Солнечные и лунные затмения

В системе Земля – Луна попеременные "затменения" одного космического тела – это солнечные и лунные затмения. При обращении вокруг планеты ее спутник, освещенный Солнцем, иногда отбрасывает тень на планету, а в другое время сам попадает в ее тень. Подобные явления часто наблюдаются, например, в системе спутников Юпитера, где четыре гигантские луны то проходят перед диском планеты (и тогда темное пятнышко их тени бежит по поверхности Юпитера), то, наоборот, сами оказываются затененными величайшей из планет. Все это отлично видно даже в небольшие телескопы.

В системе Земля – Луна попеременные затенения одного космического тела – это солнечные и лунные затмения. Затмение Солнца

Солнечные затмения наступают тогда, когда Луна загораживает собой Солнце, а лунные затмения – когда Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей в мировое пространство. Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью орбиты Земли, солнечные и лунные затмения происходили бы регулярно два раза в месяц: солнечные – в момент новолуния, а лунные – в момент полнолуния. На самом деле плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости орбиты Земли под углом около 5 градусов, и поэтому солнечные и лунные затмения принадлежат к числу сравнительно редких астрономических явлений. Напомним, что точки пересечения лунной орбиты с плоскостью земной орбиты называются узлами, а отрезок, их соединяющий, – линией узлов. Нетрудно сообразить, что солнечные и лунные затмения могут наступать лишь тогда, когда Луна находится вблизи узлов своей орбиты и линия узлов направлена на Солнце.

Так как эта линия медленно поворачивается в пространстве, а движение Земли и Луны достаточно сложно, предвычисление моментов наступления солнечных и лунных затмений – дело нелегкое. В настоящее время теория разработана весьма подробно. Оказывается, ежегодно должно происходить не менее двух и не более пяти солнечных, а также не более трех лунных затмений, причем в иные годы лунных может не быть вовсе. Наиболее часто в году бывает два солнечных затмения и два лунных. Во время солнечного затмения Луна иногда загораживает Солнце полностью (полное затмение) или частично (частное затмение). Солнечные затмения могут происходить, очевидно, только в новолуния.

Солнечные затмения наблюдаются в ограниченной области земной поверхности: полное там, куда в данный момент падает пятно лунной тени, диаметр которого не превышает 300 км, частное – по сторонам от этого пятна в радиусе до 4000 км (это область так называемой полутени). Так как Луна движется вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси, тень и полутень очень быстро перемещаются по земной поверхности, прочерчивая полосы полного и частного затмений. Луна обращается вокруг Земли по эллипсу и поэтому ее расстояние от Земли все время изменяется. Вместе с ним меняются видимые размеры лунного диска. Если в момент солнечного затмения Луна находится вблизи апогея, ее видимые размеры уменьшаются настолько, что она не может полностью закрыть собой Солнце и вместо полного солнечного затмения наблюдается так называемое кольцеобразное солнечное затмение.

Во время солнечного затмения Луна, двигаясь справа налево (от запада к востоку), медленно загораживает собой Солнце. Солнечное затмение продолжается в общей сложности обычно около двух часов, тогда как полная фаза солнечного затмения длится не более 7,5 мин. С наступлением полной фазы на небе появляются наиболее яркие звезды и планеты, а вокруг Солнца вспыхивает жемчужно-серебристое сияние – солнечная корона, самая верхняя часть солнечной атмосферы. В телескоп вокруг Солнца, закрытого Луной, хорошо видны розоватые выступы, напоминающие язычки пламени – газовые облака солнечной атмосферы, называемые протуберанцами.

Полные солнечные затмения, повторяющиеся в среднем раз в 1,5 года, могут вовсе не наблюдаться в каком-либо одном месте Земли на протяжении сотен лет. Наблюдения солнечных затмений имеют большую научную ценность. По ним можно уточнить движение Луны, которое отличается большой сложностью. В моменты полных солнечных затмений особенно удобно наблюдать солнечную атмосферу и ее внешние слабосветящиеся части.

Во время лунных затмений Луна вступает в конус земной тени. Затмение Луны

Во время лунных затмений Луна вступает в конус земной тени. Лунные затмения бывают только в полнолуния. Если Луна полностью погружается в земную тень, наступает полное лунное затмение, если только частично – частное. Лунное затмение происходит для всей Земли в один и тот же физический момент времени и может наблюдаться во всех тех местах Земли, где Луна будет в это время над горизонтом. Тень Земли на Луне вследствие шарообразности Земли имеет форму круга. На расстоянии Луны поперечник земной тени происходит по площади диск Луны в 2,5 раза. Поэтому Луна может полностью попасть в земную тень надолго. Полная фаза лунного затмения может длиться до 1 ч 40 мин, а все оно обычно продолжается больше трех часов.

В настоящее время солнечные и лунные затмения используются для научных наблюдений. В частности, по окраске Луны во время полного лунного затмения можно узнать некоторые свойства земной атмосферы.

Инструменты