Затмение
Затме́ние — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.
Наиболее известны лунные и солнечные затмения. Также существуют такие явления, как прохождения планет (Меркурия и Венеры) по диску Солнца.
Содержание
Лунное затмение
Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком.
Солнечное затмение
Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем, и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещённой стороной, то перед затмением всегда бывает новолуние, то есть Луна не видна. Создаётся впечатление, что Солнце закрывается чёрным диском; наблюдающий с Земли видит это явление как солнечное затмение. Самое длительное солнечное затмение произошло 15 января 2010 года в Юго-Восточной Азии и длилось более 11 минут. [1]
Частота лунных и солнечных затмений
В настоящее время существуют математические модели, достаточно точно описывающие движение Луны, Земли и планет. Благодаря им с помощью компьютеров расположение любых наблюдаемых объектов на небе может быть вычислено с высокой точностью на тысячи лет в прошлое и в будущее. Но и до появления современных вычислительных средств и математических моделей учёные умели предсказывать солнечные и лунные затмения. По историческим сведениям, ближневосточные и китайские учёные ещё несколько тысяч лет назад делали это. Успешно предсказывали затмения и во времена античности.
Если бы орбита Луны лежала в плоскости эклиптики, каждый месяц (строго говоря — каждые 29,5 суток) на Земле наблюдалось бы одно лунное (в полнолуние) и одно солнечное (в новолуние) затмение. Но наклон лунной орбиты составляет около 5 градусов, поэтому для затмения необходимо, чтобы Луна во время новолуния или полнолуния проходила вблизи одного из узлов орбиты (то есть вблизи точки пересечения орбиты и эклиптики). Такие совпадения происходят нечасто, хотя и регулярно, что и является причиной сравнительной редкости затмений. Многолетние наблюдения и фиксирование затмений показали, что лунные и солнечные затмения происходят с циклом, длина которого составляет 6585,3 суток, или 18 лет, 11 дней и чуть менее 8 часов. Этот период называется сарос. За один сарос происходит 28 — 29 лунных и 41 — 43 солнечных затмения (из солнечных — 15 — 17 частных, 15 кольцеобразных и 13 полных). Вопреки широко распространённому заблуждению, в целом лунные затмения происходят реже солнечных. Однако лунное (полное или частное) затмение наблюдается на половине земного шара, частичное солнечное не более чем на четверти земного шара, полное солнечное — только в полосе не шире 250 км. Из-за того, что сарос не кратен суткам, полоса затмения в следующий период проходит не там, где она проходила в предыдущий. В результате в одной местности полные солнечные затмения действительно повторяются редко: в среднем один раз за триста лет. Именно поэтому наблюдатель, проживающий в одном месте, может видеть за свою жизнь множество лунных затмений и ни одного солнечного. Так, например, в Москве за исторический период зафиксировано пять полных солнечных затмений: 11 августа 1124 года (наблюдалось к югозападу от Москвы), 20 марта 1140 года, 7 июня 1415 года, 25 февраля 1476 года и 19 августа 1887 года (наблюдалось к северу от Москвы), а следующее, продолжительностью 4 минуты, будет наблюдаться 16 октября 2126 года [2] .
Сарос был известен ещё астрономам древнего Египта и Вавилона. Благодаря саросу древние астрономы достаточно точно предсказывали затмения, не имея ни чёткого представления о небесной механике, ни вычислительных устройств. Действительно, для того, чтобы предсказать дату и время затмения, достаточно иметь перечень последних происходивших затмений и прибавить к дате и времени каждого из них целое число саросов. Предсказание лунных затмений вообще не представляет сложности. С солнечными затмениями всё несколько сложнее, поскольку нужно учитывать, что при повторении затмения через сарос его полоса пройдёт в другом месте, и уметь рассчитывать это место. Для облегчения расчётов солнечных затмений древние учёные пользовались тройным саросом или экселигмосом — периодом, равным 19 755,9 суток, который существенно меньше расходится с целым числом суток.
Предсказания затмений по саросу дают приемлемую точность в пределах плюс-минус 300 лет, в более удалённые времена начинаются сбои, вызванные накоплением ошибок.
Другие типы затмений
Кроме лунных и солнечных затмений, на небе происходят затмения других тел. Например, планеты могут затмевать звёзды. Подобные явления называются покрытиями. Многие звёзды являются двойными, то есть, представляют собой несколько звёзд, вращающихся вокруг друг друга.
Роль затмений в культуре и науке человечества
С древнейших времён солнечные и лунные затмения, как и другие редкие астрономические явления, такие как появление комет, воспринимались как события негативные. Люди очень боялись затмений, так как они происходят редко и представляют собой непривычные и пугающие явления природы. Во многих культурах затмения считались предвестниками несчастий и катастроф (особенно это касалось лунных затмений, очевидно, из-за красного цвета затенённой Луны, ассоциировавшегося с кровью). В мифологии затмения связывались с борьбой высших сил, одна из которых желает нарушить установившийся порядок в мире («погасить» или «съесть» Солнце, «убить» или «залить кровью» Луну), а другая — сохранить его. Поверья одних народов требовали полной тишины и бездействия во время затмений, других, наоборот, активных колдовских действий для помощи «светлым силам». В какой-то мере такое отношение к затмениям сохранялось вплоть до новых времён, несмотря на то, что механизм затмений был уже давно изучен и общеизвестен.
Затмения дали богатый материал науке. В древности наблюдения затмений помогали изучать небесную механику и разбираться в строении Солнечной системы. Наблюдение тени Земли на Луне дало первое «космическое» доказательство факта шарообразности нашей планеты. Аристотель впервые указал на то, что форма земной тени при лунных затмениях всегда округлая, что доказывает шарообразность Земли. Солнечные затмения позволили приступить к изучению короны Солнца, которую невозможно наблюдать в обычное время. Во время солнечных затмений впервые были зафиксированы явления гравитационного искривления хода световых лучей вблизи значительной массы, что стало одним из первых экспериментальных доказательств выводов общей теории относительности. Большую роль в изучении внутренних планет Солнечной системы сыграли наблюдения их прохождений по солнечному диску. Так, Ломоносов, наблюдая прохождение в 1761 году Венеры по диску Солнца, впервые (за 30 лет до Шретера и Гершеля) открыл венерианскую атмосферу, обнаружив преломление солнечных лучей при вхождении и выходе Венеры с солнечного диска.
Источник
Солнечные затмения бывают разные! Знаете ли вы их виды?
Уникальное явление солнечного затмения люди наблюдали с древних времён и нередко приписывали ему мистические качества: ночь средь бела дня означала лишь неспокойные времена, бедствия, голод, болезни и несчастья. Сейчас люди наблюдают солнечные затмения со всех уголков мира, где они видны, они завораживают и восхищают, и мы знаем, что в них нет ничего сверхъестественного точно так же, как и в тот момент, когда Солнце скрывается за облаками.
Что же такое солнечное затмение?
Солнечное затмение – это астрономическое явление, при котором Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. В этот момент спутник располагается между Солнцем и Землёй.
Наблюдать затмения мы можем лишь благодаря особенному расположению Солнца, Луны и Земли друг относительно друга. Дело в том, что диаметр нашей верной спутницы в 400 раз меньше, чем у Солнца, и Луна, в свою очередь, находится в 400 раз ближе к Земле, чем звезда. Из-за этого различие в размерах Солнца и Луны мы не наблюдаем: с Земли нам кажется, что диск Солнца и Луны одинаковый, поэтому с учётом расстояний Луна может на короткое время «спрятать» за собой от нас Солнце. На самом же деле диаметр Солнца составляет 1,392 млн км., а диаметр Луны – всего 3 474 км. Если бы Солнце, Земля и Луна располагались на других расстояниях, то вид был бы уже совсем другой.
Как происходят солнечные затмения?
В зависимости от положения Луны меняется степень её освещённости Солнцем – так мы видим фазы Луны. Затмения видны только в новолуние – это фаза Луны, во время которой Луна находится между Землёй и Солнцем почти на одной линии. Если они находятся точно на одной прямой, то происходит солнечное затмение.
Все тела в космосе постоянно движутся. Нет такого объекта, который находился бы в состоянии абсолютного покоя. Из-за движения тел по орбитам, затмение длится не более 2-х часов, причем из них Солнце полностью закрыто примерно 7 минут. Во время процесса тень, отбрасываемая Луной, движется по Земле со скоростью 1 км/с.
Видеть солнечные затмения могут далеко не все земляне: например, там, где у кого-то день, в другом уголке планеты может быть ночь, соответственно, затмением смогут любоваться только на дневной стороне.
Кроме этого, повезёт лишь тем наблюдателям, кто оказался в области падения лунной тени. Однако следует помнить, что Луна отбрасывает полутень, диаметр которой достигает около 7 000 км. Но если наблюдатель оказался в области полутени, то он сможет увидеть лишь частичное солнечное затмение.
Виды солнечных затмений
В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В зависимости от траектории движения небесных тел и их соотношения выделяются следующие виды солнечных затмений:
Частичное
Это самый распространённый вид солнечных затмений, они составляют свыше 70 % от общего количества. Оно получается, когда траектория движения Луны не пролегает через центр Солнца. В этом случае она не полностью закрывает Солнце, оставляя видимой некоторую область.
Полное
Тот, кто окажется непосредственно в тени, можно сказать, счастливый наблюдатель! За эти 7 минут температура в области тени опустится примерно на 5 градусов, а на небе будут видны даже звёзды. Сначала наступят сумерки, и наблюдатель увидит, как яркий диск Солнца будет скрывать Луна, которая покажется абсолютно чёрной. Затем останется лишь тонкий серп, а после и вовсе станет темно! С Земли будет казаться, что на небе словно бы чёрное Солнце: только окружность короны будет слегка подсвечивать окружающую область неба. Солнечная корона при обычном ярком свете Солнца не видна. Поскольку температура короны гораздо выше чем у фотосферы, она имеет блёкло-голубоватый цвет, неожиданный для тех, кто видит её первый раз, и сильно отличается от ожидаемого золотистого цвета Солнца. При наблюдении затмения неподвижным наземным наблюдателем полная фаза длится не более нескольких минут. Если за солнечным затмением будут наблюдать космонавты, находящиеся на орбите, то они увидят бегущую по поверхности Земли тень от Луны.
Когда тела продолжат путь по своим орбитам, вначале покажется снова тонкий яркий солнечный полумесяц, который будет всё расти и расти, и день опять займёт своё законное место.
К сожалению, полное солнечное затмение – явление очень редкое. Например, в Москве одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве лишь 16 октября 2126 года. При полном затмении траектория движения Луны проходит через центр Солнца, и её диаметр получается больше, чем у Солнца.
Кольцеобразное
Такое солнечное затмение – ещё более редкое, чем полное. Оно происходит тогда, когда траектория движения Луны проходит через центр Солнца, но в момент наблюдения ее диаметр меньше, чем у звезды. Тогда в тот момент, когда Луна будет находиться в центре светила, по краям можно разглядеть яркую окружность. Кольцеобразное затмение считается самым редким видом, поскольку оно составляет лишь 5% от общего количества. В максимальной фазе затмения Солнце закрывается Луной, но вокруг Луны видно яркое кольцо незакрытой части солнечного диска. Небо при кольцеобразном затмении остаётся светлым, звёзды не появляются, наблюдать корону Солнца невозможно.
Полные и кольцеобразные затмения возникают, так как орбита Луны не представляет собой идеальную окружность.
Гибридные
Гибридное затмение происходит в тот момент, когда полное переходит в стадию кольцевого, или наоборот. Такое возможно в том случае, если в момент процесса Луна, двигаясь по орбите, удаляется или приближается к Земле. На данный момент последнее гибридное затмение зафиксировано в 2013-ом году.
Как себя чувствуют земляне? Какие явления происходят в этот момент?
Когда Земля находится на одной линии с Луной и Солнцем, её гравитация возрастает, из-за чего чувствительные люди ощущают слабость, подавленное состояние, головные боли, перепады давления и общее недомогание. Животные проявляют беспокойство, птицы замолкают или укладываются спать. Из-за этого древние люди и считали, что во время затмений силы зла и нечисть выходят на свободу. Вид, действительно, мистический. Так, из-за турбулентности и других состояний атмосферы могли возникать теневые волны: бегущие тени казались людям демонами и призраками. Будоражили воображение и ещё два занятных оптических эффекта:
Чётки Бейли — это последовательность ярких пятен вдоль лунного лимба, возникающих, когда солнечный диск почти полностью скрыт лунным, но всё же проглядывается между лунными горами или углублениями в центрах лунных кратеров, оказавшихся на тот момент на краю лунного диска. Выглядят как точки ослепительно-рубиново-красного цвета. Хорошо видны только в бинокль или телескоп.
Бриллиантовое кольцо — эффект, который наблюдается за мгновение до начала полной фазы солнечного затмения либо через мгновение после её окончания. Когда последние лучи солнечного света проходят через долины края лунного диска, на небе как будто вспыхивает кольцо со сверкающим бриллиантом. Явление продолжается около двух секунд.
Как наблюдать солнечное затмение
Если когда-нибудь вам посчастливится стать свидетелем этого уникального явления, то необходимо помнить, что наблюдения Солнца без специальных средств защиты могут серьёзно навредить здоровью ваших глаз. При наблюдении в телескоп или бинокль ОБЯЗАТЕЛЬНО использование светофильтров, которые продаются в специальных магазинах оптической техники. Можно смотреть сквозь плотно тонированные стёкла (солнцезащитные обычные очки – защита так себе), а также если у вас есть рентгеновский снимок ваших внутренностей, то сквозь эту «фотографию» можно наблюдать за Солнышком.
А вам доводилось ли наблюдать солнечные затмения?
Источник