A különbség a gyűrűs és a teljes napfogyatkozás között

A nap és a hold földtől való relatív távolsága és relatív mérete felelős a csillagászat egyik legmegfelelőbb egybeeséséért.

Csak úgy történik, hogy a Nap és a Hold látszólagos korongjai, a Földről nézve, szinte pontosan azonos méretűek. Ez lehetővé teszi, hogy a hold csak eltakarja a napot, amikor áthalad a nap és a Föld között, és mivel a méret egyezés annyira pontos, a Földön az emberek láthatják a nap koronáját. Ennek az esélye csillagászati.

Amikor a hold elhalad a nap előtt, a Földön az emberek fogyatkozást tapasztalnak, de nem minden napfogyatkozás teljes. Néha a hold nem egyezik meg pontosan a nappal, és a teljes áramszünet helyett az emberek csak a napfényt látják sötétedni.

És néha a hold pályáján túl messze van a Földtől, hogy teljesen ellepje a napot, még akkor is, ha közvetlenül előtte halad el. Ez egy gyűrűs napfogyatkozás. Teljes napfogyatkozás lenne, ha a hold közelebb lenne.

A napfogyatkozások újholdak idején fordulnak elő. Ezzel szemben a holdfogyatkozás akkor következik be, amikor a hold tele van, és a Föld elmozdul közte és a nap között.

Ha a hold keringése ugyanazon a síkon lenne, mint a Föld keringése a Nap körül, akkor havonta látnánk nap- és holdfogyatkozást, de ez nem így van. A hold pályájának síkja 5,1 fokon hajlik a Föld pályájának síkjához. Ez további feltételeket jelent a fogyatkozás bekövetkezésére. Nem csak újholdnak vagy teliholdnak kell lennie, hanem a Holdnak is elég közel kell lennie a Föld pályájának síkjához, hogy el tudja zárni a nap egy részét.

A hold minden hónapban kétszer keresztezi a Föld pályájának síkját, egyszer a déli irányú ösvényen, egy másik pedig két héttel később, amikor észak felé halad. Ezeket az átkeléseket csomópontoknak nevezzük, és a napfogyatkozás bekövetkezéséhez a napnak 17 fokon belül kell lennie az egyik csomóponttól. Ez évente kétszer fordul elő. A nap naponta 0,99 fokot tesz meg, így körülbelül 34 napig egy csomópont közelében tartózkodik. Ezt a 34 napos időszakot hívják fogyatkozási szezonnak.

Egy adott napfogyatkozási szezonban egy napfogyatkozás és egy holdfogyatkozás van. A napfogyatkozási szezon azonban hosszabb, mint egy hónap, így két szolárium vagy két holdfogyatkozás fordulhat elő egyetlen évszak alatt.

A teljes napfogyatkozások a Föld felszínén meglehetősen keskeny ösvényen láthatók, a részleges fogyatkozások azonban sokkal szélesebb területen láthatók. Az emberek által látott napfogyatkozás típusa három tényezőtől függ:

• A Nap elválasztása a Hold csomópontjától.
• A Föld távolsága a naptól.
• A hold távolsága a Földtől.

A négyféle fogyatkozás előfordulhat:

Teljes: Ez a klasszikus napfogyatkozás, amelynek során a hold teljesen eltakarja a napot, és a hold ernyőjében lévő nézők láthatják a nap koronáját. Csak akkor fordulhat elő, ha a nap a hold csomópontjától néhány fokon belül van. Ugyanakkor a napnak elég messze kell lennie a Földtől ahhoz, hogy korongja elég kicsi legyen ahhoz, hogy ellepje a hold. A Holdnak a maga részéről elég közel kell lennie a Földhöz ahhoz, hogy elég nagy korongja legyen a nap eltakarására.

Részleges: Ha napfogyatkozási időszak következik be, de a nap messze van a teliholdi csomóponttól, a Földön néhány ember láthatja, hogy a Hold csak a nap egy részét blokkolja. Ez egy részleges fogyatkozás. Az ég kissé besötétedik, mivel a Nap korongjának egy része elhomályosul.

Gyűrűs: Gyűrűs napfogyatkozás akkor következik be, amikor a nap elég közel van egy csomóponthoz ahhoz, hogy a teljes napfogyatkozás bekövetkezhessen, de mégis megtörténik vagy túl közel van a Földhöz, vagy a hold túl messze van a Földtől ahhoz, hogy a hold korongja teljesen elduguljon a nap. Az umbra nézői a hold teljes korongját látják a nap előtt, körülötte egy fényes napfény-gyűrű.

Hibrid: A hibrid napfogyatkozás ritka. Akkor fordul elő, amikor a nap és a hold egy gyűrűs napfogyatkozást eredményez, de amint az umbra a Föld színén mozog, a Föld a görbület éppen annyira csökkenti a hold távolságát, hogy a hold korongja elég nagy legyen ahhoz, hogy teljesen elzárja a napot, és teljes napfogyatkozást teremtsen egy rövid idő.

A Földnek és a Holdnak is elliptikus pályája van. Csaknem 5 millió kilométer távolság van a Föld aphelionja, vagyis a Naptól való maximális távolság és a perihéliuma, vagy a minimális távolság között a Naptól. Ez körülbelül 1 ívperces különbséget jelent a látszólagos méretben.

A különbség a hold távolsága a Földtől az apogee (maximális távolság) és a perigee (minimális távolság) között kb. 50 000 kilométer, ami 4 ívperc látszólagos méretbeli különbséget eredményez, vagyis az átlag 13 százaléka méret. A hold relatív méretében jobban változik, mint a nap, ezért nagyobb hatással van az emberek által látott napfogyatkozás típusára.

Ahhoz, hogy egy napfogyatkozás gyűrűs legyen, a holdnak kisebbnek kell lennie, mint a nap. Ez határozottan akkor fordul elő, amikor a Föld a naphoz legközelebb áll, ami januárban történik, és a Hold a legtávolabb van.

A Föld pályája azonban nagyon közel áll ahhoz, hogy kör alakú legyen, így a nap látszólagos mérete nem változik annyira. Következésképpen egy gyűrűs napfogyatkozás júliusban is bekövetkezhet, ha a hold apogeuma van. Ha a napfogyatkozás akkor következik be, amikor a hold perigéjén tartózkodik, és amikor tele van, akkor „szuperholdként” jelenik meg, akkor biztosan nem fog látni gyűrűs napfogyatkozást, függetlenül attól, hogy az év melyik szakában van.

Gyűrűs napfogyatkozás esetén a hold teljesen elhalad a nap előtt, de a nap nem sötétedik meg teljesen. Ehelyett egy tűzgyűrű látszik a hold árnyékának szélei körül, és ez a napfény részben megvilágítja az eget, egyfajta kísérteties szürkületet keltve. Mivel a nap gyűrűs napfogyatkozás közben még mindig látható, közvetlenül a napfogyatkozásra nézni még veszélyesebb, mint a teljes napfogyatkozás.

Amikor meglátja a teljes napfogyatkozás diagramját, látja a hold árnyékát vagy umbráját, amelyet kúpként ábrázolnak, amely a Föld felszínének egy pontjára elvékonyodik. Az umbra belsejében lévő terület átmérője körülbelül 100 mérföld, és bárki belül teljes napfogyatkozást lát. A hold együttes mozgása és a Föld forgása miatt az umbra mozog a jellegzetes ösvény a Föld felszíne mentén 1000 és 3000 mph közötti sebességgel, attól függően szélességi kör.

Ha megvizsgálja a gyűrűs napfogyatkozási diagramot, látni fogja, hogy az umbra a Föld felszíne felett bizonyos távolságra fókuszba kerül. A földhöz kötött nézőket, akik túl vannak ezen a fókuszponton, nem vetik teljes árnyékba, mint a teljes napfogyatkozás során. A nap külső gyűrűjének fénye - onnan, ahonnan a "gyűrű alakú" név származik - túlmutat az umbra gyújtópontján és megvilágítja a mögötte lévő régiót. A napfény csökken, de nem olt ki, így a súlyos felhőtakaróhoz hasonló hatást vált ki.

Az emberek legfeljebb 7 1/2 percig lehetnek tanúi a teljességnek, mielőtt az umbra kelet felé mozdulna. A nézők az umbrán kívül hosszabb ideig a penumbra vagy részleges árnyékban maradnak. Amit a penumbrában látnak, az a hold árnyéka elzárja a nap korongjának csak egy részét. Ezzel szemben a gyűrűs napfogyatkozás akár 12 1/2 percig is tarthat. A hosszabbítás a Hold korongjának látszólagos kisebb méretének köszönhető. Kisebb méreténél fogva nagyobb távolságot kell megtennie a nap arcán.

Az adott napfogyatkozási szezonban legalább egy holdfogyatkozás két héttel a napfogyatkozás előtt vagy után következik be. Ne feledje, hogy a holdfogyatkozások akkor fordulnak elő, amikor a hold tele van - vagyis pályája másik végén van -, és a Föld áthalad a nap és a nap között. A holdfogyatkozások lehetnek részlegesek vagy teljesek, de soha nem gyűrűsek. A Föld a Holdhoz képest túl nagy ahhoz, hogy elférjen a nap korongján, a Holdról nézve.

A Föld ernyője 1,4 millió km hosszú, ami több mint háromszorosa a Föld és a Hold közötti távolságnak. Ha a Holdon lennél, látnád, hogy a Föld elzárja a napot, de a teljes sötétség helyett valami nagyon furcsa szemtanúja lehetsz. Látnád, hogy a Föld vörös fény gyűrűjében fürdik. Ezt a napfényt tereli el a Föld légköre. A magasabb energiájú napfény teljesen elhajlik, de a vörös fény képes behatolni az atmoszférába, és megtörik, hasonlóan a fényhez, amely áthalad a prizmán.

Ez a fénytörés az oka annak, hogy az emberek a holdfogyatkozást vérholdnak nevezik. A holdfelszínt megvilágító törött fény kísérteties vörös színt kölcsönöz a Holdnak. Mivel a Föld korongja sokkal nagyobb, mint a Holdé, a holdfogyatkozás alatt a teljes időtartam akár 1 óra 40 percig is tarthat. A teljesség két oldalán a napot a Föld részben elzárja még egy óráig. A holdfogyatkozás akár hat órán át is tarthat attól a pillanattól kezdve, hogy a Föld korongja elrejti a holdat, egészen a teljes elmozdulás pillanatáig.

A Föld felszínén a körülmények kiszámíthatatlanok lehetnek, de a Föld és az összes többi bolygó mozgása nem. A tudósok katalogizálják ezeket a mozdulatokat, és ha a környéked egy látványos napfogyatkozásnak köszönhető, akkor évekkel a tényleges esemény előtt tudsz róla.

A mezopotámiai idők óta a csillagászok felismerték, hogy a napfogyatkozások Saros-ciklusoknak nevezett 18 éves ciklusokban (valójában 18 év, 11 nap, 8 óra) fordulnak elő. Az egyik Saros végén a nap ugyanazt a pozíciót veszi fel a Hold csomópontjai tekintetében, mint amilyen a ciklus elején volt, és új Saros-ciklus kezdődik. Az egyes Saros-ciklusok napfogyatkozásai ugyanazt a mintát követik, mint az előzőnél, apró változásokkal járnak az orbitális zavarok és egyéb tényezők miatt.

Az a tény, hogy a napfogyatkozások nem fordulnak elő a Föld felszínének ugyanazon részén 18 éves időközönként, a Föld forgásának köszönhető. Ennek figyelembe vételével a NASA csillagászai létrehozták a napfogyatkozások naptára 3000-ig jó.