Полное солнечное затмение определение. Почему происходит солнечное затмение? Солнечное затмение - каждый раз уникальное явление. Какие бывают затмения

В последнее время астрономия перестала быть обязательным предметом в школе, на эту публикацию возлагаются надежды на возможность восполнения вынужденных пробелов просвещения с помощью интернета...

Прежде всего обратимся к Большой Советской Энциклопедии, чтобы воспользоваться проверенным временем и, несомненно, выдающимися учеными определением предмета нашего разговора: "Затмение - астрономические явление, заключающееся в том, что земному наблюдателю Солнце, Луна, планета, спутник планеты или звезда перестают быть видимыми полностью или частично.
Затмения происходят вследствие того, что либо одно небесное тело закрывает другое, либо тень одного несамосветящегося тела падает на другое такое же тело. Затмение Солнца наблюдается тогда, когда его закрывает (заслоняет) Луна". Солнечные затмения всегда происходят в Новолуние .

Солнечное затмение - каждый раз уникальное явление.
Какие бывают затмения?

Мы так привыкли к нашей луне, что даже не подозреваем как нам с ней повезло! А повезло нам с ней дважды. Первое, наша Луна не какой-нибудь бесформенный булыжник наподобие Фобоса или Деймоса, а аккуратненькая кругленькая мини-планета! Второе: Луна теперь достаточно далеко от Земли и нет ежедневных землетрясений и огромных волн, когда-то в прошлом вызываемых приливными силами Луны (в наше время Луна удаляется от Земли со скоростью 4 см в год - в ранние эпохи это происходило быстрее). Луна теперь настолько далеко, что ее видимый угловой размер близок к угловому размеру еще более далекого Солнца. А когда-то Луна была настолько близко к Земле что солнечные затмения случались каждое новолуние, правда смотреть на них в то время было еще некому...

Каждое солнечное затмение по-своему уникально, как именно затмение будет выглядеть для земного наблюдателя определяется 3 факторами (помимо погодных): видимыми из точки наблюдения угловыми диаметрами (размерами) Солнца α и Луны β и траекторией движения Луны относительно Солнца и звезд (Рис.2).

Рис. 2. Видимые с поверхности Земли угловые диаметры Солнца (α ) и Луны (β ), траетория перемещения Луны по звездному небу (пунктир).

Вследствие того, что Луна и Земля движутся по эллиптическим орбитам (Луна то ближе, то дальше от Земли, а Земля, в свою очередь, то ближе, то дальше от Солнца), видимый угловой диаметр Луны в зависимости от орбитального положения может меняться от 29,43" до 33,3" (угловые минуты), а видимый угловой диаметр Солнца от 31,6" до 32,7". При этом их среднестатистические видимые диаметры, соответственно, составляют у Луны: 31"05" и у Солнца: 31"59".
В зависимости от того, проходит ли видимая траекторий движения Луны, через центр Солнца, или пересекает его видимую область в произвольном месте, а так же различных сочетаний видимых угловых размеров Луны и Солнца, традиционно различают три вида солнечных затмений: частное, полное и кольцеобразное затмения.

Частное солнечное затмение

Если наблюдаемая траектория движения Луны не проходит через центр Солнца, то Луна, как правило не может полностью заслонить собой Солнце (рис. 3) - затмение при котором Луна закрывает собой солнце не полностью называют частным (частное от слова "часть" со смыслом "частичное затмение"). Такое затмение может происходить при любых возможных сочетаниях видимых угловых диаметров Луны и Солнца.

Большинство происходящих на Земле солнечных затмений - это частные затмения (примерно 68%).

Полное солнечное затмение

Если в какой-либо точке поверхности Земли наблюдатели могут увидеть, что Луна закрывает Солнце полностью, то такое затмение называется полным солнечным затмением. Такое затмение происходит, когда видимая траектория движения Луны проходит через центр Солнца или очень близко к нему и при при этом видимый диаметр Луны β должен быть больше или хотя бы равен видимому диаметру Солнца α (рис.4).

Рис. 4. Полное солнечное затмение, 20 марта 2015 года в 12:46 наблюдалось вблизи Северного полюса.

Полное Солнечное затмение можно наблюдать в пределах очень небольших участков поверхности земли, как правило, это полоса шириной до 270 км, очерчиваемая тенью Луны, - наблюдатели на прилегающих к затененной территориях видят лишь частное солнечное затмение (Рис 5).

Рис. 5. Полное солнечное затмение, тень от Луны на поверхности Земли, темным пунктиром обозначена траекторий движения области тени

Для каждой конкретной местности полное солнечное затмение - большая редкость. В Москве, например, полное солнечное затмение последний раз было в августе 1887 года (19.08.1887), а следующее ожидается 16.10.2126 года. Так что, сиднем просидев на одном месте, можно ни разу в жизни не увидеть полного солнечного затмения (правда, в августе 1887 года москвичи его все-равно не увидели из-за плохой погоды ). Поэтому: "Если хочешь пережить событие, делай все возможное, чтоб оно случилось!" /Лозунг Энтузиастов/
Слава богу, в целом на поверхности Земли полные затмения случаются не так уж редко в среднем раз в полтора года и составляют почти 27% от всех вариантов затмений.

Кольцеобразное солнечное затмение

Если траектория движение Луны проходит рядом с центром Солнца, но видимый угловой диаметр Луны меньше солнечного β < α , то в момент совмещения центров Луна не может заслонить Солнце полностью и вокруг нее создается свечение в виде кольца, такое затмение называют кольцеобразным (рис. 6), но в устной речи, традиционно стремящейся выразить смысл максимально кратко установилось выражение кольцевое затмение, т.е. "кольцеобразное солнечное затмение" - это термин, а "кольцевое затмение" - пока только жаргон...

Рис. 6. Кольцеобразное солнечное затмение, когда-нибудь...

Кольцеобразные (кольцевые) солнечные затмения - в настоящее время, самый редкий вид затмений, на их долю приходится всего 5%. Но, как мы знаем, Луна постепенно отдаляется от Земли и кольцевые затмения будут случаться все чаще и чаще.

Почему солнечные затмения случаются совсем нечасто

Главная причина того, что солнечные затмения в наше время не происходят каждое новолуние, заключается в том что плоскость орбиты Луны не совпадает с плоскостью эклиптики (плоскостью орбиты Земли) и наклонена к ней под углом 5,145 градусов (рис. 7, поз.1). На этом рисунке, как, впрочем и на всех других, размеры углов и соотношения масштбов объектов утрированы для наглядности изображений.

Рис. 7.

Работа над статьей "Солнечные затмения" продолжается.

Sergey Ov (Seosnews9 )

Солнечные затмения 2019 года:
январь 2019 - Частное солнечное затмение ;
июль 2019 - Полное солнечное затмение ;
декабрь 2019 - (наблюдается на территории России)

06.01.2019 04:28 - Новолуние .
В это новолуние произойдет частное солнечное затмение 6 января 2019 в 04:41 MSK , затмение можно будет наблюдать в восточной части Монголии северо-восточной части Китая, Корее и Японии , в России - на юге Восточной Сибири, Дальнем Востоке, Камчатке, Курильских островах и Сахалине .

02.07.2019 22:16 - Новолуние .
В это новолуние случится полное солнечное затмение , фаза максимума затмения наступит 2 июля 2019 в 22:26 MSK , частное затмение Солнца можно будет наблюдать только на юге Тихого океана, Центральной и Южной Америке (Чили, Аргентина), увы: в России наблюдаться не будет...

26.12.2019 08:13 - Новолуние .
Это новолуние осчастливит жителей Земли третьим затмением солнца в году - это будет кольцеобразное солнечное затмение (кольцевое), фаза максимума затмения наступит 26 декабря 2019 05:18:53 MSK , кольцевое затмение можно будет наблюдать на востоке Аравийского полуострова, юге Инднии, Шри-Ланке, Суматре, Малазии и Индонезии, частное в Центральной и Юго-Восточной Азии, Австралии и западе Океании, в России затмение будет наблюдаться в Забайкалье и Приморье .

2018 год:
февраль 2018 - Частное солнечное затмение ;
июль 2018 - Частное солнечное затмение ;
август 2018 - Частное солнечное затмение (наблюдается на территории России)

16.02.2018 00:05 - Новолуние
В это новолуние произойдет частное солнечное затмение , фаза максимума затмения наступит 15.02.2018 в 23:52 MSK , частное затмение Солнца можно будет наблюдать только в Антарктиде и юге Южной Америке (Чили, Аргентина) - резюме: в России наблюдаться не будет.

13.07.2018 05:48 - Новолуние ( , {супер новолуние} - вариант перевода с английского слова "supermoon", другой - "Супер-Луна". В новолуние Луна обычно не видна, но в таких случаях бывают очень сильные приливы, может лучшим вариантом перевода будет: "Сильная Луна"?)
Кроме того, в это новолуние произойдет частное солнечное затмение , фаза максимума затмения наступит 13.07.2018 в 06:02 MSK . Затмение можно будет наблюдать, увы, только в Антарктиде на Берегу Бадда, самой южной части Австралии, Тасмании или в акватории Индийского океана между Антарктидой и Австралией - в России затмение наблюдаться не будет .

11.08.2018 12:58 - Новолуние ( , Сильная Луна)
В это новолуние к тому же произойдет частное солнечное затмение , фаза максимума затмения наступит 11 августа 2018 в 12:47 MSK , затмение можно будет наблюдать на севере Канады, Гренландии в Скандинавских странах, в России - на северных и средних широтах Центральной России, по всей Сибири и Дальнему Востоку , северо-восточной части Казахстана, Монголии и Китая.

2017 год: февраль 2017 - Кольцевое солнечное затмение; август 2017 - Полное солнечное затмение

26 февраля 2017 17:58
В это зимнее новолуние произойдет кольцеобразное солнечное затмение . Фаза максимума затмения наступит 26 февраля 2017 в 17:54 MSK . Кольцеобразное затмение Солнца можно будет наблюдать на юге Аргентины и Чили, юго-западе Анголы, а частное на юге Южной Америки, Антарктиде, западной и Южной Африке - в России наблюдаться не будет.

21 августа 2017 21:30 - астрономическое новолуние.
В это летнее новолуние произойдет полное солнечное затмение . Фаза максимума затмения наступит 21 августа 2017 в 21:26 MSK . Полное затмение Солнца можно будет наблюдать, увы, только в Северной Америке на территории США, частное в России - на Чукотке (Луна лишь чуть заденет Солнце); в других странах - в США и Канаде, Гренладнии, Исландии, Ирландии и Великобритании, Португалии (на заходе Солнца), Мексике, странах Центральной Америки, Эквадоре, Перу, Колумбии, Венесуэле, Гайяне, Суринам, Гвинее и Бразилии.

Март 2016 - Полное солнечное затмение + Суперлуние

09 марта 2016 04:54 мск - астрономическое новолуние;
В это новолуние произойдет полное солнечное затмение , фаза максимума затмения наступит 09 марта 2016 в 04:58 MSK, полное затмение Солнца можно будет наблюдать на островах Суматра, Калимантан, Сулавеси и Хальмахера, частное в России - в Приморье, Сахалине, Курильских островах и Камчатке; в других странах в Индии, Китае, Тайланде, Лаосе и Камбодже, Малазии, Индонезии, Папуа-Новой Гвинее, Филиппинах, в США и Канаде (Аляска) ;

01.09.2016 12:03 - астрономическое новолуние;
В это новолуние произойдет кольцеобразное солнечное затмение , фаза максимума затмения наступит 01 сентября 2016 в 12:08 MSK , Кольцеобразное затмение можно будет наблюдать, увы, только в центральной Африке и на Мадагаскаре, а частное во всех странах Африки, в Саудовской Аравии, Йемен и в акватории Индийского океана

Март 2015 - Полное солнечное затмение + Суперлуние

20 марта 2015 12:36 мск - астрономическое новолуние; ;
В это новолуние произойдет полное солнечное затмение, фаза максимума затмения наступит 20 марта 2015 в 12:46:47 MSK, полное затмение Солнца можно будет наблюдать на Фарерских островах, Шпицбергене и на Северном полюсе, частное затмение в России - на всей Европейской части и Западной Сибири; а так же в Гренландии, Европе и Центральной Азии. ;

* Затмения, затмение = З.

З. - астрономические явления, заключающиеся в том, что земному наблюдателю Солнце, Луна, планета, спутник планеты или звезда перестают быть видимыми полностью или частично. З. происходят вследствие того, что либо одно небесное тело закрывает другое, либо тень одного несамосветящегося тела падает на другое такое же тело. Так, З. Солнца наблюдаются тогда, когда его закрывает Луна; З. Луны - когда на неё падает тень Земли; З. спутников планет - когда они попадают в тень планеты; З. в системах двойных звёзд - когда одна звезда закрывает собой другую. К З. относятся также прохождения тени спутника по диску планеты, закрытия Луной звёзд и планет (т. н. покрытия (См. Покрытие)), прохождения внутренних планет - Меркурия и Венеры - по солнечному диску и прохождения спутников по диску планеты. С началом полётов пилотируемых космических кораблей появилась возможность наблюдений с этих кораблей З. Солнца Землёй (см. илл.). Наибольший интерес представляют З. Солнца и Луны, связанные с движением Луны вокруг Земли.

Большая Советская Энциклопедия, 3 изд. 1969 - 1978 г.

В древние времена солнечное затмение вызывало у наших предков панику и суеверный страх. Многие народы полагали, что оно выступает предзнаменованием каких-то несчастий или является гневом богов.


В наше время наука обладает достаточными возможностями, чтобы объяснить суть этого астрономического чуда и выявить причины его происхождения. Что же такое затмение Солнца? Почему оно происходит?

Солнечное затмение представляет собой природное явление, происходящее в тех случаях, когда Луна закрывает солнечный диск от наблюдающих. Если Солнце прячется полностью, то на нашей планете становится темно, а на небосклоне можно увидеть звезды.

В этот момент немного снижается температура воздуха, животные начинают проявлять беспокойство, отдельные растения сворачивают листву, птицы прекращают пение, испуганные неожиданной темнотой.

Затмения Солнца всегда фиксируются в период новолуния, когда сторона Луны, обращенная к нашей планете, не освещается солнечным светом. Благодаря этому возникает ощущение, будто на Солнце появляется черное пятно.


Поскольку Луна имеет меньший диаметр, чем Земля, затмения можно увидеть только в отдельных местах планеты, причем полоса затемнения не превышает ширины в 200 км. Полная фаза темноты продолжается не больше нескольких минут, после чего Солнце в своем естественном ритме.

Как происходит солнечное затмение?

Затмение Солнца – явление уникальное и достаточно редкое. Несмотря на то что солнечный диаметр в сотни раз превышает диаметральные показатели Луны, с земной поверхности кажется, будто оба небесных тела имеют примерно одинаковые размеры. Это связано с тем, что Солнце находится на расстоянии в 400 раз дальше нашего спутника.

В определенные периоды лунный диск выглядит больше солнечного, в результате чего закрывает собой светило. Такие моменты случаются, когда новолуние происходит рядом с так называемыми лунными узлами – точками, в которых пересекаются лунная и солнечная орбиты.

Для астронавтов, находящихся на космической станции, затмение выглядит как лунная тень, падающая на отдельные участки поверхности Земли. Она напоминает сходящийся конус и двигается по планете со скоростью порядка 1 километра в секунду.


С земного шара Солнце кажется черным пятном, вокруг которого возникает корона – светящиеся слои солнечной атмосферы, невидимые глазом в стандартных условиях.

Какие бывают затмения Солнца?

В соответствии с астрономической классификацией, различают полные и частные затмения. В случае с полным затемнением Луна закрывает всё Солнце, а люди, наблюдающие за явлением, попадают в полосу лунной тени.

Если говорить о частных затмениях, то в такой ситуации не по центру солнечного диска, а по одному из его краев, тогда как наблюдающие стоят в стороне от затененной полосы – на расстоянии до 2000 км. При этом небосвод не так сильно темнеет, звезды же практически незаметны.

Кроме частных и полных, затмения могут быть кольцеобразными. Подобное явление происходит тогда, когда лунная тень не достигает земной поверхности. Зрители видят, как Луна пересекает центр Солнца, но при этом лунный диск кажется меньше солнечного и не закрывает его в полной мере.

Интересно, что одно и то же затмение в различных частях планеты может выглядеть как кольцеобразное либо как полное. Довольно редким считается гибридное затмение, при котором вокруг нашего спутника видны края солнечного диска, но при этом небосвод остается светлым, без звезд и короны.

Как часто происходят солнечные затмения?

В одних местах планеты это чудо можно увидеть достаточно часто, в других – крайне редко. В среднем ежегодно на земном шаре происходит от двух до пяти затмений.


Все они просчитываются заблаговременно, поэтому астрономы тщательно готовятся к каждому явлению, а в места, где ожидаются затмения, снаряжаются специальные экспедиции. Каждую сотню лет Луна закрывает Солнце в среднем 237 раз, при этом большинство затмений относится к частным.

Чтобы произошло солнечное затмение, Земля, Луна и Солнце должны выстроиться в одну линию, что бывает только в моменты новолуний. Из-за движения Луны по орбите со скоростью около 1 км/с ее тень приблизительно с той же скоростью перемещается относительно Земли. Максимальное время, в течение которого тень Луны (область полного затмения Солнца) скользит по Земле, составляет около 3,5 ч, а полутень (область частичного затмения) задерживается на Земле около 5,5 ч. Максимальный размер тени на поверхности Земли около 270 км. Жители, оказавшиеся на пути тени, наблюдают полное затмение Солнца. Продолжительность этого явления зависит от широты местности, поскольку поверхность Земли вращается в том же направлении – с запада на восток, куда движется лунная тень, с максимальной скоростью на экваторе 0,46 км/с. Поэтому в районе экватора полные затмения могут длиться до 7 мин 40 с, а на широте 45° – до 6,5 мин. В каждой точке Земли полное затмение происходит в среднем один раз за 360 лет.

По счастливому совпадению угловые диаметры Солнца и Луны почти одинаковы: они близки к 0,5° . Если в момент солнечного затмения Луна проходит перигей (ближайшую к Земле точку орбиты), то она полностью затмевает Солнце; в апогее (наиболее удаленной точке орбиты) угловой размер ее диска меньше солнечного, поэтому происходит кольцевое затмение.

Наблюдаемые явления.

При частных затмениях Солнца общий поток его света ослаблен незначительно, т.ч. многие люди даже не замечают этого явления, если заранее не были предупреждены. Не закрытая Луной часть солнечного диска сияет в виде «месяца»; это легко увидеть, если посмотреть на Солнце через плотный светофильтр, например кусок засвеченной фотопленки.

Перед началом полного затмения яркость заметно убывает и узкий серпик Солнца можно наблюдать без светофильтра. Серпик быстро сужается, и когда он занимает совсем небольшой участок дуги, это называют «брильянтовым кольцом». В последний момент этот участок разбивается на цепочку ярких пятен, называемых «четками Бейли», – это лучи Солнца светят сквозь неровности лунного края (лунные долины). Вдруг наступает темнота, и появляется белоснежная солнечная корона. Ее яркость в полмиллиона раз ниже, чем у диска Солнца, и быстро спадает к краям, но при наступившей темноте отдельные лучи короны можно проследить до расстояния в несколько градусов. Вдоль края лунного диска видна розоватая полоска хромосферы. Иногда видны яркие розовые язычки протуберанцев, вытянувшиеся над хромосферой. Кое-где на небе заметны звезды. Через несколько минут с противоположной стороны солнечного диска появляются «четки Бейли» и «брильянтовое кольцо» – полное затмение закончилось и корона померкла в лучах Солнца.

Кольцевое затмение.

Средняя длина лунной тени 373 тыс. км, тогда как среднее расстояние от Земли до Луны 385 тыс. км. Поэтому в большинстве затмений лунная тень не дотягивается до земной поверхности. При этом Луна не полностью закрывает солнечный диск, а оставляет видимым тонкий ободок. При таком кольцевом затмении яркий ободок Солнца не позволяет увидеть ни корону, ни звезды вблизи Солнца. Поэтому кольцевые затмения не представляют большого научного интереса.

Лунные затмения.

Для затмения Луны Солнце, Земля и Луна также должны располагаться приблизительно на одной прямой. Если Луна проходит через полутень Земли, ее блеск ослабляется незначительно. Полутеневые затмения непривлекательны для астрономов и редко обсуждаются. Когда же Луна входит в тень Земли, то довольно четкая темная область надвигается на ее поверхность, которая сильно краснеет и темнеет, но все же остается видимой: ее освещают рассеянные и преломленные в земной атмосфере солнечные лучи, причем красные лучи проходят сквозь воздух лучше голубых (по этой же причине Солнце у горизонта красное). Яркость Луны при полном затмении сильно зависит от облачности земной атмосферы.

Научный интерес к лунным затмениям в основном связан с возможностью измерять скорость падения температуры ее поверхности после резкого прекращения солнечного нагрева. Быстрое падение температуры указывает, что верхний слой лунного грунта – плохой проводник тепла.

Геометрия затмений.

Путь Луны на небе наклонен примерно на 5° к солнечному пути – эклиптике. Поэтому затмения происходят только вблизи точек пересечения («узлов») их траекторий, где светила достаточно сближаются. Видимое смещение Луны при наблюдении из различных точек Земли (суточный параллакс), а также конечный размер Солнца и Луны делают затмения возможными в определенной зоне вблизи узлов их орбит. В зависимости от расстояния до Луны и Солнца размер этой зоны меняется. Для солнечных затмений ее границы отстоят от узла в каждую сторону на 15,5–18,4° , а для лунных – на 9,5–12,2° .

Солнечные затмения.

Солнце совершает оборот по эклиптике на 360° за 365 1 / 4 сут; поскольку зона затмений занимает около 34° , Солнце проводит в этой зоне около 34 сут. Но период между новолуниями составляет 29 1 / 2 сут, значит, Луна обязательно должна пройти через зону затмений, пока там находится Солнце, но может посетить ее за этот период и дважды. Поэтому при каждом прохождении Солнца через зону затмений (один раз в полгода) должно произойти одно затмение, но может случиться и два.

Лунные затмения.

Земная тень проходит по зоне затмения Луны в среднем за 22 дня. За этот период может произойти не более одного лунного затмения, поскольку между полнолуниями проходит 29 1 / 2 суток. Затмения может и вообще не случиться, если одно полнолуние было накануне вступления тени в зону, а следующее – сразу после ее выхода из зоны.

Хотя лунные затмения происходят реже солнечных, мы гораздо чаще видим полные затмения Луны, чем Солнца. Дело в том, что закрытую земной тенью Луну могут наблюдать все жители ночного полушария Земли, тогда как для наблюдения полного солнечного затмения нужно попасть в узкую полосу лунной тени.

Повторяемость затмений.

Период между двумя последовательными прохождениями Солнца через восходящий узел лунной орбиты называют драконическим годом (вспомните легенду о драконе, пожирающем Солнце). За этот период должно произойти, как минимум, два солнечных затмения – по одному вблизи восходящего и нисходящего узлов; но может не быть ни одного лунного. Максимально в каждом узле может случиться по одному лунному и еще по одному солнечному затмению – всего шесть.

Поскольку из-за поворота лунной орбиты узлы смещаются навстречу Солнцу, драконический год продолжается всего 346,6 сут. Таким образом, если первое затмение в году случилось до 19 января, то до конца календарного года может произойти еще и седьмое затмение. Ближайшая такая ситуация будет в 2094.

Сарос.

Э.Галлей открыл, что затмения циклически повторяются через 223 лунных месяца. Он назвал этот период «саросом», ошибочно полагая, что так его называли вавилоняне, несомненно знакомые с этим периодом. Древнегреческим астрономам был знаком утроенный сарос длительностью в 54 года, который они называли exeligmos.

За 19 драконических лет (6585,78 сут) происходит почти точно 224 новолуния (6585,32 сут). Поэтому в любой момент фазы Луны связаны с ее положением относительно узлов так же, как это было 18 лет и 11 1 / 3 сут назад (или 18 лет и 10 1 / 3 сут, в зависимости от количества високосных лет). Поскольку сарос всего на 11 1 / 3 сут отличается от числа целых лет, затмения следующего цикла происходят в основном на фоне тех же созвездий, что и предыдущего.

Отличие 223 лунных месяцев на 1 / 3 сут от целого числа солнечных суток приводит к тому, что при затмениях следующего сароса Земля на 1 / 3 оборота смещена к востоку, и соответствующие затмения наблюдаются на 120° западнее по долготе. Зато через 3 сароса ситуация повторяется гораздо точнее. Поскольку соотношение между драконическим годом и лунным месяцем не совсем простое, последовательные затмения в саросе смещаются к северу или югу в зависимости от того, происходят они в восходящем или нисходящем узле. Наконец лунная тень скользит над земными полюсами, и данная последовательность затмений завершается. В течение одного 18-летнего сароса происходит от 70 до 85 затмений; обычно бывает 43 солнечных и 28 лунных затмений.

Таблицы затмений.

Обстоятельства всех затмений с 1207 до н.э. по 2161 н.э. были вычислены Т.фон Оппольцером и опубликованы в его Каноне затмений (Canon der Finsternisse , 1887). В табл. 2 использованы данные из этой классической работы; табл. 1 взята из Канона солнечных затмений (1966) Ж.Мееса, К.Гросьена и В.Вандерлина. В ней отмечены все солнечные затмения с 1988 по 2028, кроме частных. Области видимости указаны в порядке прохождения тени. Чтобы узнать точное расположение полосы полного затмения, необходимо обратиться к специальным изданиям.

В отличие от солнечного лунное затмение одновременно наблюдается с целого полушария Земли. Поэтому в табл. 2 указана центральная точка этого полушария (всегда лежащая между тропиками), где луна в зените в середине затмения. Найдя эту точку на глобусе, вы без труда определите «полушарие видимости». В его западной части затмение наблюдается вечером, а в восточной – под утро.

Затмения в прошлом.

Самая ранняя запись о затмении обнаружена в древних китайских документах, но скудость информации не позволяет установить его точную дату. По записям затмений можно составить китайскую хронологию, начиная с 8 в. до н.э. Первая обоснованная дата в китайской истории – это затмение 30 ноября 735 до н.э. Иногда это событие ошибочно связывают с затмением 6 сентября 776 до н.э., которое плохо было видно в Китае.

Первое затмение, информация о котором до сих пор сохранила научную ценность, произошло 15 июня 763 до н.э. в Ассирии. Вероятно, оно стало причиной пророчества (Амос , 8:9 ). На основе этого и других древних затмений астрономы обнаружили, что продолжительность суток увеличивается на 0,001 с в столетие вследствие замедления вращения Земли.

По свидетельству Геродота, затмение 28 мая 585 до н.э. так напугало мидян и лидийцев, что они прекратили битву и заключили перемирие после пятилетней войны. Геродот сообщает, что Фалес Милетский предсказал год, в котором должно было случиться это затмение. Очень маловероятно, что Фалес мог точно предсказать именно это затмение, но анализ некоторых неполных циклов мог указать ему другое частное затмение в том же году.

Фукидид описывает, как афинская армия потерпела поражение из-за лунного затмения. Афиняне решили снять осаду Сиракуз на Сицилии и под покровом ночи 27 августа 413 до н.э. стали грузиться на корабли, как вдруг началось затмение. Среди солдат возникла паника, эвакуация сорвалась, и афинское войско было разбито сиракузцами.

Современные затмения.

С середины 19 в. солнечные затмения начали активно использовать для изучения физики Солнца. К 1900 астрономы обнаружили, что форма короны и интенсивность ее спектра изменяются в течение 11-летнего цикла солнечных пятен. В те годы это можно было узнать, только наблюдая затмения; позже был создан телескоп-коронограф, искусственно затмевающий Солнце и позволяющий наблюдать внутреннюю часть короны в любой день. Но и сейчас мы можем изучать слабые корональные лучи, исследовать тонкие детали в спектре короны и проверять «эффект Эйнштейна» (см. ниже ) только во время затмений. С 1950 на затмениях стали использовать радиотелескопы, и во время экспедиции на Алеутские о-ва удалось на различных радиочастотах измерить при затмении эффективный диаметр Солнца, несмотря на облака и дождь.

Астрофизические наблюдения.

Затмение 8 июля 1842, наблюдавшееся в Европе и Центральной Азии, было очень плодотворным для изучения Солнца. Тогда впервые были детально описаны протуберанцы. Во время затмения 28 июля 1851 были сделаны дагеротипы протуберанцев и открыта хромосфера Солнца. Во время затмения 18 августа 1868 П.Жансен (1824–1908) обнаружил, что спектры протуберанцев содержат яркие линии, и сразу понял, что протуберанцы можно наблюдать вне затмений с помощью спектроскопа. Одна желтая линия в этих спектрах никогда не наблюдалась в лабораториях. Элемент, которому она принадлежит, открыли только в 1895 и назвали гелием.

Фраунгоферов спектр короны также впервые наблюдали во время затмения 1868. Он образуется при рассеянии солнечного света на мелких частицах межпланетной пыли. При затмении в следующем году американский астроном Ч.Юнг (1834–1908) обнаружил в спектре излучения короны неизвестную зеленую линию, которую приписали гипотетическому элементу «коронию». Только в 1942 шведский астрофизик Б.Эдлен показал, что эту линию излучают атомы железа, под действием высокой температуры потерявшие 13 из своих 26 электронов.

Во время затмения 22 декабря 1870 Юнг открыл солнечный «обращающий слой». В обычном спектре Солнца множество темных линий поглощения. Но непосредственно перед началом полного затмения, когда виден лишь узенький яркий ободок, темные линии вдруг становятся яркими. Это наблюдается всего несколько секунд и потому называется «спектром вспышки». Впервые он был сфотографирован на затмении в Бразилии 16 апреля 1893.

Объекты внутри орбиты Меркурия.

В рамках ньютоновой теории тяготения движение Меркурия не находит полного объяснения; поэтому в конце 19 в. возникла гипотеза, что его движение возмущает неизвестная планета, расположенная еще ближе к Солнцу. Ее поиски предпринимались в моменты затмений. В 1878 было замечено два небольших небесных тела, но в дальнейшем их обнаружить не смогли. Зато в 1882 и 1893 замечали близкие к Солнцу кометы.

Эффект Эйнштейна.

Вслед за опубликованием в 1916 общей теории относительности многие экспедиции на солнечные затмения проверяли предсказанное Эйнштейном отклонение на 1,76ўў положений звезд рядом с Солнцем. Это вызвано тем, что вблизи массивного небесного тела изменяются геометрические свойства пространства-времени, что приводит к искривлению лучей света. Для проверки этого эффекта звезды фотографируют рядом с Солнцем в момент затмения, а затем вновь, спустя 6 мес, в ночное время. Английские экспедиции в Бразилию и Западную Африку на затмение 19 мая 1919 впервые измерили эффект Эйнштейна: смещение в положении звезд было обнаружено, но его значение продолжали уточнять еще более 50 лет многие экспедиции на следующие затмения.

Затмения с участием других объектов.

Прохождения.

Обычно прохождениями называют моменты, когда путь Меркурия или Венеры проходит на фоне солнечного диска. В 20 в. было 13 прохождений Меркурия, включая последнее 15 ноября 1999; следующее будет 7 мая 2003. Прохождения Венеры случаются значительно реже: последние два были в 1874 и 1882, а следующие будут в 2004 и 2012. В 18 в. прохождение Венеры вызывало большой интерес, поскольку помогло определить расстояние до Солнца и обнаружить атмосферу на Венере. Сейчас это не столь важное событие.

Спутники Юпитера.

Заход одного из четырех крупных спутников Юпитера в тень планеты легко наблюдать даже в небольшой телескоп. О.Ремер заметил, что моменты затмения спутников отстают от расчетных, основанных на измерениях, сделанных при более близком положении Земли к Юпитеру. В 1676 он верно объяснил это конечной скоростью света и довольно точно определил ее значение.

Покрытия.

В своем движении Луна время от времени закрывает звезды и другие космические объекты. Точное измерение спадания яркости объекта в этот момент позволяет установить его размер и форму, а также уточнить теорию движения самой Луны.

Затменные двойные.

Многие звезды живут парами, обращаясь вокруг общего центра масс. Если Земля расположена вблизи плоскости их орбит, то время от времени мы наблюдаем затмения звезд друг другом. По ходу кривой блеска и измерениям лучевых скоростей звезд можно определить их размеры и массы.

Как вы знаете, планеты и их спутники не стоят на месте. Земля вращается вокруг Солнца, а Луна вращается вокруг Земли. И время от времени возникают такие моменты, когда Луна в своем движении полностью или частично заслоняет Солнце.

Солнечное затмение - это тень Луны на поверхности Земли. Эта тень в диаметре составляет около 200 км, что во много раз меньше диаметра Земли. Поэтому солнечное затмение можно наблюдать одновременно только в узкой полосе на пути лунной тени:

Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение, при котором Луна полностью скрывает Солнце. При этом небо темнеет, и на нём могут стать видны звёзды. Становится немного прохладней. Птицы резко замолкают, напуганные внезапной темнотой, и стараются укрыться. Животные начинают проявлять беспокойство. Некоторые растения сворачивают листья.

Наблюдатели, которые находятся вблизи полосы полного затмения, могут видеть частное солнечное затмение . При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, а скрывает только часть этого диска. При этом небо темнеет гораздо слабее, чем при полном затмении, звёзды на нем не видны. Частное затмение можно наблюдать на расстоянии порядка 2 тысяч километров от зоны полного затмения.

Солнечное затмение всегда случается в новолуние . В это время Луна на Земле не видна, потому что та сторона Луны, которая обращена к Земле, не освещена Солнцем (см. рисунок 1). Из-за этого кажется, что во время затмения Солнце закрывает черное пятно, взявшееся неизвестно откуда.

Тень, которую Луна отбрасывает в сторону Земли, выглядит как резко сходящийся конус. Острие этого конуса находится чуть дальше нашей планеты (см. рисунки 1 и 2). Поэтому, когда тень попадает на поверхность Земли, она представляет собой не точку, а сравнительно небольшое (150–270 км в поперечнике) черное пятно. Вслед за Луной это пятно перемещается по поверхности нашей планеты со скоростью около 1 километра в секунду:

Следовательно, тень Луны с большой скоростью движется по земной поверхности и не может надолго закрыть какое-то одно место на земном шаре. Максимально возможная длительность полной фазы - всего 7,5 мин. Частное затмение длится около двух часов.

Солнечные затмения на Земле - поистине уникальное явление. Оно возможно потому, что на небесной сфере диаметры Луны и Солнца почти совпадают, несмотря на то, что диаметр Солнца почти в 400 раз превышает диаметр Луны. А происходит это потому, что Солнце примерно в 400 раз дальше от Земли, чем Луна.

Но орбита Луны не круглая, а эллиптическая. Поэтому в моменты, благоприятные для наступления затмений, лунный диск может быть больше солнечного, равен ему или меньше него. В первом случае наступает полное затмение. Во втором случае тоже возникает полное затмение, но длится оно всего мгновение. А в третьем случае происходит кольцеобразное затмение: вокруг темного диска Луны видно сияющее кольцо поверхности Солнца. Такое затмение может продолжаться до 12 минут.

Во время полного солнечного затмения можно наблюдать солнечную корону - внешние слои атмосферы Солнца, которая при обычном свете Солнца не видна. Это потрясающе красивое зрелище:

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.

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.

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.