Сонячне затемнення — астрономічне явище, яке полягає в тому, що Місяць проходить між Землею та Сонцем, таким чином повністю або частково закриваючи вид на Сонце з невеликої частини Землі. Це може траплятись лише у фазі нового місяця, і лише коли Місяць проходить цю фазу близько до площини орбіти Землі, що відбувається приблизно кожні шість місяців.

Під час повного затемнення диск Сонця повністю закритий Місяцем. При часткових і кільцевих затемненнях закрита лише частина Сонця. На відміну від місячного затемнення, яке можна спостерігати з будь-якої точки нічного боку Землі, сонячне затемнення можна спостерігати лише з відносно невеликої ділянки світу. Таким чином, хоча повні сонячні затемнення на Землі відбуваються в середньому кожні 18 місяців, вони повторюються в будь-якому конкретному місці лише раз на 360-410 років.

Якби Місяць перебував на ідеальній круговій орбіті й у тій самій орбітальній площині, що й Земля, повні сонячні затемнення відбувалися б раз на місяць, у кожну фазу нового місяця. Натомість, оскільки орбіта Місяця нахилена приблизно на 5 градусів до орбіти Землі, його тінь потрапляє на Землю лише тоді, коли Місяць проходить цю фазу близько до площини орбіти Землі, що відбувається приблизно кожні шість місяців — під час сезону затемнень. Це призводить до мінімум двох і максимум п’яти сонячних затемнень щороку, не більше двох з яких можуть бути повнимиFive solar eclipses occurred in 1935..

У деяких стародавніх культурах сонячні затемнення приписувалися надприродним причинам і вважалися поганою прикметоюSteel, p. 1. Сучасні теорії руху Місяця дозволяють розраховувати затемнення на сотні років у майбутнє й у минуле. Зокрема, порівняння розрахованих дат затемнень з історичними літописами дозволяє уточнювати хронологію.

Прямий погляд на Сонце може призвести до пошкодження очей, тому під час спостереження сонячного затемнення використовуються спеціальні засоби захисту очей або непрямі методи спостереження. Тільки повну фазу повного сонячного затемнення безпечно дивитися без захисту. Ентузіасти, відомі як пошукачі затемнень, подорожують у віддалені місця, щоб побачити сонячні затемнення. А професійні науковці в результаті спостереження затемнень зробили ряд важливих відкриттів, серед яких сонячна корона, гелій і гравітаційне лінзування.

Види сонячних затемнень Розрізняють чотири види сонячних затемнень: Повне затемнення відбувається, коли темний силует Місяця повністю закриває яскраве світло Сонця, дозволяючи бачити набагато слабшу сонячну корону. Під час будь-якого затемнення повне затемнення відбувається в кращому випадку лише у вузькій смужці на поверхні ЗемліHarrington, pp. 7–8. Воно трапляється в середньому один раз на 10 років, а для даного конкретного місця на Землі воно може траплятись раз в кілька столітьЗемляни, затамувавши подих, чекають повного сонячного затемнення: таке трапляється не частіше, ніж раз на 10 років. // Автор: Марченко Любов. 02.04.2024, 23:06. Кільцеподібне затемнення спостерігається тоді, коли Сонце і Місяць знаходяться приблизно на одній лінії зі спостерігачем, але видимий розмір Місяця менший за розмір Сонця. Тому Сонце виглядає як дуже яскраве кільце, що оточує темний диск МісяцяHarrington, pp. 9–11. Це відбувається, коли під час затемнення Місяць знаходиться поблизу апогею своєї орбіти, і трапляється раз на один або два роки. Кільцеподібно-повне (або гібридне) затемнення в одних місцях Землі спостерігається як повне, а в інших — як кільцеподібне. Тільки близько 5 % усіх затемнень є кільцеподібно-повними. Часткове затемнення коли Сонце і Місяць не знаходяться точно на одній лінії зі спостерігачем, і Місяць лише частково закриває Сонце, так що спостерігач потрапляє лише в напівтінь. Зазвичай це явище можна побачити з більшої частини Землі поза межами кільцеподібного або повного затемнення. Деякі затемнення можна побачити лише як часткові, бо тінь проходить над полярними регіонами Землі і ніде не перетинає поверхню Землі. Часткові затемнення слабко помітні з точки зору зміни яскравості Сонця.

Відстань від Землі до Сонця приблизно в 400 разів більша за відстань до Місяця, а діаметр Сонця приблизно в 400 разів більший за діаметр Місяця. Оскільки ці співвідношення приблизно однакові, Сонце та Місяць видно із Землі під приблизно однаковими кутами — 0,5 градусів.

Однак орбіта Місяця навколо Землі злегка еліптична (і орбіта Землі навколо Сонця теж, хоч і в меншій мірі). Тому видимі розміри Сонця і Місяця трохи змінюються з часом. Відношення видимого розміру Місяця до видимого розміру Сонця під час затемнення називається величиною затемнення. Затемнення, яке відбувається, коли Місяць знаходиться на найближчій відстані до Землі (тобто поблизу свого перигею), може бути повним затемненням, оскільки Місяць буде здаватися достатньо великим, щоб повністю закрити диск Сонця; повне затемнення має величину затемнення більше 1. Навпаки, затемнення, яке відбувається, коли Місяць знаходиться на найбільшій відстані від Землі (тобто поблизу свого апогею), може бути лише кільцевим затемненням, оскільки Місяць буде здаватися трохи меншим за Сонце; величина кільцевого затемнення менше 1.

Гібридне затемнення відбувається, коли величина затемнення перетинає значення 1: ближче до середини земного диску вона більше 1, і затемнення виглядає повним, а ближче до краю диску вона менше 1, і затемнення є кільцевим. На тій ділянці шляху, де гібридне затемнення є повним, воно є надзвичайно вузьким за шириною шляху та відносно коротким за тривалістю в будь-якій точці порівняно з повністю повним затемненням. А на кінцях цієї ділянки, де відбувається перехід від повного до кільцевого затемнення, ширина та тривалість повного затемнення близькі до нуля.

Оскільки орбіта Землі навколо Сонця теж є еліптичною, відстань Землі від Сонця також змінюється протягом року. Через це змінюється видимий розмір Сонця, але не так сильно, як видимий розмір Місяця. Коли Земля наближається до апогею на початку липня, повне затемнення дещо більш імовірне, а коли Земля наближається до афелію на початку січня, то дещо більш імовірним є кільцеподібне затемненняSteel, p. 351.

Термінологія затемнення Візуальні фази, які спостерігаються під час повного затемнення, називаютьсяHarrington, pp. 13–14; Steel, pp. 266–279: Перший контакт — коли лімб (край) Місяця дотикається до лімба Сонця. Другий контакт — починаючи з намистин Бейлі (спричинений світлом, що проходить крізь долини на поверхні Місяця). Майже весь диск покритий. Повне затемнення — Місяць закриває весь диск Сонця, і видно лише сонячну корону. Третій контакт — коли стає видно перше яскраве світло. Знову можна бачити намистини Бейлі. Четвертий контакт — коли задня грань Місяця перестає накладатися на сонячний диск і затемнення закінчується.

Передбачення затемнень

Геометрія

Діаграма праворуч показує розташування Сонця, Місяця та Землі під час сонячного затемнення. Темно-сіра область між Місяцем і Землею — це тінь, де Сонце повністю закрите Місяцем. Невелика область, де тінь торкається поверхні Землі, — це місце, де можна побачити повне затемнення. Більша світло-сіра область — півтінь, у якій можна побачити часткове затемнення. Спостерігач, який перебуває в продовженні кону тіні за його вершину, побачить кільцеве затемненняMobberley, pp. 30–38.

Орбіта Місяця навколо Землі нахилена під кутом трохи більше 5° до площини орбіти Землі навколо Сонця (екліптики). Тому молодий місяць зазвичай проходитиме на північ або на південь від Сонця. Сонячне затемнення може відбутися лише тоді, коли молодий місяць знаходиться поблизу однієї з точок, де орбіта Місяця перетинає екліптику (вузлів орбіти)Harrington, pp. 4–5.

Орбіта Місяця також еліптична, тож відстань Місяця від Землі може відрізнятися приблизно на 6 % від її середнього значення. Видимий розмір Місяця змінюється залежно від його відстані від Землі, саме цей ефект, головним чином, визначає різницю між повними та кільцевими затемненнями. Відстань Землі від Сонця також змінюється протягом року, але на меншу величину. У середньому Місяць здається трохи меншим за Сонце, якщо дивитися із Землі, тому більшість (близько 60 %) центральних затемнень є кільцевими. Лише тоді, коли Місяць знаходиться ближче до Землі, ніж у середньому (поблизу свого перигею), відбувається повне затемнення. МісяцьСонцеУ перигеї (найближче)В апогеї (найдальше)В перигелії (найближче)В афелії (найдальше)Середній радіус1 737,10 км696 000 кмВідстань363 104 км405 696 км147 098 070 км152 097 700 кмКутовий діаметр NASA – Eclipse 99 – Frequently Asked Questions – There is a mistake in the How long will we continue to be able to see total eclipses of the Sun? answer, "...the Sun's angular diameter varies from 32.7 minutes of arc when the Earth is at its farthest point in its orbit (aphelion), and 31.6 arc minutes when it is at its closest (perihelion)." It should appear smaller when farther, so the values should be swapped.33' 30" (0,5583°)29' 26" (0,4905°)32' 42" (0,5450°)31' 36" (0,5267°)Видимий розмір в масштабі

Періодичність на рік Щороку відбувається від двох до п’яти сонячних затемнень, принаймні по одному за сезон затемнень. З моменту введення григоріанського календаря в 1582 році, шість сонячних затемнень відбулися в 1693, 1758, 1805, 1823, 1870 і 1935 роках, а наступна така подія станеться 2206 року. В середньому за кожне століття відбувається близько 240 сонячних затемнень. + 5 сонячних затемнень 1935 року5 січня3 лютого30 червня30 липня25 грудняЧасткове (південь)Часткове (північ)Часткове (північ)Часткове (південь)Кільцеподібне (південь)Сарос 111Сарос 149Сарос 116Сарос 154Сарос 121

Кінець повних затемнень Спостережуване зараз різноманіття типів затемнень є тимчасовим. Сотні мільйонів років тому Місяць був ближче до Землі, і кожне сонячне затемнення було повним або частковим, а кільцевих затемнень не було. Через припливне прискорення орбіта Місяця навколо Землі з кожним роком видаляється приблизно на 3,8 см. Через мільйони років Місяць буде занадто далеко, щоб повністю закривати Сонце, і повних затемнень не стане. За той самий проміжок часу Сонце має збільшитися за розміром через перебіг своєї зоряної еволюції. Оцінки часу, коли Місяць не зможе повністю закрити Сонце при спостереженні із Землі, варіюються від 650 млн до 1,4 млрд років у майбутнє.

Історичні затемнення

Історичні затемнення дуже цінні, бо дозволяють точно датувати деякі історичні події і таким чином зробити хронологічну привʼязку стародавніх календарів. Сонячне затемнення 15 червня 763 року до н. е., згадане в ассирійському тексті, є важливим для хронології Давньої історії Близького Сходу.

Легендарний китайський цар Чжун Кан нібито обезголовив двох астрономів Сі та Хо, які не змогли передбачити затемнення 4000 років томуHarrington, p. 2. Китайські записи про затемнення починаються приблизно з 720 року до нашої ери. Астроном IV ст. до н. е. Ши Шень описав передбачення затемнень за допомогою відносного положення Місяця та Сонця.

Давньогрецький історик Геродот писав, що Фалес Мілетський передбачив затемнення, яке сталося під час битви між мідійцями та лідійцями, можливо, 28 травня 585 р. до н.е. Обидві сторони склали зброю і оголосили мир внаслідок затемненняSteel, pp. 84–85. Інше затемнення, описане Геродотом, сталось перед тим, як Ксеркс вирушив у свою експедицію проти Греції. Воно традиційно датується 480 роком до н. е. і може бути асоційоване з кільцевим затемненням в Сардах 17 лютого 478 до н. е. або з частковим затемненням в Персії 2 жовтня 480 року до н. е.. Геродот також повідомляє про сонячне затемнення в Спарті під час другого перського вторгнення в Грецію. Дата затемнення (1 серпня 477 р. до н. е.) не зовсім збігається з загальноприйнятими датами вторгнення, прийнятими істориками.

Хроніки Раннього Середньовіччя писали про затемнення на початку травня 664 року, яке збіглося з початком епідемії чуми 664 року на Британських островах.

Перше зареєстроване спостереження корони було зроблено в Константинополі в 968 році нашої ери.