Расположение солнца земли луны при лунном затмении

Расположение солнца земли луны при лунном затмении

Взаимное расположение Солнца, Земли и Луны во время солнечного затмения. Лу­на находится между Солнцем и Землей. В том месте, где тень Луны падает на Землю, Солнце затмевается Луной.

Казалось бы, солнечные затмения должны случаться ежемесячно, каждое новолуние. Однако этого не происходит. Если бы Земля и Луна двигались в одной 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 проходит 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 орбиты. 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 на некотором расстоя­нии от узла, то центры лунного и солнечного дисков не совпадут и Луна закроет Солнце

Фазы частного солнечного затмения, наблюдавшегося в Москве 9 июля 1945 г.

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 1935 г. было пять солнечных затмений. Это наибольшее число затмений, которое может быть в течение одного года.

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 затмений 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, на которой последовательно наблюдается пол­ное солнечное затмение. Протяженность полосы полного солнечного затмения достигает не­скольких тысяч километров. И все же пло­щадь, покрываемая тенью, оказывается незна-

Источник

Как вращаются Земля, Луна и Солнце

Луна, Земля, Солнце — три важнейших небесных тела, определяющих существование человечества. Первое поддерживает стабильность вращения нашей планеты, влияет на приливы и отливы, второе — наш родной дом, а третье обеспечивает поступление к нам тепла и света.

Размеры Солнца и Луны

Для понимания природы солнечных затмений нужно знать, во сколько раз Луна меньше Солнца. Диаметр центральной звезды нашей системы составляет 1,4 млн км, аналогичный параметр земного спутника — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.

В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как дистанция от нас до центра Солнечной системы равна 150 млн км.

И хотя светило расположено от нас намного дальше, чем спутник, земному наблюдателю они часто кажутся на небе равными по величине.

Это и есть объяснение солнечных затмений: спутник полностью или частично перекрывает собой Солнце.

Смена лунных фаз

В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга светлую часть нашего спутника мы видим по-разному.

Части, освещенные светом центральной звезды, называются лунными фазами, это:

• новолуние;
• первая четверть;
• полнолуние;
• последняя четверть.

Иногда выделяют 2 промежуточные фазы: растущую (молодую) и убывающую (стареющую) луну.

Во время новолуния спутник земному наблюдателю не виден, потому что находится между планетой и Солнцем, и к планете обращена его темная сторона, не освещенная звездой. Некоторое свечение лунного диска в этот период все же можно заметить, оно имеет характерный пепельный оттенок, который небесному телу придает солнечный свет, отраженный от Земли.

Через два дня наступает фаза растущей луны, или неомения — это первое после новолуния появление объекта на небе, когда он имеет вид узкого серпа. С каждым днем он увеличивается в размерах и через 7 суток принимает вид полукруга, появляющегося вскоре после заката на западе или юго-западе.

Относительно светила Луна в этой фазе расположена на 90° в восточном направлении, ее видно только вечером и в первой половине ночи.

Через 2 недели после начала лунного цикла наступает полнолуние: Луна расположена в противостоянии с нашей звездой, в сторону Земли обращено все ее освещенное полушарие. Она восходит в момент захода солнца, видна всю ночь и заходит на рассвете.

Еще через неделю начинается фаза последней четверти: спутник имеет вид полукруга, видимого в восточной части неба во второй половине ночи и перед восходом.

Он будет постепенно уменьшаться в размерах и в последние дни примет вид тонкой буквы «С».

Все указанное справедливо для наблюдения из северного полушария Земли. В южном полушарии положения серпа и полукруга противоположные: букву «С» напоминает не убывающий, а растущий месяц.

Совсем иной вид спутник в разных фазах имеет на экваторе, там положение его освещенной части не вертикальное, а горизонтальное. Например, стареющая луна имеет вид узкой лодки, расположенной в нижней половине диска.

Для расчетов принята продолжительность каждой из 4 основных лунных фаз в 7,38 земных дней, но их фактическая длительность постоянно немного меняется из-за вытянутости орбиты спутника и непостоянства его орбитальной скорости.

Так как лунный месяц короче большинства земных (29,5 дней вместо 30 или 31), 1 раз в год в календарном месяце может случиться второе полнолуние. Это явление получило название «Голубая Луна».

Такое наименование обусловлено не изменением оттенка земного спутника, а происхождением из английского фразеологизма «Однажды при голубой луне», смысл которого можно трактовать как «После дождичка в четверг», т. е. никогда. Голубой цвет сателлит может принимать, но это явление крайне редкое и объясняется оптическим эффектом.

Орбитальные характеристики Луны, Земли и Солнца, схема взаимного вращения

Луна совершает 3 вида движений:

• вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот примерно за 27,3 земных дней;
• обращается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите с точно таким же (27,3 суток) периодом;
• обращается вокруг Солнца в связке «Земля-Луна».

Равенство периодов собственного вращения и обращения Луны вокруг Земли объясняет, почему она всегда повернута к нам одной стороной.

Земля совершает 2 вида движения: вокруг своей оси и вокруг Солнца. В первом случае движение происходит в направлении с запада на восток, и это явление объясняет смену времени суток. На освещенной половине земного шара наблюдается день, а на обратном — ночь.

Каждый такой оборот называется сутками, он длится 23 часа 56 минут и несколько секунд, но для расчетов длительность этого периода принята равной 24 часа.

Вращение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, среднее расстояние от центральной звезды — около 149,6 млн км, орбитальная скорость — в среднем 29,8 км/с. При этом в перигелии (ближайшей к светилу точке) Земля движется быстрее, со скоростью более 30 км/с, а в самой удаленной позиции (афелии) — медленнее 29,3 км/с.

За время 1 полного витка вокруг Солнца планета делает 365,25 собственных оборотов — это количество дней в 1 астрономическом году. Календарный аналогичный период, в котором сутки приняты равными 24 часам, длится 365 дней, но через каждые 3 годовых срока в календарь добавляется четвертый особый — високосный, с дополнительным 366-м днем.

Солнце неподвижно относительно Земли, но оно также не стоит на месте, а вращается вокруг центра галактики, и 1 такой оборот занимает 220-230 млн лет.

За время своего существования светило успело совершить только 20 полных витков вокруг Млечного Пути.

Ученые отводят нашей звезде срок жизни от сегодняшнего дня 7 млрд лет, за которые она сделает еще примерно 30 таких оборотов.

Линейная скорость движения Солнца в пространстве — 200-220 км/с. Направление его пути называется апекс, оно перемещается в направлении созвездия Геркулес.

Кроме того, светило вращается вокруг собственной оси, ученые определили это по изменению положения пятен на нем. Передвигается оно не как твердая модель: вращение на экваторе быстрее, по направлению к полюсам движение замедляется. Это касается лишь поверхности и массы, близкой к ней.

Внутренние слои и солнечное ядро при вращении ведут себя как классическое твердое тело. Похоже вращаются газовые гиганты Сатурн и Юпитер. Один полный виток вокруг оси Солнце совершает за 25,4 земных дней, его ось не вертикальная, а наклонена на 7°.

Источник

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:

1. 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.
2. 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.

Частное затмение Луны – погружение в земную тень не всей поверхности спутника, а лишь его части.

При неполной фазе более или менее крупный участок лунного диска остается нормально освещенным. Частичные затенения занимают больше времени, чем полные.

Полутеневое лунное затмение отмечается, когда Луна попадает в зону полутени, то есть в место вокруг теневого конуса, где солнечный свет заслоняется Землей не полностью. Земной наблюдатель видит, как лунный шар теряет яркость свечения, но полное погружение в тень не происходит. Для наблюдения данного процесса нужна специальная техника, невооруженным взглядом фактически ничего нельзя заметить. Лишь в случае, если Луна находится на границе зоны тени и полутени, наблюдатель может увидеть на краю ночного светила небольшую дугу тени.

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