Затемнення сонця та місяця

Сонячне затемнення - астрономічне явище, яке полягає в тому, що Місяць закриває (затьмарює) повністю або частково Сонце від спостерігача на Землі. Сонячне затемнення можливе тільки в молодика, коли сторона Місяця, звернена до Землі, не освітлена, і сам Місяць не видно. Затемнення можливі тільки якщо молодик відбувається поблизу одного з двох місячних вузлів (точки перетину видимих орбіт Місяця та Сонця), не далі ніж приблизно 12 градусів від одного з них. Тінь Місяця на земній поверхні не перевищує в діаметрі 270 км, тому сонячне затемнення спостерігається лише у вузькій смузі по дорозі тіні. Оскільки Місяць звертається по еліптичній орбіті, відстань між Землею та Місяцем у момент затемнення може бути різною, відповідно, діаметр плями місячної тіні на поверхні Землі може змінюватись у широких межах від максимального до нуля (коли вершина конуса місячної тіні не досягає поверхні Землі). Якщо спостерігач знаходиться в смузі тіні, він бачить повне сонячне затемнення, при якому Місяць повністю приховує Сонце, небо темніє, і на ньому можуть з'явитися планети та яскраві зірки.

Навколо прихованого Місяцем сонячного диска можна спостерігати сонячну корону, яку при звичайному яскравому світлі Сонця не видно. При спостереженні затемнення нерухомим наземним спостерігачем повна фаза триває трохи більше кількох хвилин. Мінімальна швидкість руху місячної тіні земною поверхнею становить трохи більше 1 км/с. Під час повного сонячного затемнення космонавти, що знаходяться на орбіті, можуть спостерігати на поверхні Землі тінь, що біжить від Місяця.

Спостерігачі, які знаходяться поблизу смуги повного затемнення, можуть бачити його як приватне сонячне затемнення. При приватному затемненні Лунапроходить диском Сонця не точно по центру, приховуючи тільки його частину. При цьому небо темніє набагато слабше, ніж за повного затемнення, зірки не з'являються. Приватне затемнення може спостерігатись на відстані близько двох тисяч кілометрів від зони повного затемнення.

Повнота сонячного затемнення також виражається фазою Ф. Максимальна фаза приватного затемнення зазвичай виявляється у сотих частках від одиниці, де 1 повна фаза затемнення. Повна фаза може бути і більше одиниці, наприклад 1,01, якщо діаметр видимого місячного диска більший за діаметр видимого сонячного диска. Приватні фази мають значення менше 1. На краю місячної півтіні фаза дорівнює 0.

Момент, коли передній/задній край диска Місяця стосується краю Сонця, називається торканням. Перший торкання - момент, коли Місяць вступає на диск Сонця (початок затемнення, його приватної фази). Останній дотик (четвертий у разі повного затемнення) - це останній момент затемнення, коли місяць сходить з диска Сонця. У разі повного затемнення другий дотик — момент, коли передня частина Місяця, пройшовши по всьому Сонцю, починає виходити з диска. Повне сонячне затемнення відбувається між другим та третім торканнями.

За астрономічною класифікацією, якщо затемнення хоча б десь на Землі може спостерігатися як повне, воно називається повним. Якщо затемнення може спостерігатися тільки як приватне (таке буває, коли конус тіні Місяця проходить поблизу земної поверхні, але не стосується його), затемнення класифікується як приватне. Коли спостерігач перебуває у тіні від Місяця, він спостерігає повне сонячне затемнення. Коли він знаходиться в ділянці напівтіні, він може спостерігати приватне сонячне затемнення. Крім повних та приватних сонячних затемнень, бувають кільцеподібні затемнення. Кільцеподібне затемнення відбувається, коли в момент затемнення Місяцьзнаходиться на більшій відстані від Землі, ніж під час повного затемнення, і конус тіні проходить над земною поверхнею, не досягаючи її. Візуально при кільцеподібному затемненні Місяць проходить диском Сонця, але виявляється менше Сонця в діаметрі, і не може приховати його повністю. У максимальній фазі затемнення Сонце закривається Місяцем, але навколо Місяця видно яскраве кільце незакритої частини сонячного диска. Небо за кільцеподібного затемнення залишається світлим, зірки не з'являються, спостерігати корону Сонця неможливо. Одне й те затемнення може бути видно в різних частинах смуги затемнення як повне або кільцеподібне. Таке затемнення іноді називають повним кільцеподібним (або гібридним).

На рік на Землі може відбуватися від 2 до 5 сонячних затемнень, з яких не більше двох - повні або кільцеподібні. У середньому за сто років відбувається 237 сонячних затемнень, з яких 160 – приватні, 63 – повні, 14 – кільцеподібні. У певній точці земної поверхні затемнення у великій фазі відбуваються досить рідко, рідше спостерігаються повні сонячні затемнення.

Місячне затемнення

Місячне затемнення - затемнення, яке настає, коли Місяць входить у конус тіні, що відкидається Землею. Діаметр плями тіні Землі з відривом 363 000 км (мінімальна відстань Місяця від Землі) становить близько 2,5 діаметрів Місяця, тому Місяць може бути затінена цілком. У кожен момент затемнення ступінь покриття диска Місяця земною тінню виражається фазою затемнення Ф. Розмір фази визначається відстанню 0 від центру Місяця до центру тіні. В астрономічних календарях наводяться величини Ф і 0 різних моментів затемнення.

Під час затемнення (навіть повного) Місяць не зникає повністю, а стає темно-червоним. Цей факт пояснюється тим, що Місяць навіть у фазі повногозатемнення продовжує освітлюватися. Сонячні промені, що проходять по дотичній до земної поверхні, розсіюються в атмосфері Землі і рахунок цього розсіювання частково досягають Місяця. Оскільки земна атмосфера найбільш прозора для променів червоно-жовтогарячої частини спектру, саме ці промені більшою мірою досягають поверхні Місяця при затемненні, що пояснює забарвлення місячного диска. По суті, це той самий ефект, що й оранжево-червоне свічення неба біля горизонту (зоря) перед сходом сонця або відразу після заходу сонця. Для оцінки яскравості затемнення використовується шкала Данжона.

Фази місячного затемнення

Спостерігач, що знаходиться на Місяці, у момент повного (або часткового, якщо він знаходиться на затіненій частині Місяця) місячного затемнення бачить повне сонячне затемнення (затемнення Сонця Землею).

Якщо Місяць потрапляє у повну тінь Землі лише частково, спостерігається приватне затемнення. При ньому частина Місяця є темною, а частина навіть у максимальній фазі залишається в півтіні і освітлюється сонячними променями.

Види Місяця при місячному затемненні

Навколо конуса тіні Землі є півтінь - область простору, в якій Земля заступає Сонце лише частково. Якщо Місяць проходить область півтіні, але не входить у тінь, відбувається напівтіньове затемнення. При ньому яскравість Місяця зменшується, але трохи: таке зменшення практично непомітно неозброєним оком і фіксується тільки приладами. Лише коли Місяць у напівтіньовому затемненні проходить поблизу конуса повної тіні, при ясному небі можна побачити незначне потемніння з краю місячного диска.

Щороку відбуваються як мінімум два місячні затемнення, проте у зв'язку з розбіжністю площин місячної та земної орбіт, їх фази відрізняються. Затемнення повторюються у колишньому порядку кожні 6585 днів (або 18 років 11 днів і 8годин - період, званий сарос); знаючи, де і коли спостерігалося повне місячне затемнення, можна точно визначити час наступних та попередніх затемнень, що добре проглядаються в цій місцевості. Ця циклічність часто допомагає точно датувати події, що описуються в історичних літописах.