Atšķirība starp gredzenveida un pilnīgu aptumsumu

Saules un Mēness relatīvais attālums no Zemes un to relatīvie izmēri ir atbildīgi par vienu no nejaušākajām astronomijas sakritībām.

Tā notiek, ka šķietamie Saules un Mēness diski, skatoties no Zemes, ir gandrīz tieši tāda paša izmēra. Tas ļauj Mēnesim vienkārši nosegt sauli, kad tas iet starp sauli un Zemi, un, tā kā izmēru atbilstība ir tik precīza, cilvēki uz Zemes var redzēt Saules vainagu. Izredzes uz šo notikumu ir arī astronomiskas.

Kad mēness paiet saules priekšā, cilvēki uz Zemes piedzīvo aptumsumu, taču ne visi aptumsumi ir pilnīgi. Dažreiz mēness nav tieši vienā līnijā ar sauli, un pilnīgas aptumšošanas vietā cilvēki redz, kā saules gaisma kļūst vājāka.

Dažreiz mēness atrodas pārāk tālu no Zemes savā orbītā, lai pilnībā aizsegtu sauli, pat ja tas iet tieši priekšā. Tas ir gredzenveida aptumsums. Ja Mēness būtu tuvāk, tas būtu pilnīgs Saules aptumsums.

Saules aptumsumi notiek jauno mēness laikā. Un otrādi, Mēness aptumsums notiek, kad mēness ir pilns un Zeme pārvietojas starp to un sauli.

Ja Mēness orbīta būtu vienā un tajā pašā plaknē ar Zemes orbītu ap Sauli, mēs katru mēnesi redzētu Saules un Mēness aptumsumu, taču tas tā nav. Mēness orbītas plakne 5,1 grādos ir slīpa Zemes orbītas plaknei. Tas rada papildu nosacījumu, lai notiktu aptumsums. Tam jābūt ne tikai jaunam vai pilnmēnesim, bet arī Mēnesim jābūt pietiekami tuvu Zemes orbītas plaknei, lai bloķētu daļu Saules.

Katru mēnesi Mēness divas reizes šķērso Zemes orbītas plakni, vienu reizi pa savu ceļu uz dienvidiem un vēl vienu reizi pēc divām nedēļām, kad atrodas uz ziemeļrietumiem. Šos krustojumus sauc par mezgliem, un, lai notiktu aptumsums, saulei jābūt 17 grādu attālumā no viena no mezgliem. Tas notiek divas reizes gadā. Saule ceļo 0,99 grādus dienā, tāpēc tā mezgla tuvumā uzturas apmēram 34 dienas. Šo 34 dienu periodu sauc par aptumsuma sezonu.

Noteiktā aptumsuma sezonā ir viens Saules aptumsums un viens Mēness aptumsums. Aptumsuma sezona tomēr ir garāka par mēnesi, tāpēc vienā sezonā var notikt divi Saules vai divi Mēness aptumsumi.

Kopējie Saules aptumsumi ir redzami pa diezgan šauru ceļu uz Zemes virsmas, bet daļēji aptumsumi ir redzami daudz plašākā apgabalā. Cilvēku redzamā aptumsuma veids ir atkarīgs no trim faktoriem:

• Saules atdalīšana no Mēness mezgla.
• Zemes attālums no saules.
• Mēness attālums no Zemes.

Četri aptumsumu veidi, kas var notikt, ir šādi:

Kopā: Šis ir klasiskais Saules aptumsums, kura laikā Mēness pilnībā aizsedz sauli, un Mēness umbra skatītāji var redzēt Saules vainagu. Tas var notikt tikai tad, ja saule atrodas dažos Mēness mezgla grādos. Tajā pašā laikā saulei jābūt pietiekami tālu no Zemes, lai tās disks būtu pietiekami mazs, lai to varētu nosegt Mēness. Mēnesim savukārt jābūt pietiekami tuvu Zemei, lai tam būtu pietiekami liels disks, lai pārklātu sauli.

Daļējs: Kad iestājas aptumsuma laiks, bet saule ir tālu no mezgla pilnmēness laikā, daži cilvēki uz Zemes var redzēt, ka Mēness bloķē tikai daļu saules. Tas ir daļējs aptumsums. Debesis nedaudz satumst, jo daļa no saules diska ir aizsegta.

Gredzenveida: Gredzenveida aptumsums notiek, kad saule ir pietiekami tuvu mezglam, lai notiktu pilnīgs aptumsums, bet tas tā ir vai nu pārāk tuvu Zemei, vai arī mēness ir pārāk tālu no Zemes, lai Mēness disks pilnībā aizsprostotos saule. Skatītāji umbrā redz pilnu mēness disku saules priekšā ar spilgtu saules gaismas gredzenu, kas to ieskauj.

Hibrīds: Hibrīds aptumsums ir reti sastopams. Tas notiek, kad saule un mēness ir novietoti, lai izveidotu gredzenveida aptumsumu, bet, kad umbra pārvietojas pa Zemes virsmu, Zemes izliekums samazina attālumu līdz mēnesim tieši tik daudz, lai Mēness disks būtu pietiekami liels, lai pilnībā bloķētu sauli un radītu pilnīgu aptumsumu īss laiks.

Gan Zemei, gan Mēnesim ir elipsveida orbītas. Starp Zemes afeli jeb maksimālo attālumu no saules un tā perihēliju jeb minimālo attālumu no saules ir gandrīz 5 miljoni kilometru attālums. Tādējādi redzamā lieluma starpība ir aptuveni 1 loka minūte.

Mēness attāluma atšķirība no Zemes apogejā (maksimālais attālums) un perigejā (minimālais attālums) ir aptuveni 50 000 kilometru, radot atšķirību šķietamajā izmērā 4 loka minūtes jeb apmēram 13 procentus no vidējā Izmērs. Mēness relatīvais izmērs mainās vairāk nekā saule, tāpēc tas vairāk ietekmē cilvēku aptumsuma veidu.

Lai aptumsums būtu gredzenveida, mēnesim jābūt mazākam par sauli. Tas noteikti notiek, kad Zeme ir vistuvāk saulei, kas notiek janvārī, un Mēness atrodas vistālāk.

Tomēr Zemes orbīta ir ļoti tuvu apļveida, tāpēc šķietamais saules lielums nemainās tik daudz. Līdz ar to gredzenveida aptumsums varētu notikt arī jūlijā, ja Mēness atrodas apogejā. Ja aptumsums notiek tad, kad mēness ir perigē un parādās kā "virsmēness", kad tas ir pilns, jūs noteikti neredzēsiet gredzenveida aptumsumu neatkarīgi no tā, kāds ir gada laiks.

Kad notiek gredzenveida aptumsums, mēness pāriet pilnīgi saules priekšā, bet saule pilnībā nenotumst. Tā vietā ap Mēness ēnas malām ir redzams uguns gredzens, un šī saules gaisma daļēji izgaismo debesis, radot sava veida spoku krēslu. Tā kā gredzenveida aptumsuma laikā saule joprojām ir redzama, skatīšanās tieši uz aptumsumu ir pat bīstamāka nekā pilnīga aptumsuma skatīšanās.

Kad redzat pilnīga Saules aptumsuma diagrammu, jūs redzat Mēness ēnu jeb umbru, kas attēlota kā konuss, kas sašaurinās līdz punktam uz Zemes virsmas. Teritorija umbra iekšpusē ir aptuveni 100 jūdzes diametrā, un ikviens tās iekšienē redz pilnīgu aptumsumu. Kombinētā mēness kustība un Zemes rotācija liek umbrai kustēties a raksturīgais ceļš gar Zemes virsmu ar ātrumu no 1000 līdz 3000 jūdzēm stundā atkarībā no platums.

Pārbaudot gredzenveida aptumsuma diagrammu, jūs redzēsiet, ka umbra nonāk fokusā noteiktā attālumā virs Zemes virsmas. Zemes piesaistītie skatītāji, kas atrodas ārpus šī fokusa punkta, netiek iegrimuši pilnīgā ēnā, kā tas ir pilnīga aptumsuma laikā. Gaisma no saules ārējā gredzena - no kurienes rodas vārds "gredzenveida" - sniedzas pāri umbras fokusa punktam un apgaismo reģionu aiz tā. Saules gaisma ir samazināta, bet nav nodzēsta, radot efektu, kas līdzīgs smagam mākoņu segumam.

Cilvēki var būt liecinieki kopumam ne ilgāk kā 7 1/2 minūtes, pirms umbra virzās uz austrumiem. Atrodoties ārpus umbra, skatītāji ilgāku laiku paliek penumbrā jeb daļējā ēnā. Tas, ko viņi redz, atrodoties pussalā, ir Mēness ēna, kas bloķē tikai daļu no saules diska. Turpretī gredzenveida aptumsums var ilgt līdz 12 1/2 minūtēm. Papildu laiks ir saistīts ar mazāku šķietamo mēness diska izmēru. Pateicoties mazākajam izmēram, tam pāri ceļam pāri saulei ir lielāks attālums.

Jebkurā konkrētā aptumsuma sezonā vismaz viens Mēness aptumsums notiks divas nedēļas pirms vai pēc Saules aptumsuma. Atcerieties, ka Mēness aptumsumi notiek, kad mēness ir pilns - tas ir, tas atrodas tā orbītas pretējā galā - un Zeme iet starp to un sauli. Mēness aptumsumi var būt daļēji vai pilnīgi, bet nekad nav gredzenveida. Zeme ir pārāk liela attiecībā pret mēnesi, lai ietilptu saules diskā, skatoties no Mēness.

Zemes umbra garums ir 1,4 miljoni km, kas vairāk nekā trīs reizes pārsniedz attālumu starp Zemi un Mēnesi. Ja jūs atrastos uz Mēness, jūs redzētu, kā Zeme bloķē sauli, bet tā vietā, lai atrastos pilnīgā tumsā, jūs liecinātu par kaut ko ļoti dīvainu. Jūs redzētu, kā Zeme peldas sarkanās gaismas gredzenā. Šī ir saules gaisma, ko novirza Zemes atmosfēra. Saules enerģija ar lielāku enerģiju ir pilnībā novirzīta, bet sarkanā gaisma spēj iekļūt atmosfērā un ir salauzta, līdzīgi kā gaisma, kas iet caur prizmu.

Šī refrakcija ir iemesls, kāpēc cilvēki Mēness aptumsumu sauc par asins mēnesi. Lūzusi gaisma, kas apgaismo Mēness virsmu, Mēnesi pārvērš spokaini sarkanā krāsā. Tā kā Zemes disks ir tik daudz lielāks nekā Mēness, Mēness aptumsuma laikā kopuma periods var ilgt pat 1 stundu un 40 minūtes. Abās kopuma pusēs sauli Zeme daļēji aizsedz vēl aptuveni stundu. Mēness aptumsums var ilgt pat sešas stundas no brīža, kad Zemes disks sāk slēpt mēnesi, līdz brīdim, kad tas pilnībā attālinās.

Apstākļi uz Zemes virsmas var būt neparedzami, bet Zemes un visu pārējo planētu kustības nav. Zinātnieki katalogizē šīs kustības, un, ja jūsu apkārtnei ir paredzēts iespaidīgs Saules aptumsums, jūs par to uzzināsiet gadus pirms faktiskā notikuma.

Kopš Mesopotāmijas laikiem astronomi ir atzinuši, ka aptumsumi notiek 18 gadu ciklos (faktiski 18 gadi, 11 dienas, 8 stundas), kurus sauc par Saros cikliem. Viena Saros beigās saule ieņem tādu pašu pozīciju attiecībā pret Mēness mezgliem, kāda tai bija cikla sākumā, un sākas jauns Saros cikls. Katrā Saros ciklā aptumsumi notiek pēc tāda paša modeļa kā iepriekšējā, ar nelielām izmaiņām orbitālās perturbācijas un citu faktoru ietekmē.

Fakts, ka Saules aptumsumi nenotiek vienā un tajā pašā Zemes virsmas daļā ar 18 gadu intervālu, ir saistīts ar Zemes rotāciju. Ievērojot to, NASA astronomi ir izveidojuši aptumsumu kalendārs labi līdz 3000. gadam.