Солнечные и лунные затмения

Земля и Луна, освещенные Солнцем, отбрасывают конусы тени (сходящиеся) и конусы полутени (расходящиеся). Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично, происходит полное или частное затмение Луны.С Земли оно видно одновременно отовсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны может длиться до 1 ч 40 мин, так как тень Земли значительно шире диаметра Луны. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи (вспомните спектр), а пропускает внутрь конуса преимущественно красные лучи, которые она поглощает слабее. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый цвет, а не пропадает совсем. В старину затмения Луны боялись как страшного предзнаменования, считали, что «месяц обливается кровью». Лунные затмения бывают до трех раз в году, разделенные почти полугодовыми промежутками и, конечно, лишь в полнолуние.

Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени. Диаметр пятна не превышает 250 км, и поэтому одновременно полное затмение Солнца видно лишь на малом участке Земли. Когда Луна перемещается по своей орбите, ее тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения. Полная фаза затмения длится не более 7 мин 40 сек. Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца. Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр Луны бывает то больше, то меньше солнечного, то равен ему.

В первом случае полное затмение Солнца длится некоторое время (не свыше 7 мин 40 сек), в третьем — только одно мгновение, а во втором случае Луна вообще не закрывает Солнца целиком, наблюдается кольцеобразное затмение. Тогда вокруг темного диска Луны виден сияющий ободок солнечного диска. На основе точного знания законов движения Земли и Луны вычислены на сотни лет вперед моменты затмений и то, где и как они будут видны. Составлены карты, на которых показана полоса полного затмения и линии, где затмение будет видно в одинаковой фазе (изофазы), и линии, относительно которых для каждой местности можно отсчитать моменты начала, конца и середины затмения. Солнечных затмений в году для Земли может быть от двух до пяти, в последнем случае непременно частных.

В среднем в одном и том же месте полное солнечное затмение бывает видно чрезвычайно редко — лишь однажды в течение 200—300 лет.

Особый интерес для науки представляют полные затмения Солнца, наводившие суеверный ужас на невежественных людей. Их считали предзнаменованием войны, конца света.

Астрономы предпринимают экспедиции в полосу полного затмения, чтобы в течение секунд, редко минут полной фазы изучать внешние разреженные оболочки Солнца, невидимые непосредственно вне затмения. Во время полного солнечного затмения небо темнеет, по горизонту горит заревое кольцо — свечение атмосферы, освещенной лучами Солнца в местностях, где затмение частное; вокруг черного солнечного диска пылает красное кольцо солнечной атмосферы, а дальше простираются жемчужные лучи сияния так называемой солнечной короны.

Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью эклиптики, каждое новолуние происходило бы солнечное, а каждое полнолуние — лунное затмение. Но плоскость лунной орбиты пересекает плоскость эклиптики под углом 5°9'. Поэтому Луна обычно проходит севернее или южнее плоскости эклиптики и затмений не происходит. Лишь в течение двух периодов в году, разделенных почти полугодом, когда полнолуние и новолуние происходят вблизи эклиптики, возможно наступление затмения.

Дело осложняется тем, что плоскость лунной орбиты вращается в пространстве (это один из видов возмущений, производимых в движении Луны относительно Земли притяжением Солнца). За 18 лет плоскость лунной орбиты делает полный поворот и периоды возможных затмений смещаются по датам года. Ученые древности подметили периодичность в затмениях, связанную с этим 18-летним периодом, и могли поэтому грубо предсказывать наступление затмений. Сейчас ошибки предвычисления моментов затмений составляют менее 1 сек.