Солнечное затмение 29 марта 2006г.

На территории России солнечное затмение 29 марта 2006 г начнется в 13 часов 59 минут по московскому времени на Черноморском побережье. Лунная полутень практически одновременно покроет города Новороссийск, Геленджик, Туапсе, Сочи. Далее лунная полутень начнет движение по Северному Кавказу (со скоростью порядка 1 км/с),  пройдя через Каспий, пересечет территорию Казахстана, и пройдет юг Западной Сибири. Двигаясь дальше на восток, в 15 часов 30 минут по московскому времени тень Луны начнет покидать Землю в Центральной Сибири. Но частное затмение будет продолжаться еще более часа.

Отчего и когда происходят Солнечные Затмения

 Затмение Солнца (или солнечное затмение) может произойти только в новолуние, когда Луна проходит между Землей и Солнцем. Если тень Луны падает на поверхность Земли,  некоторая часть диска Солнца закрывается или 'затмевается' Луной. Так как новолуние происходит каждые 29,5 дней, можно было бы ожижать,  что солнечные затмения должны происходить каждый месяц. Но этого не происходит, потому что орбита, по которой Луна движется вокруг Земли, наклонена примерно на 5 градусов к орбите Земли. В результате, тень от Луны в новолуние обычно падает мимо Земли, либо выше, либо ниже нашей планеты. Но по крайней мере два раза в год, когда Луна пересекает плоскость эклиптики (в т.н. узлах лунной орбиты) и некоторая часть тени Луны падает на  поверхность Земли, в каком-то районе Земли можно наблюдать затмение Солнца. Таким образом, серии затмений происходят с полугодовым интервалом.

 

Тень Луны имеет две части:

Полутень - Слабая внешняя тень; изнутри этой тени наблюдаются частичные солнечные затмения имеет форму расходящегося конуса

Тень - Темная внутренняя тень в виде расходящегося конуса; изнутри этой тени наблюдаются полные солнечные затмения.

 Когда на Землю попадает только полутень Луны, мы видим частичное затмение Солнца. Частичные затмения опасно смотреть невооруженным глазом, потому что незакрытая Луной часть Солнца все еще очень ярка. Нужно использовать специальные фильтры.

Если на поверхность Земли падает тень Луны, то наблюдается полное затмение Солнца. След (дорожка) от тени Луны на поверхности Земли называют Полосой полной фазы солнечного затмения. Эта полоса может достигать длиной до нескольких тысяч км, но шириной может быть не больше 270 км. Чтобы видеть Солнце, полностью затемненное Луной, нужно быть в полосе полного затмения.

 Полная стадия солнечного затмения очень коротка. На центральной линии полосы полной фазы затмения продолжительность затмения максимальна, а к краю очень быстро уменьшается. Кроме того, затмение будет наиболее продолжительным в средине всей полосы, прочерченной по Земле, т.к. в этих местах ее поверхность чуть ближе к Луне и поэтому поперечник тени больше, чем на краях земного шара. Этим объясняется, почему наибольшая продолжительность затмения бывает в районах, близких к экватору.

  Всего затмение длится не более 7 минут. Однако это природное явление во все времена внушало людям страх. "Средь бела дня" наступают жуткие сумерки, от того, что яркий лик Солнца покрывается черным диском Луны. Вокруг Луны становится виден красивый газовый ореол. Эта захватывающая картина - солнечная корона, сверхгорячая плазма, с температурой два миллиона градусов. Корона может быть видима только в течение нескольких кратких минут полного затмения. Быть свидетелем такого события - незабываемое впечатление, поэтому на каждое солнечное затмение не только ученые, но и тысячи туристов едут наблюдать солнечное затмение в полосу полной фазы.

 Последнее полное солнечное затмение на территории Европы произошло 11 августа 1999. Сотрудники САО РАН, к примеру,  наблюдали это событие в Румынии (Бухаресте), где в августе проходила школа молодых астрономов, посвященная затмением. К грядущему затмению 29 марта 2006 года также приурочены две солнечные конференции в районах полной фазы затмения - в Турции и в Египте.

К сожалению, не каждое затмение Солнца полное. Иногда Луна слишком мала, чтобы закрыть диск всего Солнца. Реальный диаметр Солнца почти в 400 раз больше Луны, но из-за того, что Солнце примерно в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, их видимые размеры очень близки. Однако, вследствие того, что орбита Луны не совершенно круговая, а эллиптичная, когда Луна вращается вокруг нашей планеты, расстояние до нее меняется от 363 300 и 405 500 км. Это 13%-ое изменение расстояния до Луны приводит к пропорциональному изменению видимого размера Луны на небе. Когда Луна, двигаясь по своей орбите, подходит ближе к Земле (ближайшая точка называется апогеем), она выглядит больше, чем Солнце. Если затмение происходит в это время, на Земле будет наблюдаться полное солнечное затмение. Однако, если затмение происходит в то время, когда Луна находится на далекой от Земли части орбиты (в перигее), видимый размер Луны становится меньше видимого размера Солнца, и Луна не может полностью закрыть Солнце. При этом они располагаются почти концентрически, и незакрытым остается краевая зона фотосферы Солнца. Такой вид затмения называется кольцевым.

Тень Луны на поверхности Земли.Вид из космоса.( http://astronet.ru/db/msg/1199696)

 Можно сказать, что с Луной землянам необычайно повезло. Будь она хоть немного меньше, мы никогда не могли бы видеть полного затмения, а будь больше - корону можно было бы разглядывать только по частям, и зрелище в целом очень бы проиграло в смысле эффектности.

Солнечные затмения представляют для астрономов научный интерес. Во время полных затмений были получены самые ценные сведения об устройстве солнечной короны и впервые сфотографированы протуберанцы - "выбросы" вещества на сотни тысяч километров над поверхностью Солнца.

Моделирование затмения для РАТАН-600 

Слева вверху:моделирование затмения для местоположения РАТАН-600. "Первый контакт" (то есть соприкосновение лунного диска с солнечным) произойдет около 10:00, а в 12:25 затмение закончится. Слева внизу: моделирование изменения потока радиоизлучения в процессе затмения.Поток представлен в виде "скана", регистрируемого на РАТАН-600. Справа: ход лунной тени по поверхности Земли. Полоса полной фазы отмечена синим цветом. Зеленой стрелкой указано примерное местоположение радиотелескопа РАТАН-600 САО РАН и Горной Астрономической Станции Пулковской обсерватории - на Северном Кавказе, между Черным и Каспийским морями. Подробную карту затмения для Северного Кавказа см здесь.

Основные научные задачи для РАТАН-600, отобранные для решения в ходе будущего затмения.

При наблюдениях солнечного затмения в оптическом и  радио диапазоне ставятся различные цели.  Практически все научные задачи в оптическом диапазоне при наблюдениях полной фазы солнечного затмения связаны с изучением излучения короны в различных спектральных линиях.. Полное затмение ослабляет светимость диска Солнца в миллион раз,  и это позволяет исследовать морфологию магнитных полей и плотности плазмы на больших расстояниях от  лимба Солнца.

Радиоастрономические задачи, в основном, связаны с возможностью достижения высокого пространственного разрешения, которое  обеспечивает резкий край Луны, покрывающий последовательно при затмевании все активные области на диске Солнца. После прохождения полной фазы все активные области открываются другим лимбом Луны. В зависимости от  затменных траекторий  Луны и Солнца, обычно создаются условия для получения двумерной картины активной области с высоким пространственным разрешением. Предел разрешения определяется обычно нестабильностями, создаваемыми  атмосферными флуктуациями и инструментальными шумами  радиоприемного комплекса, который часто состоит из небольшой параболлической антенны и радиометрического приемника на определенную частоту . При удачных наблюдениях становится возможным приблизиться к пределу разрешения, накладываемым дифракцией радиоволн на лимбе Луны, который достигает 1-3 угловых секунд. Важность наблюдений полного затмения состоит также в том, что с помощью небольших инструментов, легко перемещаемых в полосу полной фазы, удается синхронно наблюдать радиоизлучение активных областей в широком диапазоне волн. Поскольку научный интерес к таким наблюдениям остается достаточно высоким,  то , несмотря на наличие в мире крупных  радиоастрономических инструментов с высоким пространственным разрешением, таких как VLA. OVRO (США) и др., наблюдения затмений проводятся на большом количестве радиотелескопов малого размера на многих радиочастотах, что создает условия для получения всесторонней информации о объектах на Солнце в день затмения. Это и определяет большое количество открытий полученных затменным методом. Сюда относятся обнаружение радио короны Солнца, обнаружение круговой поляризации в активных областях над пятнами,  обнаружение хромосферной сетки в радиодиапазоне на волне 8 мм. и др. 

Ценность наблюдений затмения 29 марта 2006 г. состоит в том,  что оно проходит через полосу Северного Кавказа, где находятся крупные радиоастрономические инструменты России, такие как РАТАН-600 (САО РАН) и РТ-32 (ИПА РАН), а также малые радиотелескопы ГАС ГАО вблизи Кисловодска.

Возможность использования мощностей крупных инструментов для затменных задач представляется уникальным событием, поскольку позволит использовать большую собирательную поверхность радиотелескопов, что значительно повысит соотношение сигнал/шум для всех планируемых задач. Кроме того, на крупных радиотелескопах находится уникальное радиоастрономическое оборудование ( в отличие от экспедиционного), такое как многоволновые спектрально-поляризационные комплексы с развитой методикой наблюдений.

В частности, на радиотелескопе РАТАН-600 будут поставлены следующие цели.

1 Исследование рассеяния корональной плазмы с высотой, по изучению слабого коронального излучения вплоть до мест образования солнечного ветра.  Эти исследования будут проведены в широком спектральном диапазоне радиоволн. Здесь весьма важно использование большой поверхности радиотелескопа РАТАН-600 в многоазимутальных наблюдениях.. Следует отметить, что область невозмущенной короны на расстояниях  от 1000км до нескольких десятков миллионов км малоизучена. Получение новых данных в этой области позволит уточниить модель солнечной атмосферы и лучше понять природу высокой температуры спокойной короны, которая достигает миллиона градусов.

 2.  Изучение корональной структуры солнечной атмосферы над Северным полюсом Солнца.  У предстоящего затмения  есть  уникальная  особенность, состоящая в том, что Северный полюс Солнца будет покрываться последним. Радиоастрономы намерены использовать этот факт для исследования корональной дыры, которая практически всегда покрывает шапку Северного полюса.

3. Дополнительно будет также получена информация о характере радиоизлучения полярных факелов. Это совершенно новая задача определяется интересом, вызванным работами пулковского ученого В.И.Макарова, доказывающего наличие связи пространственного распределения полярных факелов с ходом следующего максимума солнечной активности, который наступит примерно через пять лет.  

Таким образом, мы надеемся, что радиоастрономические наблюдения  РАТАН-600, полученные  в ходе затмения Солнца 29 марта 2006г.,  дадут новые сведения о физической природе  структур полярных образований на Северном полюсе Солнца

4.  Проведение многоволнового картографирования всех активных областей, присутствующих на диске Солнца в день затмения, с помощью режима наблюдений "Эстафета". Эта традиционная для солнечной радиоастрономии  задача будет усилена наличием хорошего соотношения сигнал-шум при использовании крупного инструмента. Однако,  в год минимума солнечной активности количество активных областей может быть небольшим.

5. Дополнительно, для наблюдения хода затмения и получения традиционной затменной кривой  будет использоваться  радиотелескоп малого диаметра РТ-2, расположенный на площадке РАТАН-600. Уступы на такой кривой, возникающие при покрытии активных областей, используются для отождествления активных областей и сопоставления с затменными кривыми, полученными на других радиотелескопах.

Периодичность затмений 

Ежегодно происходит не менее двух, но не более пяти солнечных затмений (см. сарос*). Однако из-за узости полосы полной фазы, в каждом данном месте Земли полные с.з. наблюдаются в среднем раз в 370 лет.

 *Сарос (от егип. повторение) Интервал времени равный 6585 1/3 суток (около 18 лет и 11.3 суток), по истечении которого последовательность солнечных и лунных затмений повторяется почти точно в прежнем порядке. В течение одного Сароса происходит 70 затмений: примерно 41 солнечных (из них около 10 полных) и 29 лунных теневых затмений.

В течение последних шести тысяч лет, от 2000 г до н.э до 4000 нашей эры, Земля переживет 14 263 солнечных затмений следующего типа:

  Всего затмений = 14263 = 100.0%

 Частичных (P) = 5029 = 35.3%

 Кольцевых (A) = 4699 = 32.9%

 Полных (T) = 3797 = 26.6%

 Гибридных1(H) = 738 = 5.2%

Гибридное (или полнокольцевое) затмение -  это редкий вид центрального затмения, при котором, в зависимости от места нахождения наблюдателя,  можно  увидеть полное или кольцеобразное затмение.

  Географические сокращения: C. = север, Ю. = юг, В. = восток, З. = запад, Ц = центральный

Величина затмения -это доля солнечного диска, закрытая Луной в максимальной фазе. Величина больше единицы ознчает полное затмение.

(использованы материалы сайтов: 

Fred Espenak's excellent eclipse site's total eclipse page 

АстроКА - Солнечное затмение 29 марта 2006 года 89

NASA Eclipse pages:

http://umbra.nascom.nasa.gov/eclipse/20060329/text/toc.html

http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/SEmono/TSE2006/TSE2006.html