Затемнення Сонця відносяться до таких явищ природи, про день настання яких заздалегідь відомо. Астрономи завжди ретельно готуються до спостережень затемнень, а в місця, де вони видно, споряджаються спеціальні експедиції.
... Настає день затемнення.
Природа живе своїм звичайним життям. У синьому небі яскраво сяє Сонце. Ніщо не віщує прийдешньої події. Але ось на правому краю Сонця з'являється збиток. Він повільно збільшується, і сонячний диск приймає форму серпа, зверненого опуклістю вліво. Сонячне світло поступово слабшає. Стає прохолодніше. Серп робиться зовсім тоненьким, і раптом ця вузенька дуга розпадається на дві, і зрештою за чорним диском зникають останні яскраві точки. На всю навколишню місцевість лягає напівтемрява. Небо приймає нічний вигляд, на ньому спалахують яскраві зірки. Уздовж горизонту з'явиться кільце оранжевого відтінку.
Це наступило повне сонячне затемнення. На місці погаслого світила видно чорний диск, оточений сріблясто-перловим сяйвом.
Наляканий раптово темрява звірі й птахи замовкають і поспішають сховатися на нічний спокій, багато рослин згортають листя, 2, 3, іноді 5 хвилин триває незвичайна темрява, І знову спалахують яскраві сонячні промені. У ту ж мить зникає сріблясто перлове сяйво, гаснуть зірки. Немов на зорі, співають півні, сповіщаючи про настання дня. Вся природа знову оживає.
Сонце знову приймає вигляд серпа, але тепер вже повернутого опуклістю в інший бік, як серп "молодий" Місяця. Серп збільшується, і вже за годину в небі все як завжди.
Сонячне затемнення - дуже величне і красиве явище природи. Ніякої шкоди рослинам, тваринам і людині воно, звичайно, заподіяти не може.
Але не так думали люди в далекому минулому. Сонячне затемнення знайомо людині з глибокої давнини. Але люди не знали, чому воно відбувається. Панічний страх викликало у людей несподіване, таємниче зникнення променистого світила. У згасанні Сонця серед білого дня вони бачили прояв невідомих надприродних сил. У східних народів існувало повір'я, що під час затемнення якесь зле чудовисько пожирає Сонце.
Відгомони цих стародавніх уявлень людини зустрічалися й у порівняно недавні часи. Так, у Туреччині під час затемнення 1877г. перелякані жителі стріляли з рушниць в Сонце, бажаючи прогнати Шатана (злого духу), пожирав, на їхню думку, Сонце.
У російських літописах ми знаходимо численні згадки про затемнення. В Іпатіївському літописі, наприклад, йдеться про затьмаренні, згадані в "Слові о полку Ігоревім".
Це затемнення Сонця відбулося в 1185 р. воно було повним в Новгороді і Ярославлі. Князь Ігор зі своєю дружиною був у цей час на р.. Дінці, де затемнення було неповним (була закрита лише частину сонячного диска). Літописець висловлює переконання, що це затемнення виявилося причиною поразки Ігоря в битві з половцями.
І навіть тоді, коли справжня причина сонячних затемнень була вже відома вченим, затемнення все-таки часто викликало У населення страх. Люди вважали, що затемнення послано богом і віщує кінець світу, голод, нещастя. Ці забобонні уявлення сіяли серед народу служителі релігійних культів, щоб тримати народні маси в покорі.
Передові люди різних часів намагалися розвіяти у народу страх, викликаний затемненнями. Наприклад, Петро I звертався до вчених і посадовим особам з проханням взяти участь у поширенні правильного поясненні очікуваного 1 травня 1706 сонячного затемнення. Відомо його лист до адмірала Головіну, в якому він писав: "Пане адмірал. Майбутнього місяці в перший день буде велике сонячне затемнення. Того ради зволь це поразгласіть в наших людях, що коли оне буде, щоб за диво не поставили. Понеже, коли люди про те відають преже, то не є вже диво ".
У нашій Радянській країні правильне наукове пояснення різних явище природи дійшло до найвіддаленіших куточків. І тепер у нас навряд чи знайдеться така людина, у якого сонячне і місячне затемнення викликали б страх. Що ж таке сонячне затемнення? Нам часто доводиться спостерігати, як в ясний, сонячний день тінь від хмари, подгоняеммого вітром, пробігає по землі і досягає того місця, де ми знаходимося. Хмара приховує від нас Сонце. Тим часом інші місця, що знаходяться поза цією тіні, залишаються освітленими Сонцем.
Під час сонячного затемнення між нами і Сонцем проходить Місяць і приховує його від нас. Розглянемо докладніше умови, при яких може наступити затемнення Сонця.
Наша планета Земля, обертаючись протягом доби навколо своєї осі одночасно рухається навколо Сонця і за рік робить повний оборот. У Землі є супутник - Місяць. Місяць рухається навколо Землі і повний оборот робить за 29 1 / 2 доби.
Взаємне розташування цих трьох небесних тіл весь час змінюється. При своєму русі навколо Землі Місяць в певні періоди часу опиняється між Землею і Сонцем. Але Місяць - темний, непрозорий твердий кулю. Опинившись між Землею і Сонцем, вона, немов величезна заслінка, закриває собою Сонце. У цей час та сторона Місяця, яка звернена до Землі, виявляється темною, неосвітленою. Отже, сонячне затемнення може відбутися тільки під час молодика. У повню Місяць проходить від Землі осторонь, протилежною Сонцю, і може потрапити в тінь, що відкидається земною кулею. Тоді ми будемо спостерігати місячне затемнення.
Середня відстань від Землі до Сонця становить 149,5 млн. км, а середня відстань від Землі до Місяця - 384 тис. км.
Чим ближче предмет, тим більшим він нам здається. Місяць в порівнянні з Сонцем ближче до нас майже: у 400 разів, і в той же час її діаметр менше діаметра Сонця також приблизно в 400 разів. Тому видимі розміри Місяця і Сонця майже однакові. Місяць, таким чином, може закрити від нас Сонце.
Проте відстані Сонця і Місяця від Землі не залишаються постійними, а злегка змінюються. Відбувається це тому, що шлях Землі навколо Сонця і шлях Місяця навколо Землі - не кола, а еліпси. Зі зміною відстаней між цими тілами змінюються і їх видимі розміри.
Якщо в момент сонячного затемнення Місяць перебуває в найменшому видаленні від Землі, то місячний диск буде дещо більше сонячного. Місяць повністю закриє собою Сонце, і затемнення буде повним. Якщо ж під час затемнення Місяць перебуває в найбільшому видаленні від Землі, то вона буде мати дещо менші видимі розміри і закрити Сонце повністю не зможе. Залишиться незакритим світлий обідок Сонця, який під час затемнення буде видно як яскраве тоненьке кільце навколо чорного диска Місяця. Таке затемнення називають кільцеподібним.
Здавалося б, сонячні затемнення повинні траплятися щомісячно, кожне молодик. Однак цього не відбувається. Якби Земля і Місяць рухалися видною площині, то в кожне молодик Місяць справді виявлялася б точно на прямій лінії, що з'єднує Землю і Сонце, і відбувалося б затемнення. Насправді Земля рухається навколо Сонця в одній площині, а Місяць навколо Землі - в іншій. Ці площини не збігаються. Тому часто під час молодиків Місяць приходить або вище Сонця, або нижче.
Видимий шлях Місяця на небі не збігається з тим шляхом, по якому рухається Сонце. Ці шляхи перетинаються у двох протилежних точках, які називаються вузлами місячної про р б і т и. Поблизу цих точок шляху Сонця і Місяця близько підходять один до одного. І тільки в тому випадку, коли молодик відбувається поблизу вузла, воно супроводжується затемненням.
Затемнення буде повним або кільцеподібним, якщо в молодика Сонце і Місяць перебуватимуть майже у вузлі. Якщо ж Сонце в момент молодика виявиться па деякій відстані від вузла, то центри місячного н сонячного дисків не співпадуть і Місяць закриє Сонце лише частково. Таке затемнення називається приватним.
Місяць переміщується серед зірок із заходу на схід. Тому закриття Сонця Місяцем починається з його західного, тобто правого, краю. Ступінь закриття називається у астрономів фазою затемнення.
Щорічно буває не менш двох сонячних затемнень. Так було, наприклад, в 1952 р.:
25 лютого - повне (спостерігалося в Африці, Ірані, СРСР) і 20 серпня-кільцеподібне (спостерігалося в Південній Америці). А ось в 1935г. було п'ять сонячних затемнень. Це найбільше число затемненні, яке може бути протягом одного року.
Важко уявити собі, що сонячні затемнення відбуваються так часто: адже кожному з нас спостерігати затемнення припадає надзвичайно рідко. Пояснюється це тим, що під час сонячного затемнення тінь від Місяця падає не на всю Землю. Що впала тінь має форму майже круглого плями, поперечник якого може досягати саме 6ільше 270 км. Це пляма покриє лише мізерну частку земної поверхні. У даний момент тільки на цій частині Землі і буде видно повне сонячне затемнення.
Місяць рухається по своїй орбіті зі швидкістю близько 1 км / сек, тобто швидше рушничного кулі. Отже, її тінь з великою швидкістю рухається по земній поверхні і не може надовго закрити якесь одне місце на земній кулі. Тому повне сонячне затемнення ніколи не може тривати більше 8 хвилин.
У нинішньому столетпі найбільша тривалість затемнення була в 1955 р. і буде в 1973 р. (не більше 7 хвилин).
Таким чином, місячна тінь, рухаючись по Землі, описує вузьку, але довгу смугу, па якій послідовно спостерігається повне сонячне затемнення. Протяжність смуги повного сонячного затемнення сягає кількох тисяч кілометрів. І все ж площа, що покривається тінню, виявляється незначною в порівнянні з усією поверхнею Землі. Крім того, в смузі повного затемнення часто виявляються океани, пустелі і малонаселені райони Землі.
Навколо плями місячної тіні розташовується область півтіні, тут затемнення буває приватним. Поперечник області півтіні становить близько 6-7 тис. км. Для спостерігача, який буде знаходитися поблизу краю цій галузі, лише незначна частка сонячного диска покриється Місяцем. Тако затемнення може взагалі пройти непоміченим.
Чи можна точно передбачити настання затемнення? Вчені ще в давнину встановили що через 6585 днів і 8 годин, що складає 18 років 11 днів 8 годин, затемнення повторюються. Відбувається це тому, що саме через такий проміжок часу розташування в просторі Місяця, Землі і Сонця повторюється. Цей проміжок був названий саросом, що знячіт повтореііе.
Протягом одного Сарос в середньому буває 43 сонячних затемнення, з них 15 приватних, 15 кільцеподібних й 13 повних. Додаючи до до дат затемнень, що спостерігалися протягом одного Сарос, 18 років 11 днів і 8 годин, ми зможемо передбачити настання затемнень і в майбутньому. Наприклад, 25 лютого 1952 р. відбулося сонячне затемнення. Воно повториться 7 березня 1970, потім 18 березня 1988 і т. д.
Однак у сарос міститься не ціле число днів, а 6585 днів і 8 годин. За ці 8 годин Земля повернеться на третину обороту і буде звернена до Сонця вже іншою частиною своєї поверхні. Тому наступне затемнення будітнаблюдаться в інших районі Землі. Так, смуга затемнень 1952 пройшла через Центральну Африку, Аравію, Іран, СРСР. Затемнення ж 1970 р. буде спостерігатися як повне тільки жителями Мексики та Флориди.
В одному і тому ж місці Землі повне сонячне затемнення спостерігається один раз на 250 - 300 років.
Як бачите, передбачити день затемнення дуже легко. Передбачення ж точного часу його настання і умов його видимості - праця-паю завдання; щоб вирішити її, астрономи протягом декількох сторіч вивчали рух Землі і Місяця. В даний час затемнення передбачають дуже точно. Помилка в прогнозі моменту настання затемнення не пре-сходить 2-4 секунд.
Найбільший, у світі фахівець з теорії затемнень - директор Пулковської обсерваторії, акад. А. А. Михайлов.
Точним обчисленням можна відновити час і умови видимості якого-небудь затемнення, що спостерігався в тій чи іншій місцевості в давні часи. Якщо затемнення це зіставлять в літописі з яких-небудь історичною подією, то ми можемо точно визначити дату цієї події. Давньогрецький історик Геродот вказував, що під час битви між лідійцями і мідянами відбулося (неповне) сонячне затемнення. Воно так вразило билися, що поклало кінець війні. Історики вагалися щодо часу цієї події, вони відносили його до часу між 626 і 583 рр.. до н. е..; астрономічне ж обчислення точно показує, що затемнення, а отже, і битва відбувалися 28 травня 585 р. до н. е.. Встановлення точної дати цієї битви пролило світло і на хронологію деяких інших історичних подій. Так астрономи надали велику допомогу історикам.
Астрономи обчислили умови видимості сонячних затемнень на багато років вперед.
Остання затемнення, доступне для спостережень в європейській частині СРСР, було 15 лютого 1961 Наступне еатменіе буде спостерігатися тут тільки в 2126 р. До цього, правда, буде 4 повних сонячних затемнення, але смуга видимості їх пройде в межах СРСР лише через трудоступние райони Сибіру і Арктики.
До числа "незвичайних" небесних явищ відносяться також місячні затемнення. Відбуваються вони так. Повний світлий круг Місяця починає темніти у свого лівого краю, на місячному диску з'являється кругла бура тінь, вона просувається все далі і далі і приблизно через годину покриває всю Місяць. Місяць меркне і стає червоно-бурого кольору.
Діаметр Землі більше діаметру Місяця майже в 4 рази. а тінь від Землі навіть на відстані Місяця від Землі більш ніж в 2 1 / 2 рази перевершує розміри Місяця. Тому Місяць може цілком зануритися у земну тінь. Повне лунніе затемнення набагато триваліше сонячного: воно може тривати 1 годину 40 хвилин.
З тієї ж причини, по якій сонячні затемнення бувають не кожне молодик, місячні затемнення відбуваються не кожне повнолуння. Найбільше число місячних затемнень на рік - 3, але бувають роки зовсім без затемнень; таким був, наприклад, 1951 рік.
Місячні затемнення повторюються через той же проміжок часу, що й сонячні. Протягом цього проміжку, в 18 років 11 днів 8 годин (сарос), буває 28 місячних затемнень, з них 15 приватних і 13 повних. Як бачите, число місячних затемнень в сарос значно менше сонячних, і все ж місячні затемнення можна спостерігати частіше сонячних. Це пояснюється тим, що Місяць, занурюючись у тінь Землі, перестає бути видимою на всій не освітленій Сонцем половині Землі. Отже, кожне місячне затемнення видно на значно більшій території, ніж будь-яке сонячне.
Затьмарила Місяць не зникає зовсім, як Сонце під час сонячного затемнення, а буває слабо видимою. Відбувається це тому, що частина сонячних променів приходить крізь зем-ву атмосферу, заломлюється в ній, входить всередину земної тіні і потрапляє на Місяць. Так як червоні промені спектра найменше розсіюються і послаблюються в атмосфері. Місяць під час затемнення набуває мідно-червоний або бурий відтінок.