La differenza tra un'eclissi anulare e un'eclissi totale

Le distanze relative del sole e della luna dalla Terra e le loro dimensioni relative sono responsabili di una delle coincidenze più fortuite in astronomia.

Si dà il caso che i dischi apparenti del sole e della luna, visti dalla Terra, abbiano quasi esattamente le stesse dimensioni. Ciò consente alla luna di coprire semplicemente il sole mentre passa tra il sole e la Terra, e poiché la corrispondenza delle dimensioni è così esatta, le persone sulla Terra possono vedere la corona del sole. Le probabilità che ciò accada sono, beh, astronomiche.

Quando la luna passa davanti al sole, le persone sulla Terra sperimentano un'eclissi, ma non tutte le eclissi sono totali. A volte la luna non si allinea esattamente con il sole, e invece di un blackout totale, le persone vedono solo la luce del sole attenuarsi.

E a volte, la luna è troppo lontana dalla Terra nella sua orbita per coprire completamente il sole, anche quando le passa direttamente davanti. Questa è un'eclissi anulare. Sarebbe un'eclissi solare totale se la luna fosse più vicina.

Le eclissi solari si verificano durante le lune nuove. Al contrario, un'eclissi lunare si verifica quando la luna è piena e la Terra si muove tra essa e il sole.

Se l'orbita della luna fosse sullo stesso piano dell'orbita della Terra intorno al sole, vedremmo un'eclissi solare e lunare ogni mese, ma non è così. Il piano dell'orbita lunare è inclinato di 5,1 gradi rispetto al piano dell'orbita terrestre. Ciò aggiunge una condizione aggiuntiva affinché si verifichi un'eclissi. Non solo deve essere luna nuova o piena, ma deve anche essere abbastanza vicina al piano dell'orbita terrestre da bloccare parte del sole.

Ogni mese, la luna attraversa il piano dell'orbita terrestre due volte, una volta nel suo percorso verso sud e un'altra volta due settimane dopo quando è sul suo percorso verso nord. Questi incroci sono chiamati nodi e, affinché si verifichi un'eclissi, il sole deve trovarsi entro 17 gradi da uno dei nodi. Ciò si verifica due volte l'anno. Il sole viaggia a 0,99 gradi al giorno, quindi rimane nelle vicinanze di un nodo per circa 34 giorni. Questo periodo di 34 giorni è chiamato stagione delle eclissi.

Durante una data stagione di eclissi, c'è un'eclissi solare e un'eclissi lunare. Tuttavia, una stagione di eclissi dura più di un mese, quindi è possibile che si verifichino due eclissi solari o due lunari durante una singola stagione.

Le eclissi solari totali sono visibili lungo un percorso abbastanza stretto sulla superficie terrestre, ma le eclissi parziali sono visibili su un'area molto più ampia. Il tipo di eclissi che le persone vedono dipende da tre fattori:

• La separazione del sole dal nodo della luna.
• La distanza della Terra dal sole.
• La distanza della luna dalla Terra.

I quattro tipi di eclissi che possono verificarsi sono i seguenti:

Totale: Questa è la classica eclissi solare durante la quale la luna copre completamente il sole e gli spettatori nell'ombra della luna sono in grado di vedere la corona del sole. Può verificarsi solo se il sole si trova a pochi gradi dal nodo lunare. Allo stesso tempo, il sole deve essere abbastanza lontano dalla Terra perché il suo disco sia abbastanza piccolo da essere coperto dalla luna. La luna, da parte sua, deve essere abbastanza vicina alla Terra da avere un disco abbastanza grande da coprire il sole.

Parziale: Quando si verifica una stagione di eclissi, ma il sole è lontano da un nodo durante la luna piena, alcune persone sulla Terra possono vedere la luna che blocca solo una parte del sole. Questa è un'eclissi parziale. Il cielo si scurisce leggermente mentre una parte del disco solare viene oscurata.

Anulare: Un'eclissi anulare si verifica quando il sole è abbastanza vicino a un nodo perché si verifichi un'eclissi totale, ma è o troppo vicino alla Terra o la luna è troppo lontana dalla Terra perché il disco lunare si blocchi completamente il Sole. Gli spettatori nell'ombra vedono il disco completo della luna di fronte al sole con un anello luminoso di luce solare che lo circonda.

Ibrido: Un'eclissi ibrida è rara. Si verifica quando il sole e la luna sono posizionati per creare un'eclissi anulare, ma mentre l'ombra si sposta sulla faccia della Terra, la Terra la curvatura riduce la distanza dalla luna quanto basta per rendere il disco lunare abbastanza grande da bloccare completamente il sole e creare un'eclissi totale per un poco tempo.

Sia la Terra che la Luna hanno orbite ellittiche. C'è una distanza di quasi 5 milioni di chilometri tra l'afelio della Terra, o distanza massima dal sole, e il suo perielio, o distanza minima dal sole. Ciò fa una differenza di circa 1 minuto d'arco nella dimensione apparente.

La differenza tra la distanza della luna dalla Terra all'apogeo (distanza massima) e al perigeo (distanza minima) è circa 50.000 chilometri, creando una differenza nella dimensione apparente di 4 minuti d'arco, o circa il 13% della sua media dimensione. La luna cambia più dimensioni relative del sole, quindi ha un effetto maggiore sul tipo di eclissi che le persone vedono.

Perché un'eclissi sia anulare, la luna deve apparire più piccola del sole. Ciò si verifica sicuramente quando la Terra è al suo massimo avvicinamento al sole, che accade a gennaio, e la luna è alla sua massima distanza.

Tuttavia, l'orbita della Terra è molto vicina all'essere circolare, quindi la dimensione apparente del sole non cambia così tanto. Di conseguenza, un'eclissi anulare potrebbe verificarsi anche a luglio se la luna è al suo apogeo. Se si verifica un'eclissi quando la luna è al perigeo e appare come una "superluna" quando è piena, sicuramente non vedrai un'eclissi anulare, indipendentemente dal periodo dell'anno.

Quando si verifica un'eclissi anulare, la luna passa completamente davanti al sole, ma il sole non si oscura completamente. Invece, un anello di fuoco è visibile attorno ai bordi dell'ombra della luna, e questa luce solare illumina parzialmente il cielo, creando una sorta di crepuscolo spettrale. Poiché il sole è ancora visibile durante un'eclissi anulare, guardare direttamente l'eclissi è ancora più pericoloso che guardare un'eclissi totale.

Quando vedi un diagramma di un'eclissi solare totale, vedi l'ombra della luna, o ombra, raffigurata come un cono che si assottiglia in un punto sulla superficie terrestre. L'area all'interno dell'ombra ha un diametro di circa 100 miglia e chiunque al suo interno vede un'eclissi totale. Il movimento combinato della luna e la rotazione della Terra fa sì che l'ombra si muova in a percorso caratteristico lungo la superficie terrestre ad una velocità compresa tra 1.000 e 3.000 mph, a seconda di latitudine.

Se esamini un diagramma di eclissi anulare, vedrai l'ombra venire a fuoco a una certa distanza sopra la superficie terrestre. Gli spettatori legati alla Terra, che sono al di là di questo punto focale, non sono spinti nell'ombra completa come durante un'eclissi totale. La luce dell'anello esterno del sole - da cui deriva il nome "anulare" - si estende oltre il punto focale dell'ombra e illumina la regione oltre. La luce del sole è ridotta, ma non estinta, creando un effetto simile a una pesante coltre di nuvole.

Le persone sono in grado di assistere alla totalità per non più di 7 minuti e mezzo prima che l'ombra si sposti verso est. Una volta fuori dall'ombra, gli spettatori rimangono nella penombra, o ombra parziale, per un periodo più lungo. Quello che vedono mentre sono nella penombra è l'ombra della luna che blocca solo una parte del disco solare. Al contrario, un'eclissi anulare può durare fino a 12 minuti e mezzo. Il tempo extra è dovuto alla minore dimensione apparente del disco lunare. In virtù delle sue dimensioni più piccole, ha più distanza da coprire nel suo percorso attraverso la faccia del sole.

In ogni stagione di eclissi, almeno un'eclissi lunare si verificherà due settimane prima o dopo un'eclissi solare. Ricorda, le eclissi lunari si verificano quando la luna è piena – cioè, è all'estremità opposta della sua orbita – e la Terra passa tra essa e il sole. Le eclissi lunari possono essere parziali o totali, ma mai anulari. La Terra è troppo grande rispetto alla luna per entrare nel disco del sole, visto dalla luna.

L'ombra terrestre è lunga 1,4 milioni di km, che è più di tre volte la distanza tra la Terra e la luna. Se fossi sulla luna, vedresti la Terra che blocca il sole, ma invece di essere nell'oscurità totale, assisteresti a qualcosa di molto strano. Vedresti la Terra immersa in un anello di luce rossa. Questa è la luce solare deviata dall'atmosfera terrestre. La luce solare ad alta energia viene completamente deviata, ma la luce rossa è in grado di penetrare nell'atmosfera e viene rifratta, proprio come la luce che passa attraverso un prisma.

Questa rifrazione è il motivo per cui le persone si riferiscono a un'eclissi lunare come a una luna di sangue. La luce rifratta che illumina la superficie lunare trasforma la luna in un colore rosso spettrale. Poiché il disco terrestre è molto più grande di quello della luna, il periodo di totalità durante un'eclissi lunare può durare fino a 1 ora e 40 minuti. Su entrambi i lati della totalità, il sole è parzialmente occluso dalla Terra per un'altra ora circa. Un'eclissi lunare può durare fino a sei ore dal momento in cui il disco terrestre inizia a nascondere la luna al momento in cui si allontana completamente.

Le condizioni sulla superficie terrestre possono essere imprevedibili, ma i movimenti della Terra e di tutti gli altri pianeti non lo sono. Gli scienziati catalogano questi movimenti e se la tua zona è prevista per una spettacolare eclissi solare, lo saprai anni prima dell'evento vero e proprio.

Sin dai tempi della Mesopotamia, gli astronomi hanno riconosciuto che le eclissi si verificano in cicli di 18 anni (in realtà, 18 anni, 11 giorni, 8 ore) chiamati cicli di Saros. Alla fine di un Saros, il sole assume rispetto ai nodi lunari la stessa posizione che aveva all'inizio del ciclo, e inizia un nuovo ciclo di Saros. Le eclissi in ciascun ciclo di Saros seguono lo stesso schema di quello precedente, con piccoli cambiamenti dovuti a perturbazioni orbitali e altri fattori.

Il fatto che le eclissi solari non si verifichino sulla stessa parte della superficie terrestre a intervalli di 18 anni è dovuto alla rotazione terrestre. Tenendo conto di ciò, gli astronomi della NASA hanno creato un calendario delle eclissi buono fino all'anno 3000.