Rõngakujulise ja täieliku varjutuse erinevus

Päikese ja Kuu suhteline kaugus Maast ja nende suhteline suurus põhjustavad astronoomia ühe juhusliku kokkulangevuse.

Nii juhtub, et Päikese ja Kuu näivad kettad on Maalt vaadatuna peaaegu täpselt sama suured. See võimaldab kuul päikese ja Maa vahel liikudes lihtsalt päikest katta ja kuna suuruse vaste on nii täpne, näevad inimesed Maal Päikese koroonat. Selle esinemise tõenäosus on hästi astronoomiline.

Kui kuu möödub päikese eest, kogevad inimesed Maal varjutust, kuid mitte kõik varjutused pole täielikud. Mõnikord ei asu kuu täpselt päikesega ja täieliku pimendamise asemel näevad inimesed ainult päikesevalgust hämardumas.

Ja mõnikord on kuu oma orbiidil Maast liiga kaugel, et päikest täielikult katta, isegi kui ta möödub otse tema eest. See on rõngakujuline varjutus. See oleks täielik päikesevarjutus, kui kuu oleks lähemal.

Päikesevarjutused tekivad noorkuu ajal. Ja vastupidi, kuuvarjutus toimub siis, kui kuu on täis ja Maa liigub selle ja päikese vahel.

Kui kuu orbiit oleks samal tasapinnal kui Maa orbiit ümber päikese, näeksime iga kuu päikese- ja kuuvarjutust, kuid see pole nii. Kuu orbiidi tasapind on 5,1 kraadi kaldus Maa orbiidi tasapinnaga. See lisab varjutuse tekkimiseks lisatingimuse. See ei pea olema mitte ainult uus või täiskuu, vaid ka kuu peab olema piisavalt lähedal Maa orbiidi tasandile, et osa päikesest blokeerida.

Igal kuul ületab kuu kaks korda Maa orbiidi tasapinna, üks kord lõuna suunas ja teine ​​kord kaks nädalat hiljem, kui ta on põhja suunas. Neid ristumisi nimetatakse sõlmedeks ja varjutuse tekkimiseks peab päike olema ühe sõlme piires 17 kraadi. See juhtub kaks korda aastas. Päike liigub päevas 0,99 kraadi, seega püsib ta sõlme läheduses umbes 34 päeva. Seda 34-päevast perioodi nimetatakse varjutushooajaks.

Antud varjutushooajal on üks päikesevarjutus ja üks kuuvarjutus. Varjutusperiood on siiski pikem kui kuu, seega on ühe hooaja jooksul võimalik kaks päikesevarjutust või kaks kuuvarjutust.

Kogu päikesevarjutus on nähtav Maa pinnal üsna kitsa tee ääres, kuid osalised varjutused on nähtavad palju laiemal alal. Inimeste varjutuse tüüp sõltub kolmest tegurist:

• Päikese eraldamine kuu sõlmest.
• Maa kaugus päikesest.
• Kuu kaugus Maast.

Neli varjutustüüpi, mis võivad esineda, on järgmised:

Kokku: See on klassikaline päikesevarjutus, mille jooksul kuu katab täielikult päikese ja kuu umbraas vaatajad näevad päikese koroonat. See võib ilmneda ainult siis, kui päike on mõne kraadi ulatuses Kuu sõlmest. Samal ajal peab päike olema Maast piisavalt kaugel, et tema ketas oleks piisavalt väike, et seda saaks kuu katta. Kuu peab omalt poolt olema Maale piisavalt lähedal, et sellel oleks piisavalt suur ketas päikese katmiseks.

Osaline: Kui toimub päikesevarjutuse hooaeg, kuid päike pole täiskuu sõlmest kaugel, võivad mõned inimesed Maal näha, et kuu blokeerib ainult osa päikesest. See on osaline varjutus. Taevas tumeneb veidi, kuna osa päikesekettast on varjatud.

Rõngakujuline: Rõngakujuline päikesevarjutus toimub siis, kui päike on täieliku varjutuse tekkimiseks sõlme lähedal, kuid see on nii kas liiga Maale lähedal või kuu on Maast liiga kaugel, et Kuu ketas täielikult blokeeruks päike. Umbra vaatajad näevad päikese ees kogu kuu ketast, mida ümbritseb ere päikesevalgus.

Hübriid: Hübriidvarjutust esineb harva. See juhtub siis, kui päike ja kuu on paigutatud rõngakujulise varjutuse loomiseks, kuid kui umbra liigub üle kogu Maa, on Maa kumerus vähendab kaugust kuuni just nii palju, et kuu ketas oleks piisavalt suur, et täielikult päikest blokeerida ja tekitada täielik varjutus lühike aeg.

Nii Maal kui ka Kuul on elliptilised orbiidid. Maa afeeli ehk maksimaalse kauguse päikesest ja selle periheelist ehk minimaalsest kaugusest päikesest on peaaegu 5 miljonit kilomeetrit. See muudab näiva suuruse erinevuseks umbes 1 kaareminutit.

Kuu kaugus Maast apogee (maksimaalne kaugus) ja perigees (minimaalne kaugus) erinevus on umbes 50 000 kilomeetrit, tekitades näiva suuruse erinevuse 4 kaareminutit ehk umbes 13 protsenti selle keskmisest suurus. Kuu suhteline suurus muutub rohkem kui päike, nii et see mõjutab rohkem seda tüüpi päikesevarjutust, mida inimesed näevad.

Et varjutus oleks rõngakujuline, peab kuu paistma päikesest väiksem. See juhtub kindlasti siis, kui Maa on päikesele kõige lähemal, mis juhtub jaanuaris, ja kuu on kõige kaugemal.

Maa orbiit on aga ümmarguse ringile väga lähedal, nii et päikese näiline suurus ei muutu nii palju. Järelikult võib rõngakujuline varjutus toimuda ka juulis, kui kuu on apogees. Kui päikesevarjutus toimub siis, kui kuu on perigees, ja ilmub siis, kui see on täis, "ülikuuna", ei näe te kindlasti rõngakujulist varjutust, olenemata sellest, mis aastaajal see on.

Rõngakujulise varjutuse korral möödub kuu täielikult päikese ees, kuid päike ei tumene täielikult. Selle asemel on kuu varju servade ümber nähtav tulerõngas ja see päikesevalgus valgustab taevast osaliselt, tekitades omamoodi kummitusliku hämaruse. Kuna rõngakujulise varjutuse ajal on päike endiselt nähtav, on otse päikesevarjutuse poole vaatamine veelgi ohtlikum kui täieliku varjutuse vaatamine.

Kui näete täieliku päikesevarjutuse skeemi, näete kuu varju või umbra, mis on kujutatud koonusena, mis kitseneb punktini Maa pinnal. Umbra sees olev ala on umbes 100 miili läbimõõduga ja kõik selles olijad näevad täielikku varjutust. Kuu ühine liikumine ja Maa pöörlemine põhjustab umbra liikumist a iseloomulik rada piki Maa pinda kiirusega 1000 kuni 3000 mi / h, sõltuvalt laiuskraad.

Kui uurite rõngakujulist päikesevarjutuse skeemi, näete umbra fookusesse mingil kaugusel Maa pinnast. Maaga seotud vaatajaid, kes asuvad sellest fookuspunktist väljaspool, ei suruta täielikku varju, nagu nad on täieliku varjutuse ajal. Päikese välimisest ringist tulev valgus - kust pärineb nimi "rõngakujuline" - ulatub umbra fookuspunktist kaugemale ja valgustab väljaspool asuvat piirkonda. Päikesevalgus väheneb, kuid ei kustu, tekitades samasuguse efekti nagu tugev pilvekate.

Inimesed saavad terviklikkuse tunnistajaks olla kuni 7 1/2 minutit, enne kui umbra liigub itta. Umbra väljapoole jäädes jäävad vaatajad pikemaks ajaks penumbrasse ehk osalisse varju. Mida nad näevad penumbras olles, on kuu vari, mis blokeerib ainult osa päikesekettast. Seevastu rõngakujuline varjutus võib kesta kuni 12 1/2 minutit. Lisaaeg on tingitud kuu ketta väiksema näilise suuruse tõttu. Väiksema suuruse tõttu on sellel kogu päikesekiirte läbimiseks rohkem vahemaad.

Igal konkreetsel varjutushooajal toimub vähemalt üks kuuvarjutus kas kaks nädalat enne või pärast päikesevarjutust. Pidage meeles, et kuuvarjutused juhtuvad siis, kui kuu on täis - see tähendab, et see asub orbiidi teises otsas - ja Maa möödub tema ja päikese vahel. Kuu varjutused võivad olla osalised või täielikud, kuid mitte kunagi rõngakujulised. Maa on kuu suhtes liiga suur, et mahtuda päikeseketta sisse, vaadatuna Kuult.

Maa umbra pikkus on 1,4 miljonit km, mis on rohkem kui kolm korda suurem Maa ja Kuu vahekaugusest. Kui oleksite Kuul, näeksite Maad, mis blokeerib päikest, kuid täieliku pimeduse asemel näete midagi väga imelikku. Sa näeksid, kuidas Maa supleb punase valguse rõngas. See on päikesevalgus, mida Maa atmosfäär suunab tagasi. Suurema energiaga päikesevalgus on täielikult kõrvale kaldunud, kuid punane valgus suudab tungida atmosfääri ja murdub, umbes nagu valgus, mis läbib prisma.

See murdumine on põhjus, miks inimesed nimetavad kuuvarjutust verekuuks. Kuu pinda valgustav murdunud valgus muudab kuu kummituslikult punaseks. Kuna Maa ketas on kuust palju suurem, võib kuuvarjutuse perioodi totaalsusperiood kesta isegi 1 tund ja 40 minutit. Mõlemal pool totaalsust on Maa veel umbes tund aega osaliselt päikese käes. Kuuvarjutus võib kesta kuni kuus tundi alates hetkest, mil Maa ketas hakkab kuud peitma, kuni selle täieliku eemaldumiseni.

Tingimused Maa pinnal võivad olla ettearvamatud, kuid Maa ja kõigi teiste planeetide liikumised mitte. Teadlased kataloogivad need liikumised ja kui teie piirkonnas toimub suurejooneline päikesevarjutus, saate sellest teada aastaid enne tegelikku sündmust.

Alates Mesopotaamia ajast on astronoomid tõdenud, et varjutused toimuvad 18-aastaste tsüklitena (tegelikult 18 aastat, 11 päeva, 8 tundi), mida nimetatakse Sarose tsükliteks. Ühe Sarose lõpus võtab päike kuu sõlmede suhtes sama positsiooni, mis tal oli tsükli alguses, ja algab uus Sarose tsükkel. Iga Sarose tsükli varjutused järgivad sama mustrit nagu eelmises, väikeste muutustega orbiidi häirete ja muude tegurite mõjul.

Asjaolu, et päikesevarjutusi ei toimu samal maa pinnal 18-aastase intervalliga, on tingitud Maa pöörlemisest. Seda arvesse võttes on NASA astronoomid loonud a varjutuste kalender hea kuni aastani 3000.