Οι σχετικές αποστάσεις του ήλιου και του φεγγαριού από τη Γη και τα σχετικά μεγέθη τους είναι υπεύθυνα για μία από τις πιο τυχαίες συμπτώσεις στην αστρονομία.
Αυτό συμβαίνει ακριβώς ότι οι φαινομενικοί δίσκοι του ήλιου και του φεγγαριού, όπως φαίνεται από τη Γη, έχουν σχεδόν ακριβώς το ίδιο μέγεθος. Αυτό καθιστά δυνατό το φεγγάρι να καλύπτει ακριβώς τον ήλιο καθώς περνά ανάμεσα στον ήλιο και τη Γη, και επειδή το μέγεθος των ταιριάζει είναι τόσο ακριβές, οι άνθρωποι στη Γη μπορούν να δουν την κορώνα του ήλιου. Οι πιθανότητες αυτού του γεγονότος είναι, λοιπόν, αστρονομικές.
Όταν το φεγγάρι περνά μπροστά από τον ήλιο, οι άνθρωποι στη Γη βιώνουν μια έκλειψη, αλλά δεν είναι όλες οι εκλείψεις. Μερικές φορές το φεγγάρι δεν ευθυγραμμίζεται ακριβώς με τον ήλιο, και αντί της συνολικής συσκότισης, οι άνθρωποι βλέπουν μόνο το φως του ήλιου να μειώνεται.
Και μερικές φορές, το φεγγάρι είναι πολύ μακριά από τη Γη στην τροχιά του για να καλύψει πλήρως τον ήλιο, ακόμη και όταν περνάει ακριβώς μπροστά του. Αυτή είναι μια δακτυλιοειδής έκλειψη. Θα ήταν μια συνολική ηλιακή έκλειψη εάν το φεγγάρι ήταν πιο κοντά.
«Είναι η σεζόν... για μια έκλειψη
Οι ηλιακές εκλείψεις συμβαίνουν κατά τη διάρκεια νέων φεγγαριών. Αντίθετα, μια σεληνιακή έκλειψη συμβαίνει όταν το φεγγάρι είναι γεμάτο και η Γη κινείται μεταξύ αυτής και του ήλιου.
Εάν η τροχιά του φεγγαριού ήταν στο ίδιο επίπεδο με την τροχιά της Γης γύρω από τον ήλιο, θα βλέπαμε μια ηλιακή και σεληνιακή έκλειψη κάθε μήνα, αλλά αυτό δεν συμβαίνει. Το επίπεδο της τροχιάς του φεγγαριού έχει κλίση 5,1 μοίρες στο επίπεδο της τροχιάς της Γης. Αυτό προσθέτει μια επιπλέον συνθήκη για να συμβεί μια έκλειψη. Όχι μόνο πρέπει να είναι νέα ή πανσέληνος, αλλά το φεγγάρι πρέπει επίσης να είναι αρκετά κοντά στο επίπεδο της τροχιάς της Γης για να μπλοκάρει μέρος του ήλιου.
Κάθε μήνα, το φεγγάρι διασχίζει το επίπεδο της τροχιάς της Γης δύο φορές, μία φορά στο νότιο μονοπάτι και άλλη μια φορά δύο εβδομάδες αργότερα όταν βρίσκεται στο βόρειο μονοπάτι. Αυτές οι διασταυρώσεις ονομάζονται κόμβοι και για να υπάρξει έκλειψη, ο ήλιος πρέπει να βρίσκεται σε απόσταση 17 μοιρών από έναν από τους κόμβους. Αυτό συμβαίνει δύο φορές το χρόνο. Ο ήλιος ταξιδεύει 0,99 βαθμούς την ημέρα, οπότε παραμένει κοντά σε έναν κόμβο για περίπου 34 ημέρες. Αυτή η περίοδος 34 ημερών ονομάζεται σεζόν έκλειψης.
Κατά τη διάρκεια μιας δεδομένης περιόδου έκλειψης, υπάρχει μια ηλιακή έκλειψη και μία σεληνιακή έκλειψη. Ωστόσο, μια περίοδος έκλειψης είναι μεγαλύτερη από ένα μήνα, οπότε είναι πιθανό να εμφανιστούν δύο ηλιακές ή δύο σεληνιακές εκλείψεις κατά τη διάρκεια μιας μόνο σεζόν.
Τέσσερις τύποι ηλιακών εκλείψεων
Οι συνολικές ηλιακές εκλείψεις είναι ορατές κατά μήκος μιας αρκετά στενής διαδρομής στην επιφάνεια της Γης, αλλά οι μερικές έκλειψη είναι ορατές σε μια πολύ ευρύτερη περιοχή. Ο τύπος έκλειψης που βλέπουν οι άνθρωποι εξαρτάται από τρεις παράγοντες:
- Ο διαχωρισμός του ήλιου από τον κόμβο του φεγγαριού.
- Η απόσταση της Γης από τον ήλιο.
- Η απόσταση του φεγγαριού από τη Γη.
Οι τέσσερις τύποι εκλείψεων που μπορούν να συμβούν είναι οι εξής:
Σύνολο: Αυτή είναι η κλασική ηλιακή έκλειψη κατά την οποία το φεγγάρι καλύπτει πλήρως τον ήλιο και οι θεατές στην ομπρέλα του φεγγαριού μπορούν να δουν την κορώνα του ήλιου. Μπορεί να συμβεί μόνο εάν ο ήλιος βρίσκεται σε λίγους βαθμούς από τον κόμβο του φεγγαριού. Ταυτόχρονα, ο ήλιος πρέπει να είναι αρκετά μακριά από τη Γη, ώστε ο δίσκος του να είναι αρκετά μικρός ώστε να καλύπτεται από το φεγγάρι. Το φεγγάρι, από την πλευρά του, πρέπει να είναι αρκετά κοντά στη Γη για να έχει έναν δίσκο αρκετά μεγάλο για να καλύπτει τον ήλιο.
Μερικός: Όταν συμβαίνει μια εποχή έκλειψης, αλλά ο ήλιος απέχει πολύ από έναν κόμβο στην πανσέληνο, ορισμένοι άνθρωποι στη Γη μπορεί να δουν το φεγγάρι να εμποδίζει μόνο ένα μέρος του ήλιου. Αυτή είναι μια μερική έκλειψη. Ο ουρανός σκουραίνει ελαφρώς καθώς ένα μέρος του δίσκου του ήλιου κρύβεται.
Δακτυλιοειδής: Μια δακτυλιοειδής έκλειψη εμφανίζεται όταν ο ήλιος είναι αρκετά κοντά σε έναν κόμβο για να εμφανιστεί μια συνολική έκλειψη, αλλά είναι είτε πολύ κοντά στη Γη ή το φεγγάρι είναι πολύ μακριά από τη Γη για να μπλοκάρει εντελώς ο δίσκος της Σελήνης Ο ήλιος. Οι θεατές στην ομπρέλα βλέπουν τον πλήρη δίσκο του φεγγαριού μπροστά από τον ήλιο με ένα φωτεινό δαχτυλίδι του ηλιακού φωτός που περιβάλλει.
Υβρίδιο: Μια υβριδική έκλειψη είναι σπάνια. Εμφανίζεται όταν ο ήλιος και το φεγγάρι είναι τοποθετημένα για να δημιουργήσουν μια δακτυλιοειδή έκλειψη, αλλά καθώς η ομπρέλα κινείται πέρα από το πρόσωπο της Γης, η Γη η καμπυλότητα μειώνει την απόσταση από το φεγγάρι αρκετά ώστε να κάνει το δίσκο του φεγγαριού αρκετά μεγάλο ώστε να μπλοκάρει εντελώς τον ήλιο και να δημιουργήσει μια συνολική έκλειψη για σύντομο χρονικό διάστημα.
Τι είναι μια δακτυλιοειδής έκλειψη;
Τόσο η Γη όσο και το φεγγάρι έχουν ελλειπτικές τροχιές. Υπάρχει απόσταση περίπου 5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων μεταξύ του αφελίου της Γης, ή της μέγιστης απόστασης από τον ήλιο, και του περιήλιου του, ή της ελάχιστης απόστασης από τον ήλιο. Αυτό διαφέρει περίπου 1 λεπτού τόξου σε φαινόμενο μέγεθος.
Η διαφορά στην απόσταση του φεγγαριού από τη Γη στο απόγειο (μέγιστη απόσταση) και στο περιφέρεια (ελάχιστη απόσταση) είναι περίπου 50.000 χιλιόμετρα, δημιουργώντας μια διαφορά στο φαινόμενο μέγεθος των 4 λεπτών τόξου, ή περίπου το 13 τοις εκατό του μέσου όρου του Μέγεθος. Το φεγγάρι αλλάζει περισσότερο σε σχετικό μέγεθος από τον ήλιο, οπότε επηρεάζει περισσότερο τον τύπο έκλειψης που βλέπουν οι άνθρωποι.
Για να είναι δακτυλιοειδής έκλειψη, το φεγγάρι πρέπει να εμφανίζεται μικρότερο από τον ήλιο. Αυτό συμβαίνει σίγουρα όταν η Γη βρίσκεται στην πλησιέστερη προσέγγισή της στον ήλιο, η οποία συμβαίνει τον Ιανουάριο και το φεγγάρι βρίσκεται στην πιο μακρινή του απόσταση.
Ωστόσο, η τροχιά της Γης είναι πολύ κοντά στο να είναι κυκλική, οπότε το φαινόμενο μέγεθος του ήλιου δεν αλλάζει τόσο πολύ. Κατά συνέπεια, μια δακτυλιοειδής έκλειψη θα μπορούσε επίσης να συμβεί τον Ιούλιο εάν το φεγγάρι βρίσκεται στο απόγειό του. Εάν μια έκλειψη συμβαίνει όταν το φεγγάρι βρίσκεται σε περιφέρεια και εμφανίζεται ως "supermoon" όταν είναι γεμάτο, σίγουρα δεν θα δείτε μια δακτυλιοειδή έκλειψη, ανεξάρτητα από την εποχή του χρόνου.
Όταν εμφανίζεται μια δακτυλιοειδής έκλειψη, το φεγγάρι περνά εντελώς μπροστά από τον ήλιο, αλλά ο ήλιος δεν σκουραίνει εντελώς. Αντ 'αυτού, ένας δακτύλιος φωτιάς είναι ορατός γύρω από τις άκρες της σκιάς του φεγγαριού, και αυτό το φως του ήλιου φωτίζει εν μέρει τον ουρανό, δημιουργώντας ένα είδος φάντασμα λυκόφως. Επειδή ο ήλιος εξακολουθεί να είναι ορατός κατά τη διάρκεια μιας δακτυλιοειδούς έκλειψης, το να κοιτάς απευθείας την έκλειψη είναι ακόμα πιο επικίνδυνο από το να βλέπεις μια συνολική έκλειψη.
Σύνολο έναντι Δακτυλιοειδής έκλειψη
Όταν βλέπετε ένα διάγραμμα μιας συνολικής ηλιακής έκλειψης, βλέπετε τη σκιά του φεγγαριού, ή την ομπρέλα, που απεικονίζεται ως κώνος που κλίνει σε ένα σημείο στην επιφάνεια της Γης. Η περιοχή μέσα στην ομπρέλα έχει διάμετρο περίπου 100 μίλια, και όποιος βρίσκεται μέσα σε αυτήν βλέπει μια συνολική έκλειψη. Η συνδυασμένη κίνηση του φεγγαριού και η περιστροφή της Γης προκαλεί την κίνηση της ομπρέλας σε ένα χαρακτηριστικό μονοπάτι κατά μήκος της επιφάνειας της Γης με ταχύτητα μεταξύ 1.000 και 3.000 mph, ανάλογα με γεωγραφικό πλάτος.
Εάν εξετάσετε ένα δακτυλιοειδές διάγραμμα έκλειψης, θα δείτε την ομπρέλα να εστιάζει σε κάποια απόσταση πάνω από την επιφάνεια της Γης. Οι γήινοι θεατές, που βρίσκονται πέρα από αυτό το σημείο εστίασης, δεν ωθούνται σε πλήρη σκιά όπως είναι κατά τη διάρκεια μιας συνολικής έκλειψης. Φως από τον εξωτερικό δακτύλιο του ήλιου - από όπου προέρχεται το όνομα "δακτυλιοειδές" - εκτείνεται πέρα από το εστιακό σημείο της ομπρέλας και φωτίζει την περιοχή πέρα. Το φως του ήλιου μειώνεται, αλλά δεν σβήνει, δημιουργώντας ένα εφέ παρόμοιο με ένα βαρύ κάλυμμα νέφους.
Οι άνθρωποι είναι σε θέση να παρακολουθήσουν το σύνολο για όχι περισσότερο από 7 1/2 λεπτά πριν η ομπρέλα κινηθεί προς τα ανατολικά. Μόλις έξω από την ομπρέλα, οι θεατές παραμένουν στην πένα ή μερική σκιά, για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Αυτό που βλέπουν ενώ στην πέμπρα είναι η σκιά του φεγγαριού που εμποδίζει μόνο ένα μέρος του δίσκου του ήλιου. Αντίθετα, μια δακτυλιοειδής έκλειψη μπορεί να διαρκέσει έως και 12 1/2 λεπτά. Ο επιπλέον χρόνος οφείλεται στο μικρότερο φαινόμενο μέγεθος του δίσκου της σελήνης. Λόγω του μικρότερου μεγέθους του, έχει μεγαλύτερη απόσταση για να καλύψει στο μονοπάτι του απέναντι από τον ήλιο.
Τύποι σεληνιακών εκλείψεων
Σε οποιαδήποτε δεδομένη σεζόν έκλειψης, τουλάχιστον μια σεληνιακή έκλειψη θα συμβεί δύο εβδομάδες πριν ή μετά από μια ηλιακή έκλειψη. Θυμηθείτε, οι σεληνιακές εκλείψεις συμβαίνουν όταν το φεγγάρι είναι γεμάτο - δηλαδή, βρίσκεται στο αντίθετο άκρο της τροχιάς του - και η Γη περνάει ανάμεσα σε αυτόν και τον ήλιο. Οι σεληνιακές εκλείψεις μπορεί να είναι μερικές ή ολικές, αλλά ποτέ δακτυλιοειδείς. Η Γη είναι πολύ μεγάλη σε σχέση με το φεγγάρι για να χωρέσει μέσα στο δίσκο του ήλιου, όπως φαίνεται από το φεγγάρι.
Η ομπρέλα της Γης έχει μήκος 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα, η οποία είναι μεγαλύτερη από τρεις φορές την απόσταση μεταξύ της Γης και του φεγγαριού. Εάν βρισκόσασταν στο φεγγάρι, θα βλέπατε τη Γη να εμποδίζει τον ήλιο, αλλά αντί να βρίσκεστε σε απόλυτο σκοτάδι, θα παρακολουθούσατε κάτι πολύ παράξενο. Θα βλέπατε τη Γη λουσμένη σε ένα δαχτυλίδι κόκκινου φωτός. Αυτό είναι το φως του ήλιου που εκτρέπεται από την ατμόσφαιρα της Γης. Το φως του ήλιου υψηλότερης ενέργειας παραμορφώνεται εντελώς, αλλά το κόκκινο φως μπορεί να διεισδύσει στην ατμόσφαιρα και διαθλάται, σαν το φως που διέρχεται από ένα πρίσμα.
Αυτή η διάθλαση είναι ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι αναφέρονται σε μια σεληνιακή έκλειψη ως φεγγάρι αίματος. Το διαθλασμένο φως που φωτίζει τη σεληνιακή επιφάνεια μετατρέπει το φεγγάρι σε φάντασμα κόκκινο χρώμα. Επειδή ο δίσκος της Γης είναι πολύ μεγαλύτερος από αυτόν του φεγγαριού, η περίοδος ολότητας κατά τη διάρκεια μιας σεληνιακής έκλειψης μπορεί να διαρκέσει για 1 ώρα και 40 λεπτά. Και στις δύο πλευρές του συνόλου, ο ήλιος αποφράσσεται εν μέρει από τη Γη για άλλη μια ώρα περίπου. Μια σεληνιακή έκλειψη μπορεί να διαρκέσει έως και έξι ώρες από τη στιγμή που ο δίσκος της Γης αρχίζει να κρύβει το φεγγάρι τη στιγμή που απομακρύνεται εντελώς.
Προβλέποντας τις Εκλείψεις και τον Κύκλο του Σάρου
Οι συνθήκες στην επιφάνεια της Γης μπορεί να είναι απρόβλεπτες, αλλά οι κινήσεις της Γης και όλων των άλλων πλανητών δεν είναι. Οι επιστήμονες καταγράφουν αυτές τις κινήσεις, και εάν η περιοχή σας οφείλεται σε μια θεαματική έκλειψη, θα το γνωρίζετε για χρόνια πριν από την πραγματική εκδήλωση.
Από τους μεσοποταμικούς χρόνους, οι αστρονόμοι έχουν αναγνωρίσει ότι οι εκλείψεις συμβαίνουν σε κύκλους 18 ετών (στην πραγματικότητα, 18 χρόνια, 11 ημέρες, 8 ώρες) που ονομάζονται κύκλοι Σάρος. Στο τέλος ενός Σάρου, ο ήλιος παίρνει την ίδια θέση σε σχέση με τους κόμβους του φεγγαριού που είχε στην αρχή του κύκλου και ξεκινά ένας νέος κύκλος του Σάρου. Οι εκλείψεις σε κάθε κύκλο του Σάρου ακολουθούν το ίδιο μοτίβο με το προηγούμενο, με μικρές αλλαγές λόγω τροχιακών διαταραχών και άλλων παραγόντων.
Το γεγονός ότι οι ηλιακές εκλείψεις δεν συμβαίνουν στο ίδιο τμήμα της επιφάνειας της Γης σε διαστήματα 18 ετών οφείλεται στην περιστροφή της Γης. Όταν το συνειδητοποιούμε αυτό, οι αστρονόμοι της NASA δημιούργησαν ένα ημερολόγιο εκλείψεων καλό μέχρι το έτος 3000.