Лунное затмение
О круговороте небесных светил известно каждому школьнику: ежесуточно ослепительный солнечный диск сменяется бледной Луной. Но случается на ночном небе необычное и пугающее явление: на белый лунный шар вдруг наползает тень, делая его поверхность зловещего кроваво-красного цвета. Это затмение – обычный астрономический процесс, не несущий никакого мистического смысла.
Ежегодно множество жителей планеты наблюдают удивительное по красоте явление, но не все имеют точное представление о причинах его происхождения.
Описание явления
Лунное затмение – это полный или частичный вход Луны в конусообразную тень, отбрасываемую Землей.
Минимальная дистанция между планетой и спутником составляет 363 тысячи км. С этого расстояния пятно тени, отбрасываемое Землей, равно 2,6 диаметрам Луны. А значит, возможно полное затенение спутника.
Луна – не светящийся объект, но ее каменистая поверхность отражает солнечные лучи. Поэтому земному наблюдателю кажется, что лунный шар на ночном небе светится. Когда Луна находится позади планеты, на нее не попадает солнечный свет, в результате свечение ее поверхности угасает.
Согласно схеме астрономический процесс протекает при совмещении определенных условий:
- Тень, отбрасываемая Землей, имеет конусообразную форму, это объясняется тем, что диаметр планеты гораздо меньше солнечного. Спутник Земли должен, двигаясь по своей орбите, попасть в этот теневой конус.
- Явление возможно только при полнолунии. В фазу новолуния, когда спутник находится между планетой и светилом, затенение невозможно.
Как происходит лунное затмение
Лунное затенение длится дольше, чем солнечное. Обусловлено это тем, что земная тень в диаметре больше Луны. Спутнику нужно время, чтобы покинуть зону затенения. Явление может наблюдаться от нескольких минут до часа (максимальная продолжительность, зафиксированная астрономами, составляет 108 минут). Продолжительность в каждом случае определяется положением трех участвующих космических объектов относительно друг друга.
В северном полушарии процесс начинается с того, что лунный шар захватывается земной тенью с левой стороны (в южном полушарии с правой). Проходит примерно полчаса, и спутник полностью погружается в тень, но не исчезает для наблюдателя, а обретает кровавый или коричневый цвет. Обусловлено это тем, что даже при полном покрытии лунной поверхности земной тенью солнечный свет продолжает доходить до Луны, но в рассеянном виде. Завершается процесс тем, что земная тень постепенно уходит вправо, открывая сначала серп, а затем и все ночное светило.
Виды лунных затмений
Выделяют три фазы лунного затмения:
- Полное затмение – погружение всей видимой поверхности Луны в планетарную тень.
Длительность полной фазы достигает 1,5 часа, за пределами этого временного промежутка видны края лунного диска. Так как в ходе астрономического процесса лунная поверхность освещается только рассеянными солнечными лучами, проходящими сквозь верхние атмосферные слои, то спутник обретает жутковатые оттенки красного или коричневого цвета. Холодными цветами Луна не окрашивается, так как в земной атмосфере рассеивается излучение преимущественно красной части спектра. Полные затемнения различаются не только по цветовым тонам, но и по интенсивности рассеянного свечения. Существует шкала яркости затененной Луны:
- 0 – максимальное затенение, ночное светило почти не проявляется в небе;
- 1 – поверхность слабо видна, имеет насыщенный серый цвет;
- 2 – видимость средняя, поверхность спутника серая, но с незначительным коричневым оттенком;
- 3 – красная или коричневая Луна средней интенсивности свечения;
- 4 – поверхность рыжевато-красная, на ней хорошо видны все детали рельефа.
При неполной фазе более или менее крупный участок лунного диска остается нормально освещенным. Частичные затенения занимают больше времени, чем полные.
Периодичность лунных затмений
От взаимного расположения трех объектов Солнечной системы зависит, как часто происходит лунное затмение. Если бы спутниковая орбита проходила по плоскости эклиптики, то и лунные, и солнечные затмения имели бы ежемесячный характер. Но почти все время спутник движется выше или ниже плоскости земной орбиты, и лишь дважды в год попадает в зону планетарной тени. Угол между плоскостями спутниковой и планетарной орбиты составляет 5°, поэтому можно наблюдать лунное затмение, как и солнечное, когда Луна, Земля и звезда выстраиваются в одну линию. В фазу новолуния спутник закрывает свет Солнца, наступает солнечное затмение, а в фазу полнолуния планета закрывает Солнце, наблюдается лунное затмение.
В течение года происходит не более трех затмений. Все они могут быть частными, или одно из них может быть полным. В отдельные годы астрономы не могут вести наблюдение из-за неблагоприятных погодных условий. А бывают годы вообще без затмений.
Явления определенной фазы имеют четкую цикличность. Время между затмениями одинаковой фазы составляет 6585 суток (иначе говоря, 18 лет, 11 дней, 8 суток) и называется драконическим периодом или саросом. Это означает, что земной наблюдатель при оптимальных погодных условиях через каждые 18 лет может наблюдать полное затемнение Луны.
Ближайшее явление можно будет наблюдать в ночь с 16 на 17 июля 2019 года. Оно будет носить частичный характер. По гринвичскому времени начало процесса в 21 час 31 минуту, по московскому – в 00 часов 31 минуту. Луна будет находиться в Козероге. Наблюдение будет доступно жителям Европы, Южной Америки, Африки, Азии, Австралии. В России затененную Луну не смогут увидеть только жители Камчатки, Чукотки и Дальнего Востока.
Во всей Солнечной системе наша планета единственная, где можно наблюдать затемнение спутника. Обусловлено это расстоянием между Землей и Луной. Но астрономы говорят, что орбита спутника постепенно отдаляется от планеты. Через 600 млн. лет дистанция между космическими объектами увеличится таким образом, что лунные и солнечные затмения станут невозможными. Тень от Луны, находящейся между Землей и Солнцем, перестанет достигать планетарной поверхности, и тень от Земли не будет достигать находящегося позади спутника.
Лунные затмения не оказывают влияния на организм здорового человека. У метеозависимых, пожилых, хронически больных людей, у беременных женщин возможно незначительное ухудшение самочувствия. Это обусловлено повышением гравитационного и электромагнитного воздействия на организм, поскольку небесные тела выстраиваются в одну линию. Чувствительным людям стоит избегать психических и физических нагрузок в период затмений. В остальном лунное явление безвредно для человеческого организма.
Источник
Солнечныеи лунные затмения. Условия наступления затмения. Сарос
При движении вокруг Земли Луна проходит перед более далекими светилами и своим диском может их заслонить. Это явление носит название покрытий светил Луной. Покрытия Солнца Луной называются солнечными затмениями. Солнечное затмение им различ вид для разных точек земн пов. Диск Солнца будет целиком закрыт только для наблюдателя, нах внутри конуса лунной тени, макс диаметр кот на пов Земли не превосходит 270 км. В этой области земной поверхности, куда падает тень от Луны, будет видно полное солнечное затмение. В областях земн пов, куда падает полутень от Луны, внутри т.н. конуса лунной полутени будет видно частное (или частичное) солнечное затмение — диск Луны закроет только часть солнечного диска. Вне конуса полутени виден весь диск Солнца, и никакого затмения не наблюдается.
Так как расст Луны от Земли изм от 405 500 км до 363 300 км, а длина конуса полной тени от Луны в среднем равна 374 000 км, то вершина конуса лунной тени иногда не доходит до пов Земли. В этом случае для наблюдателя вблизи оси конуса лунной тени солнечное затмение будет кольцеобразным — края солнечного диска останутся незакрытыми и будут образ вокруг темного диска Луны тонкое блестящее кольцо. Если в нач и конце полосы макс фазы затмение явл кольцеобразным, а в середине полосы – полным, такое затмение наз гибридным.
Условия наступления затмений
Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью эклиптики, то солн и лунные затмения происх бы каждый синодический месяц. Но плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом в 5°09′, поэтому Луна во время новолуния или полнолуния может нах далеко от плоскости эклиптики, и тогда ее диск пройдет выше или ниже диска Солнца или конуса тени Земли, и никакого затмения не случится.
Чтобы произошло солн или лунное затмение, необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния нах вблизи узла своей орбиты, т.е. недалеко от эклиптики.
Каждый год обязательно бывает 2 солнечных затмения, но может быть 4 и даже 5 затмений.
САРОС. Последовательность затмений повторяется почти точно в прежнем порядке через промежуток времени, кот наз саросом. Сарос сост 18 лет и 11,3 суток.
В теч каждого сароса происходит 70 затмений, из них 41 солн и 29 лунных.
Источник
Затмение
Рис. 9. Определение горизонтального параллакса (а) и прохождение планеты по диску Солнца (б)
Лунное затмение
Луна светит отражённым светом Солнца; поэтому, когда она попадает в тень Земли (рис. 30), она перестаёт светить — наступает лунное затмение. Строго говоря, Луна продолжает светить за счёт того, что часть лучей Солнца, преломляясь в атмосфере Земли, освещает Луну, и мы видим её в виде темно-красного диска. Голубые лучи рассеиваются в земной атмосфере, в результате человек видит днём голубое небо и красное Солнце на закате.
Тень Земли имеет форму конуса, диаметр сечения которого на расстоянии Луны в 2,5 раза больше диаметра Луны, поэтому лунное затмение продолжается довольно долго. Максимальная продолжительность полного лунного затмения 1 ч 45 мин. Затмение видно на всем ночном полушарии Земли. Затмение может быть полным, если Луна входит в тень полностью, или частным, если в тень попадает только часть Луны.
Солнечное затмение
Когда тень Луны падает на Землю, наступает солнечное затмение (рис. 30). Оно может быть полным там, где падает тень, и частным в области полутени. Если в момент затмения Луна оказывается в самой далёкой от Земли точке орбиты, а Земля — в самой близкой к Солнцу, то диск Луны не полностью закрывает диск Солнца, и наступает кольцеобразное затмение.
Тень Луны прочерчивает на Земле длинную полосу шириной не более 200 км, ширина полутени может составлять несколько тысяч километров. Поэтому полные солнечные затмения видны в каждой конкретной местности очень редко, в среднем раз в 300 лет. В Москве очередное полное затмение Солнца будет в 2126 г. (предыдущее было в 1887 г.). Максимальная продолжительность полного солнечного затмения (на экваторе) 7,5 мин. В местности, далёкой от экватора, затмение, как правило, продолжается не более 2—2,5 мин.
Условия наступления затмений
Затмение может произойти только в полнолуние (лунное) или в новолуние (солнечное). На рисунках 31, 32 показаны проекции на небесную сферу дисков Луны и Солнца для моментов трёх последовательных новолуний и двух последовательных полнолуний. Угол между эклиптикой и лунной орбитой сильно преувеличен.
Следует обратить внимание на то, что на рисунке 31 показаны три проекции диска Луны и одна проекция диска Солнца, а на рисунке 32 — по одному положению проекции диска Луны и земной тени.
В первом полнолунии диски земной тени (на расстоянии Луны) и Луны не совмещаются (рис. 32). В этом полнолунии затмения нет. В момент следующего полнолуния Луна и тень Земли попадают в узел лунной орбиты. Происходит полное лунное затмение.
Затмение (полное или частное) обязательно произойдёт, если в момент полнолуния расстояние между центрами тени и Луны окажется меньше суммы их радиусов. Но это возможно только в том случае, если Луна и тень Земли в момент полнолуния окажутся не далее 11° от узла. Участок эклиптики в 22° Солнце проходит за 23 дня. Но в этот промежуток времени полнолуния может и не быть (оно повторяется через 29,5 дня), т. е. лунные затмения происходят не каждый раз, когда земная тень, скользя по эклиптике, подходит к узлу. Следовательно, лунных затмений в течение года может не быть вообще. Максимальное число лунных затмений в году — два.
На рисунке 31 изображены видимые положения диска Солнца для всех наблюдателей на Земле (одинаковые в данный момент времени) и диска Луны для разных наблюдателей (Луна расположена к Земле очень близко, поэтому каждый наблюдатель проецирует её на небесную сферу по-своему). Из рисунка видно, что солнечное затмение происходит тогда, когда Солнце проходит через узел лунной орбиты или находится вблизи него (расстояние от узла составляет не более 16°). Солнце проходит его за 32 дня (16 дней до узла и 16 — после). Но за это время обязательно будет хотя бы одно новолуние, а, следовательно, и затмение Солнца. Итак, за год произойдёт не менее двух, но не более пяти солнечных затмений; общее число затмений в году (солнечных и лунных) — не более семи.
Периодичность затмений (сарос)
Последовательность затмений повторяется почти точно через промежуток времени, который называется «сарос». Повторение обусловлено тем, что затмение происходит в одной и той же фазе Луны (ново- или полнолуние) и на одном и том же расстоянии от узла.
Фазы Луны повторяются через 29,53 сут. (синодический месяц). Возвращение к узлу требует 27,21 сут. (драконический месяц), Солнце возвращается к тому же узлу через 346,53 сут. (драконический год). Оказывается, что 242 драконических месяца = 6585,36 сут., 223 синодических месяца = 6585,32 сут. = 18 лет 11 дней 7 ч 42 мин, 19 драконических лет = 6585,78 сут., т. е. через 18 лет 11 дней 7 ч 42 мин затмение повторится, но положение Солнца относительно узла несколько изменится, и зона видимости затмения сместится примерно на 120°. В течение каждого сароса происходит 70 затмений, из них 41 солнечное (примерно 10 полных) и 29 лунных.
В XXI в. в России имеют место только несколько полных солнечных и лунных затмений. Так, полные солнечные затмения произошли 29 марта 2006 г. и 1 августа 2008 г. Следующие полные солнечные затмения можно увидеть только в 2036 и 2063 гг. Причём за это время пройдёт больше трёх саросов, т. е. произойдёт более 30 полных солнечных затмений. Материал с сайта http://wikiwhat.ru
Похожие явления
Прохождение Венеры по диску солнца
Два раза за столетие Венера проходит между Землёй и Солнцем так, что её диск проецируется на диск Солнца (рис. 9). Такое прохождение, например, было 8 июня 2004 г. в 9 ч 10—20 мин по московскому времени. Продолжалось оно около 6 ч (для каждого места наблюдения время начала и конца прохождения немного отличается). Наблюдать прохождение нужно на экране, на который проецируется изображение Солнца. Планета видна как небольшой тёмный кружок, движущийся на фоне диска Солнца. Если диаметр проекции солнечного диска 10 см (что доступно школьному телескопу), то диаметр проекции Венеры 3 мм. Невооружённым глазом (защищённым плотным фильтром) её могут увидеть только люди с очень острым зрением. Очень интересно наблюдать момент, когда планета пересекает край диска Солнца. Именно в такой момент, в 1761 г., М. В. Ломоносов заметил, что диск Венеры, частично уже пересёкший край диска, был окружён сиянием (рис. 10). Он совершенно правильно заключил, что это результат преломления света Солнца в верхних слоях атмосферы Венеры.
Источник