Солнечные затмения

Если Луна при своем движении вокруг Земли окажется между Землей и Солнцем, она может закрыть собой Солнце и наступит солнечное затмение Земля оказывается между Луной и Солнцем, Луна может попасть в тень Земли, и наступит лунное затмение. Если бы Луна двигалась по орбите, плоскость которой совпадала бы с плоскостью эклиптики, то солнечные и лунные затмения случались бы каждый синодический месяц. Но плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости земной орбиты под углом 5њ8'; вследствие этого затмения не происходят ежемесячно. Затмение может произойти только тогда, когда Луна во время новолуния или полнолуния окажется вблизи линии пересечения плоскостей орбит Луны и Земли, которая называется линией узлов лунной орбиты.

Рис. 1. Схема солнечного затмения

Пусть T₁, T₂, T₃ и T₄ – четыре последовательных положения Земли в течение года (рис. 2); L₁, L₂, L₃ и L₄ – положения Луны на ее орбите. Когда Земля находится в T₁, линия узлов перпендикулярна к радиус-вектору земной орбиты и Луна в новолуние не может находиться на нем. Точно так же Луна не может быть во время новолуния на радиус-векторе земной орбиты и тогда, когда положение Земли диаметрально противоположно T₁, т.е. в T₃. В положениях же T₂ и T₄ линия узлов лунной орбиты проходит через Солнце и потому совпадает с радиус-вектором Земли. Если Луна будет находится при этом в новолунии, то произойдут солнечные затмения.

Рис. 2. Условия возможности наступления затмений

Солнечное затмение может быть трех видов: частное, полное и кольцеобразное. Если Луна только частично закроет собой диск Солнца, то затмение носит название частного. Видимые с Земли угловые размеры дисков Луны и Солнца почти одинаковы (действительный диаметр Солнца почти в 400 раз больше диаметра Луны, но Луна почти в 400 раз ближе к нам, чем Солнце). Вследствие изменения расстояний Земли от Солнца и Луны от Земли лунный диск будет казаться то больше солнечного, то меньше. В первом случае может произойти полное затмение, т. е. диск Солнца совершенно будет закрытым диском Луны, во второмљ– кольцеобразное затмение. По этой же причине продолжительность полных солнечных затмений бывает различной.

Затмения могут случаться и тогда, когда Солнце находится не на самой линии узлов, а лишь вблизи нее: в среднем на угловом расстоянии, не превышающем 16,5њ. Это показывает, что солнечные затмения должны случаться не менее двух раз в каждом году. Действительно, затмение произойдет и тогда, когда Солнце отстоит на 16,5њ от узла. Поэтому область небесной сферы, в которой может произойти затмение, простирается на 33њ по эклиптической долготе. Эту область Солнце, двигаясь по небесной сфере, проходит в промежуток времени около 33 дней. Так как за этот промежуток непременно произойдет хоть одно новолуние (а могут произойти и два новолуния), то затмение непременно произойдет по крайней мере по одному разу, а иногда и по два в каждом из положений T₂ и T₄ Земли (см. рис. 2). Оба эти положения отстоят друг от друга по времени почти на полгода.

Надо заметить, что линия узлов не остается в неизменном положении, а медленно перемещается навстречу Солнцу, вследствие чего периоды затмений наступают ежегодно дней на 20 раньше. Поэтому, если первый период затмений попадает на начало года, то на конец года может попасть третий период. Тогда может случиться пять солнечных и два лунных затмения или четыре солнечных и три лунных за один год. Это максимальное число затмений в году, а минимальноељ– два солнечных затмения в течение года.

Солнечные затмения видимы только в тех местах Земли, на которые падает тень или полутень Луны: если место находится в области лунной тени, то в этом месте затмение Солнца будет полным, для мест, находящихся в области полутени, то же затмение будет частным.

Вследствие движения Луны вокруг Земли и суточного вращения Земли лунная тень движется по поверхности Земли. При этом по обе стороны полосы полного затмения бывает видно частное затмение, и тем большей фазы, чем ближе место наблюдения находится к полосе полного затмения. Продолжительность полной фазы не может превышать 8 мин.

Ширина полосы полного затмения бывает различна, главным образом в зависимости от расстояния Луны от Земли; максимальная ширина полосы составляет около 200 км.

Уже в глубокой древности было установлено, что лунные и солнечные затмения через некоторый промежуток времени повторяются в одном и том же порядке. Промежуток этот, названный саросом (с египетскогољ– «повторение»), продолжается 18 лет 10 (или 11) дней (6585 дней). Зная его, оказалось возможным предсказывать затмения. Дело в том, что вследствие уже упоминавшегося движения линии узлов лунной орбиты Солнце проходит через один и тот же узел через 346,62 дня; этот промежуток называется драконическим годом. Девятнадцать драконических лет и составляют приблизительно 6585 дней. Но уже древними наблюдателями было обнаружено, что 6585 дней почти в точности равны 223 синодическим месяцам. Таким образом, через этот промежуток времени Солнце снова будет находиться в прежнем положении относительно узла лунной орбиты, а Луна будет иметь прежнюю фазу. Этим и объясняется периодичность в повторении затмений, т. е. сарос.

Солнечное затмение начинается с первого контакта, когда диск Луны касается диска Солнца. Прикосновение происходит на правом краю солнечного диска. Момент первого контакта очень трудно уловить; следует заранее знать, в каком месте солнечного диска должно произойти касание. Соответствующий позиционный угол точки касания сообщается в астрономических календарях. Позиционный угол PA отсчитывается от северной точки лимба Солнца (направленной к Северному полюсу мира) против вращения часовой стрелки. Второй контактљ– начало полной вазы затмения, третийљ– ее конец, а четвертыйљ– это окончания частных фаз затмения, когда лунный диск сходит с солнечного.

Быстрый переход: Солнечное затмение 1 августа 2008 г.