الفرق بين الخسوف الحلقي والكسوف الكلي

تعد المسافات النسبية للشمس والقمر عن الأرض وأحجامهما النسبية مسؤولة عن واحدة من أكثر المصادفات عرضًا في علم الفلك.

يحدث فقط أن الأقراص الظاهرة للشمس والقمر ، كما تُرى من الأرض ، لها نفس الحجم تمامًا تقريبًا. هذا يجعل من الممكن للقمر أن يغطي الشمس فقط أثناء مرورها بين الشمس والأرض ، ولأن تطابق الحجم دقيق للغاية ، يمكن للناس على الأرض رؤية هالة الشمس. إن احتمالات حدوث ذلك فلكية.

عندما يمر القمر من أمام الشمس ، يعاني الناس على الأرض من خسوف ، ولكن ليست كل حالات الخسوف كاملة. أحيانًا لا يصطف القمر تمامًا مع الشمس ، وبدلاً من التعتيم التام ، يرى الناس فقط ضوء الشمس يخفت.

وأحيانًا يكون القمر بعيدًا جدًا عن الأرض في مداره بحيث لا يتمكن من تغطية الشمس تمامًا ، حتى عندما يمر أمامه مباشرةً. هذا كسوف حلقي. سيكون كسوفًا كليًا للشمس إذا كان القمر أقرب.

يحدث كسوف الشمس خلال الأقمار الجديدة. على العكس من ذلك ، يحدث خسوف القمر عندما يكتمل القمر وتتحرك الأرض بينه وبين الشمس.

إذا كان مدار القمر على نفس مستوى مدار الأرض حول الشمس ، فسنرى خسوفًا للشمس وخسوفًا للقمر كل شهر ، لكن هذا ليس هو الحال. يميل مستوى مدار القمر بمقدار 5.1 درجة إلى مستوى مدار الأرض. يضيف ذلك شرطًا إضافيًا لحدوث الكسوف. لا يجب أن يكون القمر جديدًا أو بدرًا فحسب ، بل يجب أن يكون القمر أيضًا قريبًا بدرجة كافية من مستوى مدار الأرض لحجب جزء من الشمس.

في كل شهر ، يعبر القمر مستوى مدار الأرض مرتين ، مرة في مساره الجنوبي ومرة ​​أخرى بعد أسبوعين عندما يكون في مساره باتجاه الشمال. تسمى هذه المعابر بالعقد ، ولكي يحدث الكسوف ، يجب أن تكون الشمس في نطاق 17 درجة من إحدى العقد. يحدث هذا مرتين في السنة. تسافر الشمس 0.99 درجة في اليوم ، لذلك تبقى بالقرب من عقدة لمدة 34 يومًا تقريبًا. تسمى فترة الـ 34 يومًا هذه بموسم الكسوف.

خلال موسم خسوف معين ، هناك خسوف واحد للشمس وخسوف قمري واحد. ومع ذلك ، فإن موسم الخسوف أطول من شهر ، لذلك من الممكن حدوث خسوفين شمسيين أو خسوفين للقمر خلال موسم واحد.

يمكن رؤية الكسوف الكلي للشمس على طول مسار ضيق إلى حد ما على سطح الأرض ، لكن الخسوف الجزئي مرئي على مساحة أوسع بكثير. يعتمد نوع الكسوف الذي يراه الناس على ثلاثة عوامل:

• فصل الشمس عن عقدة القمر.
• مسافة الأرض من الشمس.
• مسافة القمر من الأرض.

الأنواع الأربعة للخسوف التي يمكن أن تحدث هي كما يلي:

مجموع: هذا هو الكسوف الشمسي الكلاسيكي الذي يغطي فيه القمر الشمس بالكامل ، ويمكن للمشاهدين في ظل القمر رؤية هالة الشمس. يمكن أن يحدث فقط إذا كانت الشمس على بعد درجات قليلة من عقدة القمر. في الوقت نفسه ، يجب أن تكون الشمس بعيدة بما يكفي عن الأرض حتى يكون قرصها صغيرًا بما يكفي ليُغطيه القمر. القمر ، من جانبه ، يجب أن يكون قريبًا بدرجة كافية من الأرض ليكون له قرص كبير بما يكفي لتغطية الشمس.

جزئي: عندما يحدث موسم الكسوف ، ولكن الشمس بعيدة عن عقدة عند اكتمال القمر ، قد يرى بعض الناس على الأرض القمر يحجب جزءًا فقط من الشمس. هذا كسوف جزئي. تصبح السماء مظلمة قليلاً حيث يتم حجب جزء من قرص الشمس.

حلقي: يحدث الكسوف الحلقي عندما تكون الشمس قريبة بما يكفي من العقدة لحدوث كسوف كلي ، ولكنه إما قريب جدًا من الأرض أو أن القمر بعيد جدًا عن الأرض بحيث يتعذر على قرص القمر حظره تمامًا الشمس. يرى المشاهدون في منطقة الظل القرص الكامل للقمر أمام الشمس مع حلقة ساطعة من ضوء الشمس تحيط به.

هجين: من النادر حدوث كسوف هجين. يحدث عندما يتم وضع الشمس والقمر لإنشاء كسوف حلقي ، ولكن عندما تتحرك الظلمة عبر وجه الأرض ، فإن الأرض يقلل الانحناء من المسافة إلى القمر بما يكفي لجعل قرص القمر كبيرًا بما يكفي لحجب الشمس تمامًا وخلق كسوف كلي وقت قصير.

لكل من الأرض والقمر مدارات إهليلجية. هناك مسافة تقارب 5 ملايين كيلومتر بين جوف الأرض ، أو أقصى مسافة من الشمس ، وحضيضها ، أو أدنى مسافة من الشمس. هذا يحدث فرقًا يبلغ حوالي 1 قوس دقيقة في الحجم الظاهر.

الفرق في مسافة القمر من الأرض عند أوجها (أقصى مسافة) والحضيض (أدنى مسافة) هو حوالي 50000 كيلومتر ، مما أحدث فرقًا في الحجم الظاهري لـ 4 دقائق قوسية ، أو حوالي 13 بالمائة من متوسطها بحجم. يتغير القمر في الحجم النسبي أكثر من الشمس ، لذلك يكون له تأثير أكبر على نوع الكسوف الذي يراه الناس.

لكي يكون الخسوف حلقيًا ، يجب أن يظهر القمر أصغر من الشمس. يحدث هذا بالتأكيد عندما تكون الأرض في أقرب اقتراب لها من الشمس ، وهو ما يحدث في شهر يناير ، ويكون القمر في أبعد مسافة له.

ومع ذلك ، فإن مدار الأرض قريب جدًا من أن يكون دائريًا ، لذا فإن الحجم الظاهر للشمس لا يتغير كثيرًا. وبالتالي ، يمكن أن يحدث كسوف حلقي أيضًا في يوليو إذا كان القمر في أوجها. إذا حدث الخسوف عندما يكون القمر في الحضيض وظهر على أنه "قمر عملاق" عندما يكون ممتلئًا ، فلن ترى بالتأكيد خسوفًا حلقيًا ، بغض النظر عن الوقت من العام.

عندما يحدث الكسوف الحلقي ، يمر القمر بالكامل أمام الشمس ، لكن الشمس لا تغمق تمامًا. بدلاً من ذلك ، تظهر حلقة من النار حول حواف ظل القمر ، وهذا ضوء الشمس يضيء السماء جزئيًا ، مما يخلق نوعًا من الشفق الشبحي. نظرًا لأن الشمس لا تزال مرئية أثناء الكسوف الحلقي ، فإن النظر مباشرة إلى الكسوف يكون أكثر خطورة من النظر إلى الكسوف الكلي.

عندما ترى رسمًا تخطيطيًا للكسوف الكلي للشمس ، فإنك ترى ظل القمر ، أو الظل ، مصورًا على شكل مخروط يتناقص تدريجيًا إلى نقطة على سطح الأرض. يبلغ قطر المنطقة داخل الظل حوالي 100 ميل ، ويرى أي شخص بداخلها كسوفًا كليًا. تؤدي الحركة المشتركة للقمر ودوران الأرض إلى تحرك ظل الظل في شكل أ مسار مميز على طول سطح الأرض بسرعة تتراوح بين 1000 و 3000 ميل في الساعة ، حسب خط العرض.

إذا فحصت مخططًا للكسوف الحلقي ، فسترى أن الظلمة تتركز على مسافة ما فوق سطح الأرض. المشاهدون المرتبطون بالأرض ، الذين يتجاوزون هذه النقطة المحورية ، لا يتم دفعهم إلى الظل الكامل كما هو الحال أثناء الكسوف الكلي. يمتد الضوء الصادر من الحلقة الخارجية للشمس - من حيث نشأ الاسم "الحلقي" - إلى ما وراء النقطة المحورية للشمس ويضيء المنطقة الواقعة خلفها. يتم تقليل ضوء الشمس ، ولكن لا ينطفئ ، مما يخلق تأثيرًا مشابهًا لغطاء السحب الثقيل.

يمكن للناس مشاهدة الكلية لمدة لا تزيد عن 7 دقائق ونصف قبل أن تتحرك الظلمة باتجاه الشرق. بمجرد الخروج من الظل ، يظل المشاهدون في الظل الجزئي ، أو الظل الجزئي ، لفترة أطول. ما يرونه أثناء وجودهم في ظل الظل هو ظل القمر الذي يحجب جزءًا فقط من قرص الشمس. في المقابل ، يمكن أن يستمر الكسوف الحلقي لمدة تصل إلى 12 1/2 دقيقة. يرجع الوقت الإضافي إلى الحجم الظاهر الأصغر لقرص القمر. بحكم حجمها الأصغر ، لديها مسافة أكبر لتغطيتها في مسارها عبر وجه الشمس.

في أي موسم خسوف معين ، سيحدث خسوف واحد على الأقل للقمر إما قبل أسبوعين من كسوف الشمس أو بعده. تذكر أن خسوف القمر يحدث عندما يكتمل القمر - أي أنه في الطرف المقابل من مداره - وتمر الأرض بينه وبين الشمس. يمكن أن يكون خسوف القمر جزئيًا أو كليًا ، لكن لا يكون حلقيًا أبدًا. الأرض كبيرة جدًا بالنسبة للقمر بحيث لا يمكن وضعها داخل قرص الشمس ، كما يُرى من القمر.

يبلغ طول ظل الأرض 1.4 مليون كيلومتر ، وهو أكثر من ثلاثة أضعاف المسافة بين الأرض والقمر. إذا كنت على القمر ، فسترى الأرض تحجب الشمس ، ولكن بدلاً من أن تكون في ظلام دامس ، ستشهد شيئًا غريبًا جدًا. سترى الأرض تغمرها حلقة من الضوء الأحمر. هذا هو ضوء الشمس الذي يحرفه الغلاف الجوي للأرض. ينحرف ضوء الشمس عالي الطاقة تمامًا ، لكن الضوء الأحمر قادر على اختراق الغلاف الجوي وينكسر ، تمامًا مثل الضوء الذي يمر عبر المنشور.

هذا الانكسار هو السبب في أن الناس يشيرون إلى خسوف القمر على أنه قمر دموي. يحول الضوء المنكسر الذي يضيء سطح القمر لونًا أحمر شبحيًا. نظرًا لأن قرص الأرض أكبر بكثير من قرص القمر ، يمكن أن تستمر فترة الكلية أثناء خسوف القمر لمدة ساعة و 40 دقيقة. على جانبي الكلية ، تُحجب الشمس جزئيًا بواسطة الأرض لمدة ساعة أخرى أو نحو ذلك. يمكن أن يستمر خسوف القمر لمدة ست ساعات من اللحظة التي يبدأ فيها قرص الأرض في إخفاء القمر حتى اللحظة التي يتحرك فيها بعيدًا تمامًا.

قد تكون الظروف على سطح الأرض غير متوقعة ، لكن تحركات الأرض وجميع الكواكب الأخرى ليست كذلك. يصنف العلماء هذه الحركات ، وإذا كان من المقرر أن تشهد منطقتك كسوفًا مذهلاً للشمس ، فستعرف عنها قبل سنوات من الحدث الفعلي.

منذ عصر بلاد ما بين النهرين ، أدرك علماء الفلك أن الكسوف يحدث في دورات مدتها 18 عامًا (في الواقع ، 18 عامًا ، 11 يومًا ، 8 ساعات) تسمى دورات ساروس. في نهاية واحدة من Saros ، تتخذ الشمس نفس الموقف فيما يتعلق بالعقد القمرية التي كانت لها في بداية الدورة ، وتبدأ دورة Saros جديدة. يتبع الكسوف في كل دورات Saros نفس النمط كما في السابق ، مع تغييرات طفيفة بسبب الاضطرابات المدارية وعوامل أخرى.

تعود حقيقة أن كسوف الشمس لا يحدث في نفس الجزء من سطح الأرض كل 18 عامًا إلى دوران الأرض. عند أخذ ذلك في الاعتبار ، قام علماء الفلك في ناسا بإنشاء ملف تقويم الخسوف جيد حتى عام 3000.