Почему происходит солнечное затмение?
Чтобы понять, почему происходят солнечные затмения, люди веками наблюдали за ними и вели счёт, фиксируя все сопутствующие им обстоятельства. Вначале астрономы заметили, что солнечное затмение бывает лишь при новой Луне, и то не при каждой. После этого, обратив внимание на положение спутника нашей планеты до и после удивительного феномена, стала очевидна его связь с этим явлением, поскольку оказалось, что именно Луна закрывает Солнце от Земли.
После этого астрономы обратили внимание на то, что через две недели после солнечного затмения всегда происходит лунное, особенно интересным оказалось то обстоятельство, что Луна при этом всегда была полной. Это ещё раз подтвердило связь Земли со спутником.
Причины возникновения затмения
Солнечное затмение можно увидеть тогда, когда молодая Луна полностью или частично заслоняет собой Солнце. Явление это происходит лишь в новолуние, в то время, когда спутник повёрнут к нашей планете неосвещенной стороной, а потому абсолютно не виден на ночном небосводе.
Солнечное затмение можно увидеть лишь в том случае, если Солнце и новая Луна находятся в пределах двенадцати градусов по обе стороны одного из лунных узлов (две точки, в которых пересекаются солнечная и лунная орбиты), а Земля, её спутник и звезда выстраиваются в одну линию, при этом Луна – посередине.
Продолжительность затмений от начальной до конечной стадии составляет не более шести часов. В это время тень передвигается полосой по земной поверхности с запада на восток, описывая дугу длиной от 10 до 12 тыс. км. Что касается скорости перемещения тени, то она во многом зависит от широты: в районе экватора – 2 тыс. км/ч, возле полюсов – 8 тыс. км/ч.
Солнечное затмение имеет очень ограниченную площадь, поскольку из-за своих небольших размеров спутник не в состоянии спрятать Светило на таком большом расстоянии: его диаметр меньше солнечного в четыреста раз. Так как он находится в четыреста раз ближе к нашей планете, чем звезда, закрыть её от нас ему всё же удаётся. Иногда полностью, иногда частично, а когда спутник пребывает на наибольшем расстоянии от Земли, то кольцеобразно.
Поскольку Луна меньше не только звезды, но и Земли, а расстояние до нашей планеты в самой близкой точке не менее 363 тыс. км, диаметр тени спутника не превышает 270 км, следовательно, затмение Солнца можно наблюдать на пути передвижения тени лишь в пределах этого расстояния. Если Луна от Земли окажется на большом расстоянии (а это расстояние составляет почти 407 тыс. км), полоса будет значительно меньше.
Учёные выдвигают предположение, что через шестьсот миллионов лет спутник так далеко отдалится от Земли, что его тень вовсе не будет касаться поверхности планеты, а потому затмения будут невозможны. В настоящее время, солнечные затмения можно увидеть не менее двух раз в год, и это считается довольно редким явлением.
Так как спутник движется вокруг Земли по эллиптичной орбите, дистанция между ним и нашей планетой во время затмения каждый раз разная, а потому размеры тени колеблются в чрезвычайно широких границах. Поэтому полнота солнечного затмения измеряется в величинах от 0 до Ф:
- 1 – полное затмение. Если диаметр Луны оказывается больше диаметра звезды, фаза может превышать единицу;
- От 0 до 1 – частное (частичное);
- 0 – почти не видно. Тень Луны или вовсе не доходит до земной поверхности, или касается лишь краем.
Как образовывается дивный феномен
Увидеть полное затмение звезды можно будет лишь в том случае, когда человек окажется в полосе, по которой будет перемещаться тень Луны. Нередко бывает так, что как раз в это время небосвод затягивают тучи и расходятся не раньше, чем лунная тень покинет территорию.
Если же небосвод чист, с помощью специальных средств для защиты глаз можно наблюдать, как Селена начинает постепенно заслонять Солнце с его правой стороны. После того как спутник оказывается между нашей планетой и звездой, он полностью закрывает Светило, наступает полумрак, и на небосводе начинают проявляться созвездия. В то же время вокруг скрытого спутником диска Солнца можно увидеть внешний слой солнечной атмосферы в виде короны, которая в обычное время невидна.
Длится полное солнечное затмение недолго, около двух-трёх минут, после чего спутник, уходя влево, открывает правую сторону Светила – затмение заканчивается, гаснет корона, начинает быстро светлеть, звёзды исчезают. Интересно, что самое продолжительное солнечное затмение длилось около семи минут (следующее явление, продолжительностью в семь с половиной минут будет лишь в 2186 году), а самое короткое было зафиксировано в Северном Атлантическом океане и длилось одну секунду.
Также за затмением можно наблюдать, пребывая в полутени неподалёку от полосы прохождения тени Луны (диаметр полутени составляет приблизительно 7 тыс. км). В это время спутник проходит мимо солнечного диска не по центру, а с краю, закрывая собой лишь часть звезды. Соответственно, небо темнеет не так сильно, как во время полного затмения, а звёзды не появляются. Чем ближе к тени, тем больше закрыто Солнце: тогда как на границе между тенью и полутенью солнечный диск закрывается полностью, с внешней стороны спутник лишь частично касается звезды, поэтому явление вовсе не наблюдается.
Существует и другая классификация, согласно которой солнечное затмение считается полным тогда, где тень хотя бы частично коснулась земной поверхности. Если же лунная тень проходит возле неё, но никак не касается её, явление классифицируют как частное.
Кроме частных и полных, бывают кольцеобразные затмения. Они очень напоминают полные, поскольку спутник Земли также закрывает звезду, но его края открыты и образуют тонкое, ослепительное кольцо (при этом солнечное затмение по продолжительности намного короче кольцеобразного).
Наблюдать за этим явлением можно потому, что спутник, минуя звезду, максимально отдалён от нашей планеты и, хотя его тень поверхности не касается, зрительно он проходит через середину солнечного диска. Так как диаметр Луны намного меньше диаметра звезды, полностью перекрыть его она не в состоянии.
Когда можно увидеть затмения
Учёные подсчитали, что на протяжении ста лет происходит около 237 затмений Солнца, из них сто шестьдесят частичных, шестьдесят три полных, четырнадцать кольцеобразных.
А вот полное солнечное затмение в одном и том же месте бывает крайне редко, при этом периодичностью они не отличаются. Например, в столице России, Москве, с одиннадцатого по восемнадцатый столетия астрономы зафиксировали 159 затмений, из них – лишь три полных (в 1124, 1140, 1415 годах). После этого здесь учёные зафиксировали полные затмения в 1887 году и 1945 годах и определили, что следующее полное затмение в столице России будет в 2126 году.
В то же время в другом регионе России, на юго-западе Сибири, возле города Бийска полное затмение за последние тридцать лет можно было увидеть трижды – в 1981 году, 2006 и 2008 годах.
Одно из наиболее крупных затмений, максимальная фаза которого составляла 1,0445, а ширина тени раскинулась на 463 км, произошло в марте 2015 года. Полутень Луны охватила практически всю Европу, Россию, Ближний Восток, Африку и Среднюю Азию. Полное солнечное затмение можно было наблюдать в северных широтах Атлантического океана и в Арктике (что касается России, то наивысшая фаза в 0,87 была в Мурманске). Следующее явление подобного рода можно будет наблюдать на территории России и других частях северного полушария 30 марта 2033 года.
Опасно ли?
Поскольку солнечные явления являют собой довольно необычные и интересные зрелища, не удивительно, что наблюдать за всеми фазами этого явления хотят практически все. Многие понимают, что смотреть на звезду, не защитив глаза, категорически нельзя: как говорят астрономы, невооружённым глазом на это явление можно посмотреть лишь два раза – вначале правым глазом, затем – левым.
А всё потому что лишь при одном взгляде на самую яркую звезду небосвода вполне можно будет остаться без зрения, повредив сетчатку глаза до слепоты, вызвав ожог, который, повредив колбочки и палочки, образовывает небольшое слепое пятно. Ожог опасен тем, что человек в начале его вовсе не ощущает и его разрушительное действие проявляется лишь через несколько часов.
Решив понаблюдать за Солнцем в России или в любой другой точке земного шара, необходимо учитывать, что на него нельзя смотреть не только невооружённым глазом, но и через солнечные очки, СD-диски, цветную фотоплёнку, плёнку для рентгена, особенно заснятую, тонированное стекло, бинокль и даже телескоп, если в нём не предусмотрена специальная защита.
Категорически запрещено фотографировать это явление смартфоном или обыкновенным фотоаппаратом.
А вот смотреть на этот феномен можно около тридцати секунд, воспользовавшись:
- Очками, разработанными за наблюдением этого явления и предусматривающие защиту от ультрафиолетовых лучей:
- Непроявленной чёрно-белой фотоплёнкой;
- Фотофильтром, который применяют для наблюдений за солнечным затмением;
- Сварочными очками, защита в которых не ниже «14».
Если нужных средств достать не получилось, а на удивительное явление природы посмотреть очень хочется, можно создать безопасный проектор: взять два листа картона белого цвета и булавку, после в одном из листов пробить иглой дырочку (при этом её не расширять, иначе можно будет увидеть лишь луч, но никак не затемнённое Солнце).
После этого второй картон нужно расположить напротив первого в противоположную от Солнца сторону, а сам наблюдатель должен повернуться спиной к звезде. Солнечный луч пройдёт сквозь дырочку и создаст проекцию солнечного затмения на другой картон.
Источник
Почему происходят солнечные затмения, как часто они бывают и как за ними наблюдать
В природе существует множество явлений, многие из которых до сих пор не могут объяснить ученые. Одним из них является солнечное затмение, во время которого на несколько минут наступает тьма, вызывающая беспокойство у людей и животных.
Что это такое и почему происходит это явление
Солнечное затмение представляет собой природное явление, во время которого Солнце закрывается Луной. В этот момент на улице становится темно, как ночью, и на небе можно заметить ярко горящие звезды. Внезапно наступившая темнота приводит в замешательство всех представителей фауны, поэтому птицы прекращают издавать звуки, а животные начинают проявлять сильное беспокойство. Что касается людей, то многие по сей день боятся солнечного затмения, так как считают его предвестником плохих событий. Но это природное явление длится всего несколько минут.
Ученые на протяжении тысячелетий занимаются изучением солнечного затмения. Им удалось выяснить следующие нюансы об этом природном явлении:
- Земля, как и другие планеты, не стоит на месте, а вращается вокруг Солнца . Луна движется по определенной траектории вокруг земного шара, из-за чего ее тень периодически падает на светило, частично или полностью заслоняя его.
- Тень Луны, имеет вид резко сходящегося к нижней части конуса . На Земле она отображается в виде небольшого пятна, диаметр которого может варьироваться от 150 до 270 км. По этой причине затмение одновременно можно созерцать только лишь на территориях, находящихся в этот момент на пути лунной тени.
- Полное затмение происходит в тот момент, когда Луна полностью закрывает своим телом Солнце . Его люди могут наблюдать в том случае, если будут находиться в полосе тени.
- Во время солнечного затмения на потемневшем небе могут проступать звезды , температура воздуха снижается на несколько градусов, на некоторых растениях начинает сворачиваться листва, закрываются цветки, обеспокоенные животные стараются скрыться в укрытиях, наступает полная тишина.
- При частичном затмении Луна закрывает только часть Солнца, небо темнеет не сильно, отсутствуют звезды. Его можно наблюдать только на большом расстоянии от зоны полного затмения (примерно 2 000 км).
Принципиальная схема затмения
Как часто происходит затмение
Это природное явление случается только в новолуние. В этот период на небе не просматривается тело Луны по той причине, что светило становится в один ряд с земным шаром. Лучи Солнца способны осветить только не смотрящую на Землю часть Луны. Несмотря на то, что новолуние случается каждый месяц, солнечное затмение происходит довольно редко.
Астрономы объясняют этот факт следующим образом: плоскости вращение Луны вокруг земного шара и Земли вокруг Солнца не совпадают. В период новолуния лунное тело проходит ниже либо выше светила. Пути Солнца и Луны, видимые человеческому глазу, пересекаются на небе в двух точках, противоположных друг другу. Им ученые дали определение – узлы орбиты. В момент, когда вблизи такой точки случается новолуние и возникает солнечное затмение. Как правило, это природное явление возникает два раза в году.
Пятно лунной тени способно закрыть большую часть крупного населенного пункта. Именно поэтому, в одном месте люди могут созерцать полное затмение каждые 200 – 300 лет.
Когда будет следующее затмение?
В 2020 году, по мнению ученых, должно произойти несколько солнечных затмений. Первое случилось 21 июня, но продолжительность пиковой кольцеобразной фазы не превысила 38 секунд. Это природное явление могли созерцать жители таких территорий:
- южная часть Европы;
- азиатские страны;
- южно-азиатские государства;
- южные широты РФ.
Второе солнечное затмение должно состояться 14 декабря 2020 года. Ученые предполагают, что оно будет полным. Ожидается, что Солнце будет перекрыто лунным диском в течение 2 минут 10 секунд. Созерцать его смогут жители таких государств:
Где можно будет увидеть затмение 14 декабря 2020 года
15 января 2010 года случилось длительное солнечное затмение, его продолжительность составила более 11 минут. Оно считается самым длительным за всю современную историю наблюдения за этим явлением.
Как наблюдать затмение
Солнечное затмение вызывает интерес у огромного количества людей, но они должны помнить, что наблюдать за ним можно только через очки, которые имеют специальные линзы, или при помощи других приспособлений. Благодаря защитному слою стекла предотвратят серьезное повреждение глаз и не допустят снижения остроты зрения.
Категорически запрещено смотреть на Солнце через оптические приборы, не оснащенные защитным светофильтром. Допущенная оплошность приведет к моментальной утрате зрения.
Ученые дают следующие рекомендации людям, желающим созерцать затмение:
- Самым доступным оптическим прибором является маска сварщика, которая оснащена черным стеклом. Оно будет обеспечивать глазам надежную защиту от ультрафиолетового и инфракрасного излучений.
- Специальные пленки торговых марок Seymour Solar, Baader Astrosolar . Их функция заключается в ослаблении до 99,9% яркости солнечного света. Эти пленки задействуют для изготовления очков для наблюдения за затмением. Также их можно клеить на линзы фотоаппаратов, биноклей или телескопов, но крайне важно проследить за тем, насколько крепко прилегает пленка к стеклянной поверхности. Если при просмотре затмения она отклеится, то существует риск потери зрения.
- Проекция солнечных контуров на экран или белый лист бумаги , на котором будут четко видны даже солнечные пятна и другие элементы, присутствующие на диске Солнца. Для этого задействуют бинокли, телескопы, подзорные трубы или другие оптические приборы. Этот способ наблюдения за затмением считается самым безопасным.
Телескоп наводится на Солнце, а человек в этот момент смотрит на листок бумаги, на котором в течение нескольких секунд появится проекция. Расстояние следует скорректировать таким образом, чтобы падающая от закрепленного на телескопе бумажного листка тень была минимальной. Далее оптический прибор фокусируется, благодаря чему солнечный диск обретает подходящие для просмотра размеры. Чтобы четко просмотреть, что находится на солнечном диске, нужно убрать приходящий напрямую от него на экран паразитный свет. Для этого устанавливают картонку прямоугольной формы, в которой делают отверстие для прохождения из окуляра лучей. Ее фиксируют между спроецированным на экране изображением и окуляром.
Как наблюдать затмение с телескопом и экраном
Какие меры предосторожности нужно принять
Чтобы предотвратить неприятные последствия, люди должны честь несколько нюансов при организации просмотра солнечного затмения:
- При задействовании экрана для проекции нельзя подставлять под световой пучок части тела, так как случатся ожоги.
- Запрещено оставлять без присмотра наведенный на Солнце телескоп из-за высокого риска возгорания.
- При задействовании телескопов с линзами большого диаметра нужна диафрагментация (корректирование размера), чтобы предотвратить из-за мощного потока лучей Солнца перегрев окуляра либо зеркала (диагонального). Благодаря изменению размера объектива при помощи специальных фильтров, объектив будет собирать меньшее количество солнечного света, не станет сильно перегреваться.
- Задействуемые светофильтры можно снимать только после наступления полного затмения, когда для зрения отсутствует опасность.
Фотопленка, задействованная в качестве светофильтра, должна иметь слой серебра, так как без этого напыления глазам не будет обеспечена защита. Опасность для зрения несут такие приспособления: цветные стеклышки, рентгеновские снимки, очки, даже с темными стеклами, пленки (негативные) с изображениями, дискеты (как новые, так и б/у), поляризационные и нейтральные фильтры. Они пропускают большое количество инфракрасного излучения, приводящего к термическому ожогу глазной сетчатки.
Интересные факты
В древние времена затмение Солнца приводило к панике не только среди животных, но и людей. Необъяснимое природное явление порождало массу слухов, большая часть которых была связана с дурными предзнаменованиями или гневом богов. Существует документальное подтверждение того, что из-за солнечного затмения останавливались битвы. Некоторых людей природное явление подтолкнуло к совершению открытий, которые впоследствии в корне изменили ход истории.
Первое известное ученым затмение произошло 22.10.2134 г. до нашей эры, в Китае. Во дворце императора началась паника, из-за которой произошли беспорядки. В результате находящихся при дворе двух, не уведомивших заранее об этом событии, астрономов казнили. В середине 19 века несколько астрономов провели грандиозную работу, связанную с определением обстоятельств, произошедших ранее затмений. Им удалось выяснить, что с 2193 г. по 1914 г. до нашей эры на территории Китая случилось лишь одно затмение, когда светило находилось в созвездии Скорпиона. Вычислив точную дату природного явления (22.10.2137 г.) они определили, что правивший в то время император Чунг-Канг на трон взошел в 2141 г. до нашей эры. Именно с этого периода и берет отсчет древнекитайская историческая хронология.
Источник