третье. В редчайших случаях бывает и четвертое затмение, но лишь частное полутеневое.
Предсказание затмений.
Промежуток времени, через который Луна возвращается к своему узлу, называется драконическим месяцем, который равен 27,21 суток. Через такое время Луна пересекает эклиптику в точке, смещенной по отношению к предыдущему пересечению на 1,5° к западу. Фазы Луны повторяются в среднем через 29,53 суток (синодический месяц). Промежуток времени в 346,62 суток, за который центр диска Солнца проходит через один и тот же узел лунной орбиты, называется драконическим годом. Период повторяемости затмений - сарос - будет равен промежутку времени, по истечении которого начала этих трех периодов будут совпадать. Сарос на древнеегипетском означает "повторение". Задолго до нашей эры, еще в древности, установили, что сарос продолжается 18 лет 11 суток 7 часов. Сарос включает в себя: 242 драконических месяца или 223 синодических месяца или 19 драконических лет. В течение каждого сароса происходит 70 до 85 затмений; из них обычно бывает около 43 солнечных и 28 лунных. На протяжении года может произойти самое большое семь затмений - либо пять солнечных и два лунных, либо четыре солнечных и три лунных. Минимальное число затмений в году - два солнечных затмения. Солнечные затмения происходят чаще лунных, но наблюдаются в одной и той же местности они редко, так как эти затмения видны только в узкой полосе тени Луны. В какой-нибудь определенной точке поверхности полное солнечное затмение наблюдается в среднем 1 раз в 200-300 лет.
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.
Введение…………………………………………………………………… 3
1 Солнечные и лунные затмения………………………………………… 5
2 Условия для затмения Солнца………………………………………… 7
3 Лунные затмения……………………………………………………… 11
Заключение……………………………………………………………… 12
Список литературы……………………………………………………… 13
ВВЕДЕНИЕ
Солнечные и лунные затмения - интереснейшее явление природы, знакомое человеку с древнейших времен. Они бывают сравнительно часто, но видны не из всех местностей земной поверхности и поэтому многим кажутся редкими.
Солнечное затмение происходит, когда наш естественный спутник - Луна - в своем движении проходит на фоне диска Солнца. Это всегда происходит в момент новолуния. Луна расположена ближе к Земле, чем Солнце, почти в 400 раз, и в тоже время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Земли и Солнца почти одинаковые, и Луна может закрыть собою Солнце. Но не каждое новолуние происходит солнечное затмение. Из-за наклона орбиты Луны к земной орбите Луна обычно немного «промахивается» и проходит выше или ниже Солнца в момент новолуния. Однако не менее 2-х раз в году (но не более пяти) тень Луны падает на Землю и происходит солнечное затмение.
Лунная тень и полутень падают на Землю в виде овальных пятен, которые со скоростью 1 км. в сек. пробегают по земной поверхности с запада на восток. В районах, оказавшихся в лунной тени видно полное солнечное затмение, то есть Солнце полностью закрыто Луной. В местностях, покрытых полутенью происходит частное солнечное затмение, то есть Луна закрывает лишь часть солнечного диска. За границей полутени затмения вообще не происходит.
Наибольшая продолжительность полной фазы затмения не превышает 7 мин. 31 сек. Но чаще всего это две - три минуты.
Солнечное затмение начинается с правого края Солнца. Когда Луна полностью закроет Солнце наступает полумрак, как в темные сумерки, и на потемневшем небе появляются самые яркие звезды 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. Вид короны из года в год меняется в зависимости от солнечной активности. Над всем горизонтом вспыхивает розовое заревое кольцо - это в местность, покрытую лунной тенью проникает солнечный свет из соседних зон, где полного затмения не происходит, а наблюдается только частное.
1 СОЛНЕЧНЫЕ И ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ
Солнце, Луна и Земля в стадии новолуния и полнолуния редко лежат на одной линии, т.к. лунная орбита лежит не точно в плоскости эклиптики, а под наклоном к ней в 5 градусов.
Солнечные затмения. Солнце, Луна и Земля лежат на одной линии в стадии новолуния. Луна загораживает от нас Солнце.
Лунные затмения. Солнце, Луна и Земля лежат на одной линии в стадии полнолуния. Земля загораживает Луну от Солнца. Луна при этом становится кирпично-красной.
Каждый год в среднем происходит по 4 солнечных и лунных затмения. Они всегда сопровождают друг друга. Скажем, если новолуние совпадает с солнечным затмением, то лунное затмение наступает через две недели, в фазе полнолуния.
Астрономически солнечные затмения происходят, когда Луна при своем движении вокруг Солнца полностью или частично заслоняет Солнце. Видимые диаметры Солнца и Луны почти одинаковы, поэтому Луна заслоняет Солнце полностью. Но видно это с Земли в полосе полной фазы. По обе стороны полосы полной фазы наблюдается частное солнечное затмение.
Ширина полосы полной фазы солнечного затмения и его продолжительность зависят от взаимных расстояний Солнца, Земли и Луны. Вследствии изменения расстояний видимый угловой диаметр Луны тоже меняется. Когда он чуть больше солнечного, полное затмение может длиться до 7,5 мин, когда равен, то одно мгновение, если же он меньше, то Луна вообще не закрывает Солнца полностью. В последнем случае происходит кольцеобразное затмение: вокруг темного лунного диска видно узкое яркое солнечное кольцо.
Во время полного солнечного затмения Солнце имеет вид черного диска, окруженного сиянием (короной). Дневной свет настолько ослабевает, что иногда можно видеть на небе звезды.
Полное лунное затмение происходит, когда Луна попадает в конус земной тени.
Полное лунное затмение может длиться 1,5-2 часа. Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна в момент затмения находилась над горизонтом. Поэтому в данной местности полные лунные затмения удается наблюдать значительно чаще солнечных.
Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остается видимым, но приобретает темно-красный оттенок.
Солнечное затмение происходит в новолуние, а лунное - в полнолуние. Чаще всего в году бывает два лунных и два солнечных затмения. Максимально возможное число затмений - семь. Через определенный промежуток времени лунные и солнечные затмения повторяются в том же порядке. Этот промежуток был назван саросом, что в переводе с египетского означает - повторение. Сарос составляет примерно 18 лет, 11 дней. В течении каждого сароса происходит 70 затмений, из них 42 солнечных и 28 лунных. Полные солнечные затмения с определенной местности наблюдаются реже, чем лунные, один раз в 200-300 лет.
2 УСЛОВИЯ ДЛЯ ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА
Во время солнечного затмения между нами и Солнцем проходит Луна и скрывает его от нас. Рассмотрим подробнее условия, при которых может наступить затмение Солнца.
Наша планета Земля, вращаясь в течение суток вокруг своей оси, одновременно движется вокруг Солнца и за год делает полный оборот. У Земли есть спутник - Луна. Луна движется вокруг Земли, и полный оборот совершает за 29 1/2 суток.
Взаимное расположение этих трех небесных тел все время меняется. При своем движении вокруг Земли Луна в определенные периоды времени оказывается между Землей и Солнцем. Но Луна - темный, непрозрачный твердый шар. Оказавшись между Землей и Солнцем, она, словно громадная заслонка, закрывает собой Солнце. В это время та сторона Луны, которая обращена к Земле, оказывается темной, неосвещенной. Следовательно, солнечное затмение может произойти только во время новолуния. В полнолуние Луна проходит от Земли в стороне, противоположной Солнцу, и может попасть в тень, отбрасываемую земным шаром. Тогда мы будем наблюдать лунное затмение.
Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 149,5 млн. км, а среднее расстояние от Земли до Луны - 384 тыс. км.
Чем ближе предмет, тем большим он нам кажется. Луна по сравнению с Солнцем ближе к нам почти: в 400 раз, и в то же время ее диаметр меньше диаметра Солнца также приблизительно в 400 раз. Поэтому видимые размеры Луны и Солнца почти одинаковы. Луна, таким образом, может закрыть от нас Солнце.
Однако расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются. Происходит это потому, что путь Земли вокруг Солнца и путь Луны вокруг Земли - не окружности, а эллипсы. С изменением расстояний между этими телами изменяются и их видимые размеры.
Если в момент солнечного затмения Луна находится в наименьшем удалении от Земли, то лунный диск будет несколько больше солнечного. Луна целиком закроет собой Солнце, и затмение будет полным. Если же во время затмения Луна находится в наибольшем удалении от Земли, то она будет иметь несколько меньшие видимые размеры и закрыть Солнце целиком не сможет. Останется незакрытым светлый ободок Солнца, который во время затмения будет виден как яркое тоненькое кольцо вокруг черного диска Луны. Такое затмение называют кольцеобразным.
Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно, каждое новолуние. Однако этого не происходит. Если бы Земля и Луна двигались видной плоскости, то в каждое новолуние Луна действительно оказывалась бы точно на прямой линии, соединяющей Землю и Солнце, и происходило бы затмение. На самом деле Земля движется вокруг Солнца в одной плоскости, а Луна вокруг Земли - в другой. Эти плоскости не совпадают. Поэтому часто во время новолуний Луна приходит либо выше Солнца, либо ниже.
Видимый путь Луны на небе не совпадает с тем путем, по которому движется Солнце. Эти пути пересекаются в двух противоположных точках, которые называются узлами лунной о р б и т ы. Вблизи этих точек пути Солнца и Луны близко подходят друг к другу. И только в том случае, когда новолуние происходит вблизи узла, оно сопровождается затмением.
Затмение будет полным или кольцеобразным, если в новолуние Солнце и Луна будут находиться почти в узле. Если же Солнце в момент новолуния окажется па некотором расстоянии от узла, то центры лунного н солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце лишь частично. Такое затмение называется частным.
Луна перемещается среди звезд с запада на восток. Поэтому закрытие Солнца Луной начинается с его западного, т. е. правого, края. Степень закрытия называется у астрономов фазой затмения.
Ежегодно бывает не менее двух солнечных затмений. Так было, например, в 1952 г.: 25 февраля - полное (наблюдалось в Африке, Иране, СССР) и 20 августа - кольцеобразное (наблюдалось в Южной Америке). А вот в 1935г. было пять солнечных затмений. Это наибольшее число затмении, которое может быть в течение одного года.
Вокруг пятна лунной тени располагается область полутени, здесь затмение бывает частным. Поперечник области полутени составляет около 6-7 тыс. км. Для наблюдателя, который будет находиться вблизи края этой области, лишь незначительная доля солнечного диска покроется Луной. Такое затмение может вообще пройти незамеченным.
Можно ли точно предсказать наступление затмения? Ученые еще в древности установили, что через 6585 дней и 8 часов, что составляет 18 лет 11 дней 8 часов, затмения повторяются. Происходит это потому, что именно через такой промежуток времени расположение в пространстве Луны, Земли и Солнца повторяется. Этот промежуток был назван саросом, что значит повторение.
В течение одного сароса в среднем бывает 43 солнечных затмения, из них 15 частных, 15 кольцеобразных и 13 полных. Прибавляя к к датам затмений, наблюдавшихся в течение одного сароса, 18 лет 11 дней и 8 часов, мы сможем предсказать наступление затмений и в будущем. Например, 25 февраля 1952 г. произошло солнечное затмение. Оно повторится 7 марта 1970 г., затем 18 марта 1988 г. и т. д.
Однако в саросе содержится не целое число дней, а 6585 дней и 8 часов. За эти 8 часов Земля повернется на треть оборота и будет обращена к Солнцу уже другой частью своей поверхности. Поэтому следующее затмение будет наблюдаться в другим районе Земли. Так, полоса затмений 1952 г. прошла через Центральную Африку, Аравию, Иран, СССР. Затмение же 1970 г. будет наблюдаться как полное только жителями Мексики и Флориды.
В одном и том же месте Земли полное солнечное затмение наблюдается один раз в 250 - 300 лет.
Точным вычислением можно восстановить время и условия видимости какого-нибудь затмения, наблюдавшегося в той или другой местности в древние времена. Если затмение это сопоставлено в летописи с каким-нибудь историческим событием, то мы можем точно определить дату этого события. Древнегреческий историк Геродот указывал, что во время битвы между лидийцами и мидянами произошло (неполное) солнечное затмение. Оно так поразило сражавшихся, что положило конец войне. Историки колебались относительно времени этого события, они относили его ко времени между 626 и 583 гг. до н. э.; астрономическое же вычисление точно показывает, что затмение, а следовательно, и битва происходили 28 мая 585 г. до н. э. Установление точной даты этой битвы пролило свет и на хронологию некоторых других исторических событий. Так астрономы оказали большую помощь историкам.
Астрономы вычислили условия видимости солнечных затмений на много лет вперед.
Последнее затмение, доступное для наблюдений в европейской части СССР, было 15 февраля 1961 г. Следующее затмение будет наблюдаться здесь только в 2126 г. До этого, правда, будет 4 полных солнечных затмения, но полоса видимости их пройдет в пределах СССР лишь через трудоступные районы Сибири и Арктики.
3 ЛУННЫЕ ЗАТМЕНИЯ
К числу «необыкновенных» небесных явлений относятся также лунные затмения. Происходят они так. Полный светлый круг Луны начинает темнеть у своего левого края, на лунном диске появляется круглая бурая тень, она продвигается все дальше и дальше и примерно через час покрывает всю Луну. Луна меркнет и становится красно-бурого цвета.
Диаметр Земли больше диаметра Луны почти в 4 раза, а тень от Земли даже на расстоянии Луны от Земли более чем в 2 1/2 раза превосходит размеры Луны. Поэтому Луна может целиком погрузиться в земную тень. Полное лунное затмение гораздо продолжительнее солнечного: оно может длиться 1 час 40 минут.
По той же причине, по которой солнечные затмения бывают не каждое новолуние, лунные затмения происходят не каждое полнолуние. Наибольшее число лунных затмений в году - 3, но бывают годы совсем без затмений; таким был, например, 1951 год.
Лунные затмения повторяются через тот же промежуток времени, что и солнечные. В течение этого промежутка, в 18 лет 11 дней 8 часов (сарос), бывает 28 лунных затмений, из них 15 частных и 13 полных. Как видите, число лунных затмений в саросе значительно меньше солнечных, и все же лунные затмения можно наблюдать чаще солнечных. Это объясняется тем, что Луна, погружаясь в тень Земли, перестает быть видимой на всей не освещенной Солнцем половине Земли. Значит, каждое лунное затмение видно на значительно большей территории, чем любое солнечное.
Затмившаяся Луна не исчезает совершенно, как Солнце во время солнечного затмения, а бывает слабо видимой. Происходит это потому, что часть солнечных лучей приходит сквозь земную атмосферу, преломляется в ней, входит внутрь земной тени и попадает на Луну. Так как красные лучи спектра менее всего рассеиваются и ослабляются в атмосфере. Луна во время затмения приобретает медно-красный или бурый оттенок.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Трудно представить себе, что солнечные затмения происходят так часто: ведь каждому из нас наблюдать затмения приходится чрезвычайно редко. Объясняется это тем, что во время солнечного затмения тень от Луны падает не на всю Землю. Упавшая тень имеет форму почти круглого пятна, поперечник которого может достигать самое большее 270 км. Это пятно покроет лишь ничтожно малую долю земной поверхности. В данный момент только на этой части Земли и будет видно полное солнечное затмение.
Луна движется по своей орбите со скоростью около 1 км/сек, т. е. быстрее ружейной пули. Следовательно, ее тень с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Поэтому полное солнечное затмение никогда не может продолжаться более 8 минут.
В нынешнем столетии наибольшая продолжительность затмении была в 1955 г. и будет в 1973 г. (не более 7 минут).
Таким образом, лунная тень, двигаясь по Земле, описывает узкую, но длинную полосу, па которой последовательно наблюдается полное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает нескольких тысяч километров. И все же площадь, покрываемая тенью, оказывается незначительной по сравнению со всей поверхностью Земли. Кроме того, в полосе полного затмения часто оказываются океаны, пустыни и малонаселенные районы Земли.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов/М.: Академический проспект, 2001.
2. Мур П. Астрономия с Патриком Муром. Пер. с англ. К. Савельева/М.: ФАИР-ПРЕСС, 2001.
3. Эйнштейн А. Эволюция физики/М.: Устойчивый мир, 2001.
