Obsah:

Zatmění Slunce: Kdy bude další?
Zatmění Slunce: Kdy bude další?
Anonim
Joe Matus, inženýr z Marshall Space Flight Center NASA v Huntsville, Alabama, zachytil tento snímek Velkého amerického úplného zatmění Slunce z Hopkinsville, Kentucky, 21. srpna 2017
Joe Matus, inženýr z Marshall Space Flight Center NASA v Huntsville, Alabama, zachytil tento snímek Velkého amerického úplného zatmění Slunce z Hopkinsville, Kentucky, 21. srpna 2017

K zatmění Slunce dochází, když se Měsíc dostane mezi Zemi a Slunce a Měsíc vrhá na Zemi stín. Zatmění Slunce může nastat pouze ve fázi novoluní, kdy Měsíc prochází přímo mezi Sluncem a Zemí a jeho stíny dopadají na zemský povrch. Zda však toto zarovnání vyvolá úplné zatmění Slunce, částečné zatmění Slunce nebo prstencové zatmění Slunce, závisí na několika faktorech, všechny vysvětleny níže.

To, že k zatmění vůbec může dojít, je náhoda nebeské mechaniky a času. Od doby, kdy se Měsíc zformoval asi před 4,5 miliardami let, se postupně vzdaluje od Země (asi o 1,6 palce, neboli 4 centimetry za rok). Právě teď je Měsíc v dokonalé vzdálenosti, aby se na naší obloze objevil přesně ve stejné velikosti jako Slunce, a proto ho blokoval. Ale to není vždy pravda.

Kdy je další zatmění Slunce?

Příští zatmění Slunce bude úplné 4. prosince 2021. Bude to jediné úplné zatmění Slunce v roce a poslední úplné zatmění Slunce do roku 2023. Úplnost bude viditelná z Antarktidy; pozorovatelé oblohy v Jižní Africe, Namibii, jižním cípu Jižní Ameriky a na některých ostrovech v jižním Atlantiku budou moci spatřit alespoň částečné zatmění Slunce.

Typy zatmění Slunce

Existují čtyři typy zatmění Slunce: úplné, prstencové, částečné a hybridní. Zde jsou příčiny jednotlivých typů:

Úplná zatmění Slunce

Úplná zatmění Slunce jsou šťastnou přírodní náhodou. Průměr Slunce 864 000 mil je plně 400krát větší než průměr našeho maličkého měsíce, který měří jen asi 2 160 mil. Ale Měsíc je také náhodou asi 400krát blíže Zemi než Slunce (poměr se mění, protože obě oběžné dráhy jsou eliptické), a v důsledku toho, když se oběžné roviny protnou a vzdálenosti se zarovnají příznivě, může se novoluní zdát úplně vymazat kotouč slunce. K úplnému zatmění dochází někde na Zemi v průměru každých 18 měsíců.

Ve skutečnosti existují dva typy stínů: umbra je ta část stínu, kde je veškeré sluneční světlo blokováno. Umbra má tvar tmavého štíhlého kužele. Je obklopena polostínem, světlejším trychtýřovitým stínem, před kterým je částečně zakryto sluneční světlo.

Během úplného zatmění Slunce vrhá Měsíc svou umbru na zemský povrch; tento stín dokáže zamést třetinu cesty kolem planety během několika hodin. Ti, kteří mají to štěstí, že se nacházejí v přímé dráze umbry, uvidí, jak se sluneční kotouč zmenšuje na srpek, jak se k nim krajinou řítí temný stín Měsíce.

Během krátkého období totality, kdy je slunce zcela zakryto, se odhaluje nádherná koróna – jemná vnější atmosféra slunce. Úplné zatmění může trvat až 7 minut 31 sekund, ačkoli většina úplných zatmění je obvykle mnohem kratší.

Částečná zatmění Slunce

Částečné zatmění Slunce nastane, když přes vás přejde pouze polostín (částečný stín). V těchto případech zůstává během zatmění vždy vidět část Slunce. Kolik ze slunce zůstane v dohledu, závisí na konkrétních okolnostech.

Penumbra obvykle dává naší planetě přes polární oblasti jen letmý úder; v takových případech místa daleko od pólů, ale stále v zóně polostínu, nemusí vidět mnohem víc než malou hřebenu slunce skrytou měsícem. V jiném scénáři ti, kteří se nacházejí v okruhu několika tisíc mil od cesty úplného zatmění, uvidí částečné zatmění.

Čím blíže jste cestě totality, tím větší je sluneční zatemnění. Pokud se například nacházíte těsně mimo dráhu úplného zatmění, uvidíte, jak slunce ubývá do úzkého srpku, a pak znovu zhoustne, jak stín projde kolem.

Prstencová zatmění Slunce

Prstencové zatmění, i když je to vzácný a úžasný pohled, je daleko odlišné od úplného. Obloha ztmavne… poněkud; jakési podivné "napodobeniny soumraku", protože stále ukazuje tolik slunce. Prstencové zatmění je poddruhem částečného zatmění, nikoli úplného. Maximální trvání prstencového zatmění je 12 minut 30 sekund.

Prstencové zatmění Slunce je však podobné úplnému zatmění v tom, že se zdá, že Měsíc prochází centrálně přes Slunce. Rozdíl je v tom, že Měsíc je příliš malý na to, aby zcela zakryl sluneční kotouč. Protože Měsíc obíhá Zemi po eliptické dráze, jeho vzdálenost od Země se může lišit od 221 457 mil do 252 712 mil. Ale temný stínový kužel měsíční umbry se může rozprostírat ne déle než 235 700 mil; to je méně než průměrná vzdálenost Měsíce od Země.

Pokud je tedy Měsíc v nějaké větší vzdálenosti, špička umbry na Zemi nedosáhne. Během takového zatmění dosáhne antumbra, teoretické pokračování umbry, země a kdokoli, kdo se v ní nachází, může vzhlédnout za obě strany umbry a spatřit prstenec neboli „ohnivý prstenec“kolem Měsíce. Dobrá analogie je položit cent na nikl, cent je měsíc a nikl je slunce.

Hybridní zatmění Slunce

Tato zatmění se také nazývají prstencová zatmění ("A-T"). K tomuto zvláštnímu typu zatmění dochází, když se vzdálenost Měsíce blíží jeho limitu, aby umbra dosáhla Země. Ve většině případů A-T zatmění začíná jako prstencové zatmění, protože špička umbra nedosahuje kontaktu se Zemí; pak se stává úplným, protože kulatost planety dosahuje nahoru a zachycuje špičku stínu blízko středu dráhy, pak se nakonec vrátí do prstencového tvaru ke konci dráhy.

Protože se zdá, že Měsíc prochází přímo před Sluncem, úplná, prstencová a hybridní zatmění se také nazývají „centrální“zatmění, abychom je odlišili od zatmění, která jsou pouze částečná.

Ze všech zatmění Slunce je asi 28 % úplných; 35 % je částečné; 32 % prstencový; a pouze 5 % tvoří hybridy.

Předpovídání zatmění Slunce

K zatmění samozřejmě nedochází při každém novoluní. Je to proto, že oběžná dráha Měsíce je nakloněna o něco málo přes 5 stupňů vzhledem k oběžné dráze Země kolem Slunce. Z tohoto důvodu měsíční stín obvykle prochází buď nad nebo pod Zemí, takže k zatmění Slunce nedochází.

Ale zpravidla se minimálně dvakrát ročně (a někdy až pětkrát za rok) nový měsíc zarovná právě tak, aby zatměl Slunce. Tento bod zarovnání se nazývá uzel. V závislosti na tom, jak blízko se nov blíží, uzel určí, zda je konkrétní zatmění centrální nebo částečné. A samozřejmě vzdálenost Měsíce od Země - a v menší míře vzdálenost Země od Slunce - nakonec určí, zda je centrální zatmění úplné, prstencové nebo hybridní.

A tato zarovnání se nedějí náhodně, protože po určitém časovém intervalu se zatmění zopakuje nebo se vrátí. Tento interval je známý jako Sarosův cyklus a byl znám již v dobách raných chaldejských astronomů asi před 28 stoletími. Slovo Saros znamená „opakování“a rovná se 18 letům, 11⅓ dnům (nebo o den méně či více v závislosti na počtu přestupných let, které zasáhly). Po tomto intervalu jsou relativní polohy Slunce a Měsíce vzhledem k uzlu téměř stejné jako předtím. Tato třetina dne v intervalu způsobí, že dráha každého zatmění řady se posune o třetinu délky kolem Země na západ vzhledem k jeho předchůdci.

Například 29. března 2006 se úplné zatmění přehnalo přes části západní a severní Afriky a poté přes jižní Asii. O jeden Saros později, 8. dubna 2024, se toto zatmění bude opakovat, kromě Afriky a Asie bude sledovat severní Mexiko, střední a východní Spojené státy a námořní provincie Kanady.

Bezpečné pozorování zatmění Slunce

Jak se blíží zatmění Slunce, mainstreamová média často poskytnou řadu varování a rad před koukáním do slunce holýma očima, protože by mohlo dojít k oslepnutí. To vedlo většině lidí k myšlence, že zatmění jsou nebezpečná.

Není tak!

Existují však bezpečné způsoby…

Zdaleka nejbezpečnějším způsobem, jak sledovat zatmění Slunce, je sestrojit „dírkovou kameru“. Malý otvor nebo malý otvor se používá k vytvoření obrazu slunce na stínítku umístěném asi 3 stopy (nebo asi 1 metr) za otvorem. K promítání zvětšeného obrazu slunce na bílou kartu lze použít i dalekohled nebo dobrý dalekohled upevněný na stativu. Čím dále je karta, tím větší můžete zaostřit obraz. Hledejte sluneční skvrny. Všimněte si, že slunce se kolem svého okraje nebo okraje zdá poněkud tmavší. Tato metoda slunečního pozorování je bezpečná, pokud si pamatujete, že se nedíváte dalekohledem nebo dalekohledem, když jsou namířeny ke Slunci; jinak řečeno, nikdy se nedívejte přímo do slunce, když je vidět jakákoliv část jeho oslnivě jasného povrchu.

Variací na téma dírkové dírky je „děrkové zrcadlo“. Zakryjte kapesní zrcátko kusem papíru s vyraženým ¼-palcovým otvorem. Otevřete okno obrácené ke slunci a umístěte zakryté zrcadlo na parapet osvětlený sluncem tak, aby odráželo světelný kotouč na vzdálenou stěnu uvnitř. Světelný disk je obrazem sluneční tváře. Čím dále od zdi, tím lépe; obraz bude mít průměr pouze 1 palec na každých 9 stop (nebo 3 centimetry na každé 3 metry) od zrcadla. Modelína dobře drží zrcadlo na místě. Experimentujte s různě velkými otvory v papíru. Opět platí, že velká díra způsobí, že je obraz jasný, ale rozmazaný, a malá díra způsobí, že bude matný, ale ostrý. Zatemněte místnost co nejvíce. Nezapomeňte si to předem vyzkoušet, abyste se ujistili, že optická kvalita zrcadla je dostatečně dobrá pro promítání čistého, kulatého obrazu. Samozřejmě nikomu nedovolte, aby se díval do slunce v zrcadle.

Pokud jste kolem listnatých stromů, podívejte se na stín, který vrhají během dílčích fází. Co vidíš? Stojí to za fotku? Uvidíte desítky částečně zatmělých sluncí promítnutých dírkovými mezerami mezi listy. To je způsobeno difrakcí, vlastností světla. Podle Vince Huegeleho, optického fyzika z NASA Marshall Space Flight Center, světelné paprsky nevystřelují přímo kolem okraje mezer nebo dírky, ale ohýbají se kolem okraje. Tento vlnový efekt vytváří vzor prstenů, který připomíná volské oko. Pokud na to chcete vše připravit, máme průvodce nejlepšími fotoaparáty pro astrofotografii a nejlepšími objektivy pro astro, takže můžete být dobře připraveni, až přijde čas.

Přijatelné filtry pro vizuální pozorování Slunce bez pomoci zahrnují aluminizovaný Mylar. Někteří prodejci astronomie nosí filtrační materiál Mylar speciálně navržený pro pozorování Slunce. Přijatelné je také sklo pro obloukové svářečky odstínu 14, dostupné za pár dolarů v obchodech s potřebami pro svařování. Samozřejmě je vždy dobré otestovat své filtry a/nebo pozorovací techniky před dnem zatmění.

Nepřijatelné filtry zahrnují sluneční brýle, staré barevné filmové negativy, černobílý film, který neobsahuje žádné stříbro, fotografické filtry s neutrální hustotou a polarizační filtry. Přestože tyto materiály mají velmi nízkou úroveň propustnosti viditelného světla, propouštějí nepřijatelně vysokou úroveň blízkého infračerveného záření, které může způsobit tepelné popálení sítnice. Skutečnost, že se slunce jeví jako slabé nebo že se při pohledu do slunce přes tyto typy filtrů necítíte nepohodlí, ještě nezaručuje, že jsou vaše oči v bezpečí.

Existuje jeden okamžik, kdy se můžete bezpečně dívat přímo do Slunce: během úplného zatmění, kdy je sluneční kotouč zcela zakryt. Během těch několika vzácných sekund nebo minut se velkolepá koróna rozzáří v celé své kráse obklopující potemnělé slunce; nádherný proužek perleťově bílého světla. Liší se velikostí, odstíny a vzory od zatmění k zatmění. Je vždy slabé a jemné, s leskem jako bledá polární záře. Má proměnlivý vzhled. Někdy má jemný souvislý vzhled; jindy jeho dlouhé paprsky vystřelují do tří nebo čtyř směrů. Může vyčnívat z disku ve filmových okvětních lístcích a streamerech. Ale když se slunce začne znovu objevovat na dohled, koróna rychle zmizí a budete si muset znovu chránit oči.

Zatmění v dávné historii

Jak nejlépe můžeme určit, nejstarší záznam zatmění Slunce nastal před více než čtyřmi tisíciletími. V Číně se věřilo, že postupné zastínění slunce bylo způsobeno drakem, který se pokoušel pohltit slunce, a povinností dvorních astronomů bylo střílet šípy, tlouct do bubnů a vyvolávat jakoukoli kakofonii, kterou mohli vyděsit. drak pryč.

Ve starověké čínské klasice Shujing (neboli Kniha dokumentů) je popis Hsi a Ho, dvou dvorních astronomů, které zatmění Slunce zastihlo zcela nevědomky, když se těsně před začátkem události opili. V důsledku toho Zhong Kang, čtvrtý císař dynastie Xia, nařídil, aby byli Hsi a Ho potrestáni useknutím hlavy. Zmíněné zatmění bylo zatmění 22. října roku 2134 př.n.l.

V Bibli, v knize Amos 8:9, jsou slova: "V poledne způsobím západ slunce a za jasného dne zatemním zemi." Bibličtí učenci se domnívají, že se jedná o odkaz na oslavované zatmění pozorované v Ninive ve starověké Asýrii 15. června 763 př. O události svědčí i asyrská tabulka.

Zatmění Slunce dokonce zastavilo válku.

Podle historika Herodota došlo k pětileté válce, která zuřila mezi Lýďany a Médy. Když se válka chystala přejít do šestého roku, řecký mudrc Thales z Milétu předpověděl Ióncům, že se brzy blíží čas, kdy se den změní v noc. 17. května roku 603 př. Kr. slunce pohaslo právě ve chvíli, kdy Thales naznačil, že se to stane. V domnění, že jde o znamení shůry, vyhlásili bojovníci příměří, které bylo upevněno dvojitým sňatkem, protože, jak napsal Hérodotos: „Bez nějakého pevného pouta lze v mužských smlouvách nalézt jen málo jistoty.“

A nový význam termínu „vyděšený k smrti“dává bázlivý císař Ludvík Bavorský, syn Karla Velikého, který byl 5. května 840 svědkem neobvykle dlouhého úplného zatmění Slunce, které trvalo přes pět minut. Ale sotva se slunce začalo znovu objevovat, Louis byl tak ohromen tím, co právě viděl, že zemřel zděšením.

Moderní studium zatmění

Astronomové se studiem zatmění hodně naučili a do 18. století byla pozorování zatmění Slunce uznána za skutečné pokladnice astronomických informací, i když někdy nebylo snadné tyto informace získat.

Samuel Williams, profesor na Harvardu, vedl expedici do Penobscot Bay v Maine, aby pozoroval úplné zatmění Slunce 27. října 1780. Jak se ukázalo, toto zatmění se odehrálo během války za nezávislost a Penobscot Bay ležel za nepřítelem linky. Naštěstí Britové zajistili expedici bezpečný průchod s odkazem na zájem vědy nad politickými rozdíly.

A přesto to nakonec bylo všechno k ničemu.

Williams zjevně udělal zásadní chybu ve svých výpočtech a neúmyslně umístil své muže na Islesboro - těsně mimo cestu totality - pravděpodobně to zjistil s těžkým srdcem, když se zužující se srpek slunečního světla úplně sklouzl kolem tmavého okraje Měsíce a pak začal. zhoustnout!

Během úplného zatmění Slunce se může zdát, že se kolem uhlově černého disku Měsíce vznáší několik rubínově červených skvrn. To jsou sluneční protuberance, jazyky žhnoucího vodíku stoupajícího nad povrch Slunce. Během úplného zatmění 18. srpna 1868 francouzský astronom Pierre Janssen nasměroval svůj spektroskop na protuberance a objevil nový chemický prvek. Dva angličtí astronomové, J. Norman Lockyer a Edward Frankland, jej později pojmenovali „helium“, z řeckého helios (slunce). Plyn byl na Zemi identifikován až v roce 1895.

A protože je sluneční světlo při úplném zatmění zablokováno, lze na potemnělé obloze pozorovat některé z jasnějších hvězd a planet. Za takových podmínek byli astronomové schopni otestovat část Einsteinovy dnes oslavované obecné teorie relativity. Tato teorie předpovídala, že světlo hvězd za Sluncem se při míjení Slunce určitým způsobem ohne z přímé dráhy. Pozice hvězd fotografovaných poblíž okraje Slunce během úplného zatmění 29. května 1919 byly porovnány s fotografiemi stejné oblasti oblohy pořízenými v noci; výsledky silně podpořily Einsteinovu teorii.

Naše moderní technologie nyní astronomům umožňuje provádět většinu pozorování, která kdysi musela čekat na zatmění. Úplné zatmění slunce však vždy zůstane mezi nejpůsobivějšími přírodními podívanými a je to pohled, který si budeme navždy pamatovat. Nezapomeňte si to dát na svůj bucket list; nebudeš zklamaný.

Populární podle témat