Солнечное затмение
Солнечное затмение — физическое световое явление, которое заключается в том, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле.
Содержание
Описание
Тень Луны на земной поверхности не превышает в диаметре 270 км, поэтому солнечное затмение наблюдается только в узкой полосе на пути тени. Поскольку Луна обращается по эллиптической орбите, расстояние между Землёй и Луной в момент затмения может быть различным, соответственно, диаметр пятна лунной тени на поверхности Земли может варьироваться в широких пределах от максимального до нуля (когда вершина конуса лунной тени не достигает поверхности Земли). Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение при котором Луна полностью скрывает Солнце, небо темнеет, и на нём могут появиться планеты и яркие звёзды. Вокруг скрытого Луной солнечного диска можно наблюдать солнечную корону, которая при обычном ярком свете Солнца не видна. При наблюдении затмения неподвижным наземным наблюдателем полная фаза длится не более нескольких минут. Минимальная скорость движения лунной тени по земной поверхности составляет чуть более 1 км/с. Во время полного солнечного затмения космонавты, находящиеся на орбите, могут наблюдать на поверхности Земли бегущую тень от Луны.
Наблюдатели, находящиеся вблизи полосы полного затмения, могут видеть его как частное солнечное затмение. При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, скрывая только его часть. При этом небо темнеет гораздо слабее, чем при полном затмении, звёзды не появляются. Частное затмение может наблюдаться на расстоянии порядка двух тысяч километров от зоны полного затмения.
Полнота солнечного затмения также выражается фазой Φ. Максимальная фаза частного затмения обычно выражается в сотых долях от единицы, где 1 — полная фаза затмения. Полная фаза может быть и больше единицы, например 1,01, если диаметр видимого лунного диска больше диаметра видимого солнечного диска. Частные фазы имеют значение меньше 1. На краю лунной полутени фаза равна 0.
Момент, когда передний/задний край диска Луны касается края Солнца, называется касанием. Первое касание — момент, когда Луна вступает на диск Солнца (начало затмения, его частной фазы). Последнее касание (четвертое в случае полного затмения) — это последний момент затмения, когда луна сходит с диска Солнца. В случае полного затмения, второе касание — момент, когда передняя часть Луны, пройдя по всему Солнцу, начинает выходить с диска. Полное солнечное затмение происходит между вторым и третьим касаниями. Через 600 миллионов лет приливное торможение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно [1] .
Астрономическая классификация солнечных затмений
По астрономической классификации, если затмение хотя бы где-то на поверхности Земли может наблюдаться как полное, оно называется полным. Если затмение может наблюдаться только как частное (такое бывает, когда конус тени Луны проходит вблизи земной поверхности, но не касается её), затмение классифицируется как частное. Когда наблюдатель находится в тени от Луны, он наблюдает полное солнечное затмение. Когда он находится в области полутени, он может наблюдать частное солнечное затмение. Помимо полных и частных солнечных затмений, бывают кольцеобразные затмения.
Кольцеобразное затмение происходит, когда в момент затмения Луна находится на большем удалении от Земли, чем во время полного затмения, и конус тени проходит над земной поверхностью, не достигая её. Визуально при кольцеобразном затмении Луна проходит по диску Солнца, но оказывается меньше Солнца в диаметре, и не может скрыть его полностью. 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. Одно и то же затмение может быть видно в разных частях полосы затмения как полное или кольцеобразное. Такое затмение иногда называют полным кольцеобразным (или гибридным).
Частота солнечных затмений
В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В среднем за сто лет происходит 237 солнечных затмений, из которых 160 — частные, 63 — полные, 14 — кольцеобразные [2] . В определённой точке земной поверхности затмения в большой фазе происходят достаточно редко, ещё реже наблюдаются полные солнечные затмения. Так, на территории Москвы с XI по XVIII века можно было наблюдать 159 солнечных затмений с фазой больше 0,5, из которых всего 3 полных (11 августа 1124, 20 марта 1140 и 7 июня 1415) [3] . Ещё одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Кольцеобразное затмение можно было наблюдать в Москве 26 апреля 1827 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.
Упоминание затмений в исторических документах
Солнечные затмения часто упоминаются в античных источниках. Однако наибольшее число датированных описаний содержится в западно-европейских средневековых хрониках и анналах. Например, солнечное затмение упоминает Максимин Трирский, который записал, что в «538 г. 16 февраля, с первого до третьего часа было солнечное затмение» [4] .
Явления во время Солнечного затмения
- Теневые волны (бегущие тени, англ.shadow bands )
- Чётки Бейли
- Бриллиантовое кольцо
- Серповидные тени (Камера-обскура) [5]
- Понижение температуры атмосферы
- Заревое кольцо
Открытия, сделанные благодаря солнечным затмениям
Полные солнечные затмения позволяют наблюдать корону и ближайшие окрестности Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено (хотя с 1996 года астрономы получили возможность постоянно обозревать окрестности нашей звезды благодаря работе спутника SOHO (англ. Solar and Heliospheric Observatory — солнечная и гелиосферная обсерватория)).
Французский учёный Пьер Жансен во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента (правда, как потом выяснилось, этот спектр можно было получить и не дожидаясь солнечного затмения, что и сделал двумя месяцами позже английский астроном Норман Локьер). Этот элемент назвали в честь Солнца — гелием.
В 1882 году, 17 мая, во время солнечного затмения наблюдателями из Египта была замечена комета, пролетающая вблизи Солнца. Она получила название Кометы затмения, хотя у неё есть ещё одно название — комета Тевфика (в честь хедива Египта того времени). Она относилась к числу околосолнечных комет из семейства Крейца.
Источник
Солнечное затмение. Как и почему оно происходит?
Солнечное затмение является одними из самых красивейших астрономических событий. Спросите об этом любого человека, который его видел. В течение нескольких минут черный диск, кажется, перемещается по Солнцу. И дневной свет медленно уступает место жуткой темноте. И при этом опускается температура.
Это завораживающее зрелище затрагивает как дикую природу, так и людей. Меняется поведение птиц, коров, насекомых и других животных . Но после затмения темнота уходит, и Солнце снова начинает сиять с прежней силой.
ЧТО ВЫЗЫВАЕТ СОЛНЕЧНОЕ ЗАТМЕНИЕ?
Солнечные затмения возникают, когда Луна проходит между Землей и Солнцем. При этом блокируется свет от нашей звезды — Солнца.
«Когда Луна, двигаясь по своей орбите оказывается прямо между нами и Солнцем, она отбрасывает на нас тень», — говорит астроном Калеб Шарф, директор Центра астробиологии Колумбийского университета в Нью-Йорке. «Поскольку Луна намного меньше Земли, ее тень имеет размер всего 150 километров в поперечнике. И она словно проносится по поверхности Земли».
Люди, находящиеся вблизи центра лунной тени видят полное солнечное затмение. В этой области почти весь солнечный свет заблокирован. Наблюдатели, находящиеся вблизи краев тени, в области, называемой полутенью, видят частичное солнечное затмение. Для них Солнце покрывается лишь частично.
УДАЧНОЕ СОВПАДЕНИЕ
Солнечные затмения происходят из-за невероятного небесного совпадения. Хотя диаметр Солнца примерно в 400 раз больше, чем диаметр Луны, Солнце находится примерно в 400 раз дальше. «Кажущиеся размеры Луны и Солнца почти совпадают. Поэтому на Земле можно наблюдать почти идеальные солнечные затмения», — говорит Шарф.
Однако так было не всегда. В отдаленном прошлом Земли , возраст которой более 4 миллиарда лет, Луна была намного ближе, чем сейчас. Через миллионы лет, по мере того, как орбита Луны будет постепенно расширяется, наш спутник окажется дальше. Это означает, что полных затмений больше не будет.
КАК ЧАСТО ПРОИСХОДЯТ СОЛНЕЧНЫЕ ЗАТМЕНИЯ?
В среднем на Земле каждые два года происходят два солнечных затмения. Но в некоторые годы солнечных затмений не бывает. При этом среднее время между полными солнечными затмениями в одном месте составляет более 300 лет. Это происходит потому, что орбита Луны вокруг Земли слегка наклонена по сравнению с орбитой Земли вокруг Солнца. Поэтому Луна оказывается между Солнцем и Землей на одной линии не так уж и часто.
Источник
Солнечное затмение
В древности солнечное затмение вызывало у людей панический страх и ужас. Это явление воспринимали как предзнаменование катастроф и гнева богов. Сегодня уже есть научное объяснение этому астрономическому явлению, а также причинам его происхождения.
Что такое солнечное затмение
Солнечное затмение – это явление природы, происходящее в период, когда Луна заслоняет звезду целиком, либо её часть, блокируя потоки света. Это феноменальное астрономическое событие. Невзирая на то, что его природу давно объяснили с научной точки зрения, оно и сегодня остаётся одним из самых зрелищных и загадочных. Те, кому посчастливилось стать очевидцем затемнения солнца, вспоминают это событие с трепетом. Нет ни одной планеты, где бы было что-то подобное. Тень спутника накрывает земную поверхность как минимум дважды в год. Иногда этот феномен происходит чаще. Астрономы используют этот момент для изучения короны Солнца. Это достаточно редкое астрономическое явление. Как подсчитали учёные, за последнее сто лет оно произошло немногим более 200 раз.
Затмение Солнца – это лунная тень, накрывшая земную поверхность. Для жителей Земли, при визуальном рассмотрении, диаметр Солнца практически равен лунному, однако в реальности площадь дневного светила превышает его в 400 раз. Почти во столько же раз расстояние от планеты до звезды больше, чем до Луны. Вершина конуса расположена на отдалении от поверхности планеты, поэтому упавшая тень имеет форму пятна. Оно передвигается вслед за спутником, который перемещается по орбите со скоростью около 1 км в секунду. Именно этим обусловлена непродолжительность события: полное солнечное затмение не более 7 минут, частное — приблизительно 2 часа.
Классификация солнечных затмений
Солнечное затмение бывает трёх видов:
На классификацию влияет визуальное сходство величины спутника и звезды, а также отношением траектории одного светила к другому.
Полное
Когда Луна полностью закрывает звезду, наступает полное солнечное затмение. В момент пересечения центра Солнца границей Луны, возникает астрологическое явление. При этом размер спутника зрительно равен, либо превышает диаметр солнечного диска.
Полное солнечное затмение наблюдают на территории, площадь которой не превышает 250 км. Вокруг неё люди следят за частичным затмением.
Многих жителей нашей страны интересует вопрос: когда будет солнечное затмение в России? Следующее явление произойдёт не раньше 10 июня 2121 года на севере страны. Когда будет солнечное затмение в России, мы сказали, а вот какое — кольцеобразное? В таблице ниже мы перечислили всё даты, когда будет данное явление.
Частное
Спутник закрывает Солнце частично, когда траектория движения Луны не пересекается с центром диска звезды. В таком случае происходит частичное солнечное затемнение.
Кольцеобразное
Когда поблизости цента дневного светила проходит траектория спутника, но визуально его диаметр меньше звезды, то Солнце частично закрывается, оставляя край открытым. Жители Земли наблюдают тёмный круг со свечением по всей окружности.
Гибридное
Крайне редко происходит такое событие, как гибридное солнечное затмение, когда полное заканчивается кольцевым. Это происходит вследствие того, что при полном закрытии, лунная орбита слегка отходит от Земли. В момент такого явления есть возможность видеть светящийся ободок в виде кольца. Обратный процесс, когда кольцевой переходит в полный вид, наблюдается реже.
Как происходит солнечное затмение
Стать очевидцем этого явления природы посчастливиться только тем, кто находится в границах линии движения тени спутника. Однако его не удастся наблюдать, если на территории небо закрыто тучами. При ясной погоде можно видеть, как на диск Солнца справа (на южном полушарии явление происходит с левой стороны) медленно надвигается спутник. Солнце сначала приобретает форму серпа, постепенно закрываясь черным диском спутника.
При полном солнечном затмении быстро темнеет, на небе можно наблюдать звёзды. Вокруг спутника очевидцы имеют возможность любоваться окантовкой потрясающей красоты, так называемой солнечной короной. Без затмения её видеть невозможно.
Полная фаза продолжается в среднем 3 минуты. После этого круг Луны передвигается влево, раскрывая справа солнечный диск. Корона постепенно исчезает, небо становится светлым, а звёзды уже не видны.
Также наблюдать астрологическое явление могут те, кто находится на территории полутени Луны – расстояния от пятна тени до участка Земли, непокрытого ею. В среднем полутень в диаметре достигает 7 тыс. км. В этом случае спутник закрывает диск дневного светила лишь частично. Небо темнеет не сильно, и звёзды увидеть не получится. Чем ближе человек в зоне полутени находится к границе тени, тем сильнее скрыта звезда. Те, кто находятся на границе участка Земли, освещённого Солнцем и полутени, может видеть лишь небольшое затенение края звезды.
Как происходит солнечное затмение
Явления во время солнечного затмения
Когда выстраиваются Земля, её спутник и Солнце в один ряд, гравитация планеты усиливается. Метеозависимые люди во время астрономического явления могут страдать от перепадов давления, сильных приступов мигрени. Для людей нечувствительных к переменам погоды, оно абсолютно безвредно.
Животные обладают гораздо большей чувствительностью, чем люди, поэтому у них могут развиться расстройства психики. У домашних питомцев наблюдается паника и неадекватное поведение. Всем кто не чувствует перемены погоды, астрономическое явление абсолютно безвредно.
Во время затемнения солнца наблюдаются странные вещи. Тени от деревьев, домов или людей выглядят совершенно по-другому. Они становятся гораздо длиннее, чем при ярком дневном свете. Птицы перестают щебетать.
Наблюдать природное явление, не позаботившись о защите глаз, категорически запрещено. Свет может повредить сетчатку, что впоследствии приведёт к слепоте.
Открытия, которые сделали благодаря солнечному затмению
Во время полного затмения учёные стремятся исследовать корону и окружность звезды, что практически невозможно в других условиях.
В 1868 году в августе учёный Франции Пьер Жансен во время астрологического явления в Индии впервые обследовал хромосферу звезды, благодаря чему удалось сделать открытие нового элемента в химии, который впоследствии получил название – гелий.
В конце весны 1882 года во время затемнения солнца в Египте наблюдали пролетающую комету, которая пролетала поблизости звезды. Её назвали «Комета затмения».
Астрономы подсчитали, что в далёком будущем наблюдать это уникальное астрологическое явление на Земле будет невозможно. Это обусловлено тем, что спутник постепенно отдаляется от планеты. Солнечное затмение можно видеть из любой точки Земли приблизительно раз в 400 лет.
Источник