Rzadko zdarza się, aby zjawiska naturalne lub astronomiczne, pod względem siły ich dramatu i wpływu na człowieka, mogły przewyższyć zaćmienie Słońca. Zrozumienie jego wewnętrznych procesów i ukrytych mechanizmów pozwoli Ci poszerzyć swoje horyzonty, zrobić krok w świat nauki o gwiazdach. W ciągu jednego roku kalendarzowego mogą wystąpić dwa takie okresy, tj. co najmniej 2 zaćmienia w ciągu 365 dni. Co więcej, w każdym okresie może wystąpić kilka takich zjawisk, ale nie więcej niż 5 rocznie, w różnych częściach globu.
Mechanizm i czas zaćmienia Słońca
Opisy, w jaki sposób zachodzi zaćmienie Słońca, pozostawały zasadniczo niezmienione w całej udokumentowanej historii obserwacji. Na skraju Słońca pojawia się ciemna plama księżycowego dysku pełzająca z prawej strony, która stopniowo powiększa się, staje się ciemniejsza i wyraźniejsza.
Im większą powierzchnię oprawy pokrywa Księżyc, tym ciemniejsze staje się niebo, na którym pojawiają się jasne gwiazdy. Cienie tracą swoje zwykłe kontury, stają się rozmyte.
Powietrze staje się zimniejsze. Jego temperatura, w zależności od szerokości geograficznej, wzdłuż której przechodzi pas zaćmienia, może spaść nawet o 5 stopni Celsjusza. Zwierzęta w tym czasie stają się niespokojne, często biegając w poszukiwaniu schronienia. Ptaki milkną, niektóre kładą się spać.
Ciemny dysk Księżyca coraz bardziej wkrada się na Słońce, pozostawiając na nim coraz cieńszy sierp. W końcu słońce znika całkowicie. Wokół czarnego koła, które je zamykało, widać koronę słońca - srebrzystą poświatę z rozmytymi krawędziami. Pewnego rozświetlenia zapewnia świt, który rozbłyskuje na całym horyzoncie wokół obserwatora w niezwykłym cytrynowo-pomarańczowym odcieniu.
Moment całkowitego zniknięcia dysku słonecznego trwa zwykle nie dłużej niż trzy do czterech minut. Maksymalny możliwy czas zaćmienia Słońca, obliczony za pomocą specjalnego wzoru, opartego na stosunku średnic kątowych Słońca i Księżyca, wynosi 481 sekund (nieco mniej niż 8 minut).
Następnie czarny dysk księżycowy przesuwa się dalej w lewo, odsłaniając oślepiający brzeg Słońca. W tym momencie znika korona słoneczna i świecący pierścień, niebo się rozjaśnia, gwiazdy gasną. Stopniowo wyzwolone Słońce wydziela coraz więcej światła i ciepła, natura wraca do swojej zwykłej formy. Należy zauważyć, że na półkuli północnej księżyc porusza się wzdłuż dysku słonecznego od prawej do lewej, podczas gdy na półkuli południowej porusza się od lewej do prawej.
Główne rodzaje zaćmień Słońca
Obszar kuli ziemskiej, nad którym można zaobserwować powyższe całkowite zaćmienie słońca, jest zawsze ograniczony wąskim i długim pasem, który tworzy się na ścieżce cienia Księżyca w kształcie stożka, przesuwającego się po powierzchni Ziemi z prędkością ponad 1 kilometra na sekundę. Szerokość pasa zwykle nie przekracza 260-270 kilometrów, długość może osiągnąć 10-15 tysięcy kilometrów.
Orbity ruchu Ziemi wokół Słońca i Księżyca wokół Ziemi są elipsami, więc odległości między tymi ciałami niebieskimi nie są wartościami stałymi i mogą wahać się w pewnych granicach. Dzięki tej zasadzie mechaniki naturalnej zaćmienia Słońca są inne.
W znacznie większej odległości od pasa całkowitego zaćmienia można zaobserwować częściowe zaćmienie Słońca, który w mowie potocznej często nazywany jest także częściowym. W tym przypadku dla obserwatora znajdującego się poza pasem orbity oświetlenia nocnego i dziennego przecinają się w taki sposób, że dysk słoneczny jest tylko częściowo zamknięty. Takie zjawiska obserwuje się znacznie częściej i na znacznie większym obszarze, podczas gdy obszar zaćmienia Słońca może wynosić kilka milionów kilometrów kwadratowych.
Zaćmienia częściowe występują co roku w niemal każdym punkcie kuli ziemskiej, ale dla większości osób spoza profesjonalnej społeczności astronomicznej pozostają niezauważone. Osoba, która rzadko patrzy w niebo, zobaczy takie zjawisko dopiero wtedy, gdy Księżyc zakryje Słońce o połowę, czyli jeśli wartość jego fazy zbliża się do 0, 5.
Obliczenie fazy zaćmienia Słońca w astronomii można przeprowadzić za pomocą formuł o różnym stopniu złożoności. W najprostszej wersji określa się ją przez stosunek średnic części zamkniętej przez Księżyc do całkowitej średnicy dysku słonecznego. Wartość fazy jest zawsze wyrażana tylko jako ułamek dziesiętny.
Czasami Księżyc oddala się od Ziemi w odległości nieco większej niż zwykle, a jego rozmiar kątowy (pozorny) jest mniejszy niż widoczny rozmiar dysku słonecznego. W tym przypadku, zaćmienie obrączkowe lub obrączkowe: błyszczący pierścień Słońca wokół czarnego kręgu Księżyca. Jednocześnie obserwacja korony słonecznej, gwiazd i świtu jest niemożliwa, ponieważ niebo praktycznie nie ciemnieje.
Szerokość pasa widokowego o podobnej długości jest znacznie większa – do 350 kilometrów. Szerokość półcienia jest również większa - do 7340 kilometrów średnicy. Jeżeli podczas całkowitego zaćmienia faza jest równa jeden, a może nawet więcej, to przy pierścieniowej wartości fazy zawsze będzie większa niż 0,95, ale mniejsza niż 1.
Warto zwrócić uwagę na fakt, że obserwowana różnorodność zaćmień przypada właśnie na okres istnienia cywilizacji ludzkiej. Od czasu powstania Ziemi i Księżyca jako ciał niebieskich odległość między nimi powoli, ale stale rośnie. Wraz ze zmieniającymi się odległościami schemat zaćmienia Słońca jako całości pozostaje taki sam, podobny do opisanego powyżej.
Ponad miliard lat temu odległość między naszą planetą a jej satelitą była mniejsza niż obecnie. W związku z tym pozorny rozmiar dysku księżycowego był znacznie większy niż rozmiar Słońca. Były tylko zaćmienia całkowite ze znacznie szerszym pasmem cieni, obserwacja korony była prawie niemożliwa, podobnie jak powstawanie zaćmień obrączkowych.
W odległej przyszłości, za miliony lat, odległość między Ziemią a Księżycem stanie się jeszcze większa. Odlegli potomkowie współczesnej ludzkości będą mogli obserwować wyłącznie zaćmienia obrączkowe.
Eksperymenty naukowe dla amatorów
Obserwowanie zaćmień Słońca w pewnym momencie pomogło dokonać wielu znaczących odkryć. Na przykład już w czasach starożytnych Greków ówcześni mędrcy wyciągali wnioski dotyczące możliwego ruchu ciał niebieskich, ich kulistego kształtu.
Z biegiem czasu metody i narzędzia badawcze pozwoliły na wyciągnięcie wniosków na temat składu chemicznego naszej gwiazdy, o zachodzących w niej procesach fizycznych. Dobrze znany pierwiastek chemiczny hel został również odkryty podczas zaćmienia obserwowanego przez francuskiego naukowca Jansena w Indiach w 1868 roku.
Zaćmienia Słońca są jednym z niewielu zjawisk astronomicznych dostępnych do obserwacji amatorskich. I to nie tylko do obserwacji: każdy może wnieść realny wkład do nauki i zarejestrować okoliczności rzadkiego zjawiska przyrodniczego.
Co może zrobić astronom amator:
- Zaznacz momenty kontaktu dysku słonecznego i księżycowego;
- Napraw czas trwania tego, co się dzieje;
- Naszkicuj lub sfotografuj koronę słoneczną;
- Weź udział w eksperymencie, aby udoskonalić dane dotyczące średnicy Słońca;
- W niektórych przypadkach lub podczas używania instrumentów można zobaczyć wypukłości;
- Zrób zdjęcia okrągłej poświaty na horyzoncie;
- Dokonuj prostych obserwacji zmian w środowisku.
Jak każde doświadczenie naukowe, obserwowanie zaćmień wymaga przestrzegania szeregu zasad, które pomogą uczynić ten proces jednym z najbardziej pamiętnych wydarzeń w życiu i uchronią obserwatora przed bardzo realną szkodą dla zdrowia. Przede wszystkim z możliwego termicznego uszkodzenia siatkówki, którego prawdopodobieństwo wzrasta do prawie 100% przy niezabezpieczonym użyciu urządzeń optycznych.
Stąd główna zasada obserwacji słońca: używaj ochrony oczu. Takie mogą służyć jako specjalne filtry światła do teleskopów i lornetek, maski kameleona do spawania. W najbardziej ekstremalnych przypadkach odpowiednie jest zwykłe szkło dymione.
Jak wygląda zaćmienie Słońca - obejrzyj wideo:
Stosunkowo bezpiecznie jest obserwować tylko krótki okres, zaledwie kilka minut, podczas gdy całkowite zaćmienie trwa. Zachowaj szczególną ostrożność w początkowej i końcowej fazie, kiedy jasność dysku słonecznego jest bliska maksimum. Zaleca się robienie przerw od obserwacji.
