Razlika između prstenaste i potpune pomrčine

Relativne udaljenosti sunca i mjeseca od Zemlje i njihove relativne veličine odgovorne su za jednu od najsretnijih slučajnosti u astronomiji.

Slučajno se dogodi da su vidljivi sunčevi i mjesečevi diskovi, gledano sa Zemlje, gotovo potpuno jednake veličine. To omogućava mjesecu da samo prekriva sunce dok prolazi između sunca i Zemlje, a budući da je podudaranje veličine tako točno, ljudi na Zemlji mogu vidjeti sunčevu koronu. Izgledi da se to dogodi su, pa, astronomski.

Kad mjesec prijeđe ispred sunca, ljudi na Zemlji dožive pomrčinu, ali nisu sve pomrčine ukupne. Mjesec se ponekad ne poklapa točno sa suncem, a umjesto potpunog zamračenja ljudi samo vide kako sunčeva svjetlost postaje prigušena.

A ponekad je i Mjesec previše daleko od Zemlje u svojoj orbiti da bi u potpunosti mogao prekriti Sunce, čak i kad prolazi neposredno ispred njega. Ovo je prstenasta pomrčina. Bila bi potpuna pomrčina Sunca da je mjesec bliži.

Pomrčine Sunca događaju se tijekom mlađaka. Suprotno tome, pomrčina Mjeseca događa se kad je mjesec pun, a Zemlja se kreće između njega i Sunca.

Da je mjesečeva orbita na istoj ravni kao i Zemljina oko Sunca, vidjeli bismo pomrčinu Sunca i Mjeseca svakog mjeseca, ali to nije slučaj. Ravnina mjesečeve putanje nagnuta je za 5,1 stupnjeva prema ravnini Zemljine putanje. To dodaje dodatni uvjet da se dogodi pomrčina. Ne samo da to mora biti novi ili puni mjesec, već i mjesec mora biti dovoljno blizu ravnine Zemljine orbite da blokira dio sunca.

Mjesec svakog mjeseca dva puta prijeđe ravninu Zemljine orbite, jednom na južnom putu, a drugi put dva tjedna kasnije, kada je na sjevernom putu. Ta se prijelaza nazivaju čvorovi, a da bi se dogodila pomrčina, sunce mora biti unutar 17 stupnjeva od jednog od čvorova. To se događa dva puta godišnje. Sunce putuje 0,99 stupnjeva dnevno, tako da ostaje u blizini čvora oko 34 dana. Ovo 34-dnevno razdoblje naziva se sezona pomrčine.

Tijekom dane sezone pomrčine postoji jedna pomrčina Sunca i jedna pomrčina Mjeseca. Ipak je sezona pomrčine duža od mjesec dana, pa je moguće da se tijekom jedne sezone dogode dvije pomrčine Sunca ili dvije Mjesečeve.

Potpune pomrčine Sunca vidljive su na prilično uskom putu na površini Zemlje, ali djelomične pomrčine vidljive su na mnogo širem području. Vrsta pomrčine koju ljudi vide ovisi o tri čimbenika:

• Odvajanje sunca od mjesečevog čvora.
• Udaljenost Zemlje od sunca.
• Udaljenost Mjeseca od Zemlje.

Četiri vrste pomrčina koje se mogu dogoditi su sljedeće:

Ukupno: Ovo je klasična pomrčina Sunca tijekom koje mjesec u potpunosti prekriva sunce, a gledatelji u mjesečevoj umbri mogu vidjeti sunčevu krunu. Može se dogoditi samo ako se Sunce nalazi na nekoliko stupnjeva od Mjesečevog čvora. Istodobno, sunce mora biti dovoljno udaljeno od Zemlje da bi njegov disk bio dovoljno malen da ga mjesec može prekriti. Mjesec sa svoje strane mora biti dovoljno blizu Zemlje da ima disk dovoljno velik da pokrije sunce.

Djelomično: Kada se dogodi sezona pomrčine, ali Sunce je daleko od čvora pri punom mjesecu, neki ljudi na Zemlji mogu vidjeti mjesec kako blokira samo dio sunca. Ovo je djelomična pomrčina. Nebo lagano potamni jer je dio sunčevog diska zaklonjen.

Prstenasti: Prstenasta pomrčina događa se kad je Sunce dovoljno blizu čvora da se dogodi potpuna pomrčina, ali to je ili preblizu Zemlji ili je Mjesec predaleko od Zemlje da bi Mjesečev disk mogao u potpunosti blokirati sunce. Gledatelji u umbi vide kompletni mjesečev disk ispred sunca sa svijetlim prstenom sunčeve svjetlosti koji ga okružuje.

Hibrid: Hibridna pomrčina je rijetka. To se događa kada su Sunce i Mjesec postavljeni tako da stvaraju prstenastu pomrčinu, ali dok se umbra kreće po površini Zemlje, Zemljina zakrivljenost smanjuje udaljenost do Mjeseca tek toliko da Mjesečev disk postane dovoljno velik da u potpunosti blokira Sunce i stvori potpunu pomrčinu za kratko vrijeme.

I Zemlja i Mjesec imaju eliptične orbite. Udaljenost između Zemljinog afela, odnosno maksimalna udaljenost od sunca i njegovog perihela, ili minimalna udaljenost od sunca je gotovo 5 milijuna kilometara. To čini prividnu veličinu od oko 1 lučne minute.

Razlika u udaljenosti Mjeseca od Zemlje u apogeju (maksimalna udaljenost) i perigeju (minimalna udaljenost) je oko 50 000 kilometara, stvarajući razliku u prividnoj veličini od 4 lučne minute, ili oko 13 posto prosjeka veličina. Mjesec se mijenja u relativnoj veličini više od sunca, pa ima veći utjecaj na vrstu pomrčine koju ljudi vide.

Da bi pomrčina bila prstenasta, mjesec se mora činiti manjim od sunca. To se definitivno događa kada je Zemlja najbliže Suncu, što se događa u siječnju, a mjesec je na najudaljenijoj udaljenosti.

Međutim, orbita Zemlje vrlo je blizu kružnoj, pa se prividna veličina sunca ne mijenja toliko. Slijedom toga, prstenasta pomrčina mogla bi se dogoditi i u srpnju ako je mjesec u apogeju. Ako se pomrčina dogodi kada je mjesec u perigeju i kad se napuni pojavi se kao "supermjesec", zasigurno nećete vidjeti prstenastu pomrčinu, bez obzira koje doba godine je.

Kad se dogodi prstenasta pomrčina, mjesec potpuno prolazi ispred sunca, ali sunce ne potamni u potpunosti. Umjesto toga, oko rubova mjesečeve sjene vidljiv je vatreni prsten, a ova sunčeva svjetlost djelomično osvjetljava nebo stvarajući neku vrstu sablasnog sumraka. Budući da je sunce još uvijek vidljivo tijekom prstenaste pomrčine, gledanje izravno u pomrčinu još je opasnije od gledanja potpune pomrčine.

Kad vidite dijagram potpune pomrčine Sunca, vidite mjesečevu sjenu ili umbru, prikazanu kao konus koji se sužava do točke na površini Zemlje. Područje unutar umbre ima promjer od oko 100 milja i bilo tko unutar njega vidi potpunu pomrčinu. Kombinirano kretanje mjeseca i rotacija Zemlje uzrokuje pomicanje umbre u karakterističan put duž Zemljine površine brzinom između 1.000 i 3.000 mph, ovisno o zemljopisna širina.

Ako proučite dijagram prstenaste pomrčine, vidjet ćete kako se umbra fokusira na određenoj udaljenosti iznad površine Zemlje. Zemaljski gledatelji, koji su izvan ove žarišne točke, nisu bačeni u potpunu sjenu kao tijekom potpune pomrčine. Svjetlost iz vanjskog sunčevog prstena - odakle potječe naziv "prstenasti" - širi se izvan žarišne točke umbre i osvjetljava područje izvan. Sunčeva svjetlost se smanjuje, ali ne gasi, stvarajući učinak sličan jakom naoblaci.

Ljudi su u stanju svjedočiti totalitetu najviše 7 1/2 minute prije nego što se umbra pomakne prema istoku. Kad se nađu izvan umbre, gledatelji ostaju u penumbri ili djelomičnoj sjeni duže vrijeme. Ono što vide dok je u penumbri je mjesečeva sjena koja blokira samo dio sunčevog diska. Suprotno tome, prstenasta pomrčina može trajati do 12 1/2 minuta. Dodatno vrijeme posljedica je manje prividne veličine mjesečevog diska. Zahvaljujući svojoj manjoj veličini, ima veću udaljenost za prelazak na putu prema sunčevom licu.

U bilo kojoj sezoni pomrčine dogodit će se najmanje jedna pomrčina Mjeseca ili dva tjedna prije ili nakon pomrčine Sunca. Zapamtite, pomrčine Mjeseca događaju se kad je Mjesec pun - to jest, nalazi se na suprotnom kraju svoje orbite - i Zemlja prolazi između njega i Sunca. Pomrčine Mjeseca mogu biti djelomične ili potpune, ali nikada prstenaste. Zemlja je prevelika u odnosu na Mjesec da bi mogla stati unutar sunčevog diska, kao što se vidi s Mjeseca.

Zemljina umbra duga je 1,4 milijuna km, što je više od tri puta udaljenost između Zemlje i Mjeseca. Da ste na Mjesecu, vidjeli biste Zemlju kako blokira sunce, ali umjesto da budete u potpunoj tami, svjedočili biste nečemu vrlo čudnom. Vidjeli biste Zemlju okupanu prstenom crvene svjetlosti. Ovo je sunčeva svjetlost koju odbija Zemljina atmosfera. Sunčeva svjetlost više energije potpuno je skrenuta, ali crvena svjetlost može prodrijeti u atmosferu i lomi se, slično kao svjetlost koja prolazi kroz prizmu.

Ovo prelamanje je razlog zašto ljudi pomrčinu Mjeseca nazivaju krvavim mjesecom. Lomljena svjetlost koja osvjetljava mjesečevu površinu pretvara mjesec u sablasno crvenu boju. Budući da je Zemljin disk toliko veći od mjesečevog, razdoblje ukupnosti tijekom pomrčine Mjeseca može trajati čak 1 sat i 40 minuta. S obje strane ukupnosti, Zemlja je djelomično začepljena suncem još otprilike sat vremena. Pomrčina Mjeseca može trajati čak šest sati od trenutka kada Zemljin disk počne skrivati ​​Mjesec do trenutka kada se potpuno odmakne.

Uvjeti na površini Zemlje mogu biti nepredvidljivi, ali kretanje Zemlje i svih ostalih planeta nisu. Znanstvenici katalogiziraju ta kretanja, a ako je za vaše područje potrebna spektakularna pomrčina Sunca, znat ćete o tome godinama prije stvarnog događaja.

Još od mezopotamskog doba astronomi su prepoznali da se pomrčine događaju u 18-godišnjim ciklusima (zapravo 18 godina, 11 dana, 8 sati) koji se nazivaju Sarosovim ciklusima. Na kraju jednog Sarosa Sunce zauzima isti položaj s obzirom na mjesečeve čvorove koje je imalo na početku ciklusa i započinje novi Sarosov ciklus. Pomrčine u svakom Sarosovom ciklusu slijede isti obrazac kao i onaj prije, s malim promjenama uslijed orbitalnih poremećaja i drugih čimbenika.

Činjenica da se pomrčine Sunca ne događaju na istom dijelu Zemljine površine u intervalima od 18 godina posljedica je Zemljine rotacije. Kada su to uzeli u obzir, NASA-ini astronomi stvorili su kalendar pomrčina dobro do 3000. godine.