Ero rengasmaisen ja täydellisen pimennyksen välillä

Auringon ja kuun suhteelliset etäisyydet maasta ja niiden suhteelliset koot ovat vastuussa yhdestä tähtitieteen satunnaisimmista sattumista.

Sattuu niin, että maasta katsottuna näkyvät auringon ja kuun kiekot ovat melkein täsmälleen saman kokoisia. Tämä antaa kuulle mahdollisuuden vain peittää aurinko kulkiessaan auringon ja maapallon välillä, ja koska kokovastaavuus on niin tarkka, ihmiset maapallolla voivat nähdä auringon koronan. Tämän todennäköisyydet ovat hyvin tähtitieteellisiä.

Kun kuu kulkee auringon edessä, ihmiset maan päällä kokevat pimennyksen, mutta kaikki pimennykset eivät ole täydellisiä. Joskus kuu ei ole täsmälleen auringon kanssa, ja täydellisen pimennyksen sijaan ihmiset näkevät vain auringonvalon himmenevän.

Ja toisinaan kuu on kiertoradallaan liian kaukana maasta peittääkseen auringon kokonaan, vaikka se ohittaisikin suoraan sen edestä. Tämä on rengasmainen pimennys. Se olisi täydellinen auringonpimennys, jos kuu olisi lähempänä.

Auringonpimennyksiä esiintyy uuden kuun aikana. Päinvastoin, kuunpimennys tapahtuu, kun kuu on täynnä ja maa liikkuu sen ja auringon välillä.

Jos kuun kiertorata olisi samalla tasolla kuin maapallon kiertorata auringon ympäri, näisimme auringon ja kuun pimennyksen joka kuukausi, mutta näin ei ole. Kuun kiertoradan taso on kallistettu 5,1 astetta maapallon kiertoradan tasoon. Se lisää ylimääräisen edellytyksen pimennyksen tapahtumiselle. Sen lisäksi, että sen on oltava uusi tai täysikuu, sen on oltava myös riittävän lähellä maapallon kiertoradan tasoa estääkseen osan auringosta.

Joka kuukausi kuu ylittää maapallon kiertoradan tason kahdesti, kerran eteläradallaan ja toisen kerran kaksi viikkoa myöhemmin, kun se on pohjoispuolella. Näitä risteyksiä kutsutaan solmuiksi, ja jotta pimennys tapahtuisi, auringon on oltava 17 asteen sisällä yhdestä solmusta. Tämä tapahtuu kahdesti vuodessa. Aurinko kulkee 0,99 astetta päivässä, joten se pysyy solmun läheisyydessä noin 34 päivää. Tätä 34 päivän jaksoa kutsutaan pimennykseksi.

Tietyn pimennyskauden aikana on yksi auringonpimennys ja yksi kuunpimennys. Pimennyskausi on kuitenkin pidempi kuin kuukausi, joten on mahdollista, että kaksi aurinko- tai kaksi kuunpimennystä esiintyy yhden kauden aikana.

Kokonaiset auringonpimennykset näkyvät melko kapealla polulla maapallon pinnalla, mutta osittaiset pimennykset näkyvät paljon laajemmalla alueella. Ihmiset näkevät pimennyksen tyypin riippuen kolmesta tekijästä:

• Auringon erottaminen kuun solmusta.
• Maan etäisyys auringosta.
• Kuun etäisyys maasta.

Neljä pimennystyyppiä, joita voi esiintyä, ovat seuraavat:

Kaikki yhteensä: Tämä on klassinen auringonpimennys, jonka aikana kuu peittää kokonaan auringon, ja kuun navassa olevat katsojat näkevät auringon koronan. Se voi tapahtua vain, jos aurinko on muutaman asteen sisällä kuun solmusta. Samaan aikaan auringon on oltava riittävän kaukana maasta, jotta sen kiekko on riittävän pieni kuun peittämiseksi. Kuun on puolestaan ​​oltava riittävän lähellä maata, jotta sillä olisi riittävän suuri levy peittämään aurinko.

Osittainen: Kun pimennyskausi tapahtuu, mutta aurinko on kaukana täyden kuun solmusta, jotkut maapallon ihmiset saattavat nähdä kuun estävän vain osan auringosta. Tämä on osittainen pimennys. Taivas pimenee hieman, kun osa aurinkokiekosta on peitossa.

Rengasmainen: Rengasmainen pimennys tapahtuu, kun aurinko on riittävän lähellä solmua täydellisen pimennyksen esiintymiseen, mutta se onkin joko liian lähellä maata tai kuu on liian kaukana maasta, jotta kuun levy ei tukkeudu kokonaan aurinko. Umbrassa olevat katsojat näkevät koko kuun kiekon auringon edessä, jota ympäröi kirkas auringonvalon rengas.

Hybridi: Hybridipimennys on harvinaista. Se tapahtuu, kun aurinko ja kuu asetetaan muodostamaan rengasmainen pimennys, mutta kun umbra liikkuu maapallon poikki, maapallon kaarevuus vähentää etäisyyttä kuuhun vain niin paljon, että kuun kiekko on riittävän suuri estämään kokonaan aurinko ja luomaan täydellisen pimennyksen lyhyt aika.

Sekä maalla että kuulla on elliptiset kiertoradat. Maan maapallon eli enimmäisetäisyyden auringosta ja sen perihelionin tai vähimmäisetäisyyden auringosta on lähes 5 miljoonan kilometrin etäisyys. Tämä tekee noin 1 kaariminuutin eron näennäisessä koossa.

Ero kuun etäisyydessä maapallosta apogeessa (suurin etäisyys) ja perigeessä (vähimmäisetäisyys) on noin 50000 kilometriä, mikä luo eron näennäisessä koossa 4 kaariminuuttia eli noin 13 prosenttia sen keskiarvosta koko. Kuu muuttuu suhteellisessa koossa enemmän kuin aurinko, joten sillä on enemmän vaikutusta ihmisten näkemiin pimennystyyppeihin.

Jotta pimennys olisi rengasmainen, kuun on oltava pienempi kuin aurinko. Tämä tapahtuu ehdottomasti, kun maapallo on lähinnä aurinkoa, mikä tapahtuu tammikuussa, ja kuu on kauimpana.

Maapallon kiertorata on kuitenkin hyvin lähellä pyöreää, joten auringon näennäinen koko ei muutu niin paljon. Tämän seurauksena rengasmainen pimennys voi tapahtua myös heinäkuussa, jos kuu on apogeillaan. Jos pimennys tapahtuu, kun kuu on perigeessä ja ilmestyy "superkuun", kun se on täynnä, et varmasti näe rengasmaista pimennystä riippumatta vuodenajasta.

Kun rengasmainen pimennys tapahtuu, kuu kulkee kokonaan auringon edestä, mutta aurinko ei pimeydy kokonaan. Sen sijaan kuun varjon reunojen ympärillä näkyy tulirengas, ja tämä auringonvalo osittain valaisee taivasta luoden eräänlaisen kummallisen hämärän. Koska aurinko on edelleen näkyvissä rengasmaisen pimennyksen aikana, katselu suoraan pimennykseen on jopa vaarallisempaa kuin täydellisen pimennyksen katselu.

Kun näet kaavion täydellisestä auringonpimennyksestä, näet kuun varjon tai umbran, joka on kuvattu kartiona, joka kapenee maapallon pisteeseen. Umbran sisällä oleva alue on halkaisijaltaan noin 100 mailia, ja kuka tahansa sen sisällä näkee täydellisen pimennyksen. Kuun ja maapallon pyörimisen yhdistetty liike saa umbran liikkumaan a: ssa tyypillinen polku maapalloa pitkin nopeudella 1 000–3 000 mph, riippuen leveysaste.

Jos tarkastelet rengasmaista pimennyskaaviota, huomaat, että umbra on kohdennettu tietyllä etäisyydellä maan pinnasta. Maan sitoutuneita katsojia, jotka ovat tämän keskipisteen ulkopuolella, ei työnnetä täydelliseen varjoon kuten täydellisen pimennyksen aikana. Auringon ulkokehän valo - josta nimi "rengasmainen" on peräisin - ulottuu umbran polttopisteen ulkopuolelle ja valaisee sen takana olevaa aluetta. Auringonvalo vähenee, mutta ei sammu, mikä luo samanlaisen vaikutuksen kuin raskas pilvisyys.

Ihmiset voivat todistaa kokonaisuuden enintään 7 1/2 minuuttia ennen kuin umbra liikkuu itään. Umbran ulkopuolella katsojat pysyvät penumbrassa tai osittain varjossa pidempään. Se, mitä he näkevät ollessaan penumbrassa, on kuun varjo, joka estää vain osan aurinkokiekosta. Sen sijaan rengasmainen pimennys voi kestää jopa 12 1/2 minuuttia. Lisäaika johtuu kuun kiekon pienemmästä näennäisestä koosta. Pienemmän koonsa ansiosta sillä on enemmän matkaa matkalla auringon polulla.

Millä tahansa pimennyskaudella vähintään yksi kuunpimennys tapahtuu joko kaksi viikkoa ennen auringonpimennystä tai sen jälkeen. Muista, että kuunpimennykset tapahtuvat, kun kuu on täynnä - ts. Se on kiertoradansa toisessa päässä - ja maa kulkee sen ja auringon välillä. Kuunpimennykset voivat olla osittaisia ​​tai täydellisiä, mutta eivät koskaan rengasmaisia. Maa on kuuhun nähden liian suuri, jotta se mahtuisi kiekon sisään kuusta nähden.

Maan umbra on 1,4 miljoonaa km pitkä, mikä on yli kolme kertaa suurempi kuin Maan ja Kuun välinen etäisyys. Jos olisit kuulla, näisit maapallon estävän aurinkoa, mutta sen sijaan, että olisit täydellisessä pimeydessä, todistaisit jotain hyvin outoa. Näisit maapallon kylpevän punaisen valon renkaassa. Tämä on maapallon ilmakehän ohjaama auringonvalo. Suurempaa energiaa sisältävä auringonvalo on täysin taipunut, mutta punainen valo kykenee tunkeutumaan ilmakehään ja taittuu, aivan kuten prisman läpi kulkeva valo.

Tämä taittuminen on syy, miksi ihmiset kutsuvat kuunpimennystä verikuuhun. Kuun pintaa valaiseva taittunut valo muuttaa kuun aavemaisen punaiseksi. Koska maapallon levy on niin paljon suurempi kuin kuun, kokonaisuusjakso kuunpimennyksen aikana voi kestää jopa tunnin ja 40 minuuttia. Maapallon molemmilla puolilla aurinko on osittain tukossa noin tunnin ajan. Kuunpimennys voi kestää niin kauan kuin kuusi tuntia siitä hetkestä, kun maapallon levy alkaa piilottaa kuun, siihen hetkeen, kun se siirtyy kokonaan pois.

Maapallon olosuhteet voivat olla arvaamattomat, mutta Maan ja kaikkien muiden planeettojen liikkeet eivät ole. Tutkijat luetteloivat nämä liikkeet, ja jos alueellesi johtuu upea auringonpimennys, tiedät siitä vuosia ennen varsinaista tapahtumaa.

Mesopotamian ajoista lähtien tähtitieteilijät ovat tunnistaneet, että pimennyksiä esiintyy 18 vuoden jaksoissa (itse asiassa 18 vuotta, 11 päivää, 8 tuntia), joita kutsutaan Saros-sykleiksi. Yhden Sarosin lopussa aurinko ottaa saman aseman kuun solmuihin nähden kuin syklin alussa, ja uusi Saros-sykli alkaa. Jokaisen Saros-syklin pimennykset noudattavat samaa mallia kuin edellisessä, pienillä muutoksilla kiertoradan häiriöiden ja muiden tekijöiden vuoksi.

Se, että auringonpimennyksiä ei tapahdu samassa osassa maapalloa 18 vuoden välein, johtuu maapallon pyörimisestä. NASAn tähtitieteilijät ovat luoneet a pimennysten kalenteri hyvä vuoteen 3000 asti.