Солнечное затмение

Введение

Из всех небесных явлений самое сильное впечатление производит солнечное затмение. Время от времени Солнце, Луна и Земля располагаются на одной прямой. И если при этом Луна окажется между Землей и Солнцем, то она заслонит собой дневное светило и в тех местах земной поверхности, по которым пробежит лунная тень, будет наблюдаться солнечное затмение. Солнечное затмение может произойти только в новолуние, когда Луна обращена к Земле темной неосвященной стороной.

Виды лунных затмений

Луна в 400 раз меньше Солнца, но она во столько же раз ближе к Земле, поэтому маленькая Луна способна заслонить большущее Солнце. Расстояния Солнца и Луны от Земли не остаются постоянными, а слегка изменяются, так как орбиты Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли не окружности, а эллипсы. В связи с этим солнечные затмения бывают полными, когда Луна целиком закрывает Солнце, или кольцеобразными, когда Луна от Земли в наибольшем удалении и лунный диск меньше солнечного. Если Луна проходит не по середине Солнца, а по краю, то это частичное затмение.

Тень, которую Луна отбрасывает на Землю, движется по поверхности Земли со скоростью 1 км/с, то есть быстрее ружейной пули. Поперечник теневого пятна менее 270 км. Полоса солнечного затмения очень мала по сравнению с площадью поверхности Земли. Вокруг пятна тени располагается область полутени, она значительно больше (6 – 7 тысяч км). Здесь наблюдается частичное затмение.

При среднем расстоянии Луны от Земли (384 400 км) и Земли от Солнца (149 600 000) лунный диск становится меньше солнечного, и тогда конус лунной тени не достигает земной поверхности. Поэтому, если Луна и «надвинется» на Солнце, она полностью не заслонит дневное светило. Вокруг темного лунного диска будет сиять яркое кольцо солнечной фотосферы. Подобное затмение называется кольцеобразным. Ширина полосы кольцеобразной фазы солнечного затмения может достигать 380 км.

По обе стороны от полного или кольцеобразного солнечного затмения, то есть там, где по земной поверхности пробежит лунная полутень, наблюдается частное солнечное затмение. И чем дальше от полосы затмения с полной или кольцеобразной фазой находится наблюдатель, тем меньшая часть солнечного диска будет закрыта Луной. Фаза затмения – отношение закрытой в момент наибольшего затмения части диаметра диска Солнца ко всему диаметру.

Диаметр лунной полутени при полных солнечных затмениях может достигать 6750 км, а при кольцеобразных – 7340 км. Но, несмотря на столь внушительные размеры, она не в состоянии охватить все земное полушарие. А если еще учесть, что частные солнечные затмения с малыми фазами обычно проходят незамеченными, то для большинства людей даже частное затмение представляет большую редкость.

Совсем редко случаются в какой-либо одной местности полные солнечные затмения. В среднем они происходят один раз в 300 – 400 лет. Даже не всем астрономам удается наблюдать это великолепное небесное явление.

Полное солнечное затмение начинается с того, что на правом (западном) краю солнечного диска появляется маленькая выемка. Это Луна в новолунии, оказавшись между Землей и Солнцем, заслоняет от нас дневное светило. Постепенно выемка увеличивается. Вот Солнце стало похоже на лунный серп, видимый по утрам. Еще мгновение – блеснул последний луч, светило погасло, и, будто крылья гигантской птицы, лунная тень накрыла земной простор. А в темно-свинцовом небе, на том самом месте, где еще недавно сияло Солнце, теперь повис черный, как уголь, диск.

Но чудеса на этом не заканчиваются. На внезапно потемневшем небе загораются яркие звезды и планеты, а вокруг черного лунного диска вспыхивает нежное жемчужно-серебристое сияние солнечной короны. Солнечная корона – это необыкновенно красивое серебристо-жемчужное лучистое сияние. Его видно, когда черный диск Луны закрывает собой  ослепительно яркую поверхность Солнца. Внутренняя часть короны более яркая, внешняя – менее яркая, лучи короны могут достигать в длину диаметра Солнца. Солнечная корона нежным серебристым ореолом окутывает дневное светило. Ее яркость в миллион раз слабее света фотосферы. И только в короткие минуты полного затмения создаются особо благоприятные условия для изучения солнечной короны. Глаз  не оторвать от этой красоты. Хочется еще и еще любоваться этим неповторимым видением.

Однако бег небесных светил неумолим. За те несколько минут, пока происходит полное солнечное затмение, Луна в своем извечном движении смещается чуть-чуть влево от Солнца. Вследствие этого огненный диск приоткрывается наблюдателю. И только брызнет в глаза ослепительный свет, как сказочная небесная картина в мгновение ока преображается. Небо голубеет. Исчезают звезды и планеты. В свете дня растворяется великолепная корона. Солнце может «исчезнуть» на самое продолжительное время – 7 минут и 31 секунду. Но условия для таких продолжительных затмений наступают крайне редко. На протяжении полутора тысяч лет, с 7 до начала 23 века, не было и не будет ни одного такого затмения. Ближайшее солнечное затмение с большой продолжительностью полной фазы – 7 минут 29 секунд – ожидается 16 июля 2186 года.

В 1981 году, 31 июля, произошло полное солнечное затмение, которое наблюдалось в южных областях нашей страны. Затмение началось в 6 часов 18 минут по московскому времени в восточной акватории Черного моря, возле побережья Грузии. Именно там лунная тень коснулась Земли, а минуту спустя она уже мчалась по горам Кавказа. Весь путь длиной 8250 км от Грузии до Курил она пробежала за 2 часа 2 минуты. Можно сказать, что это было целиком наше затмение, и только само его окончание завершилось в океанском просторе.

Солнечные затмения случаются чаще лунных. Но вот удивительная вещь: все мы хоть раз любовались картиной лунного затмения, а затмение Солнца мало кому доводилось видеть. Парадокс этот объясняется просто. Лунные затмения бывают видны сразу со всего ночного полушария Земли. Полные же солнечные затмения доступны для наблюдений только в ограниченных районах земного шара, по которым пробегает лунная тень.

Значение солнечных затмений

Предсказание затмений издавна считалось исключительно важным делом. Для вычисления обстоятельств затмений астрономы стали использовать данные, почерпнутые из теории движения Луны и Земли.

Современные астрономы для предвычисления затмений пользуются строгой теорией затмений, создателем которой является советский академик Александр Александрович Михайлов (1888 – 1983), а моменты затмений рассчитываются с помощью новейшей вычислительной техники. В нашей стране такими расчетами много лет занимались ученые Института теоретической астрономии Российской Академии наук.

В различных исторических летописях встречаются сообщения о затмениях Солнца и Луны. Самым древним таким свидетельством, дошедшим до нас, является упоминание о лунном затмении у народа майя. Оно произошло 15 февраля 3379 года до нашей эры, то есть более 53 веков назад.

Примерно тогда же появились первые астрономические записи, сделанные наблюдателями неба в Египте, Вавилонии, Индии и Китае. Из этих записей стало известно, что в 2697 году до нашей эры солнечное затмение наблюдалось в Китае. Это древнейшее сообщение о солнечном затмении. Описания затмений в древних хрониках оказалось весьма кстати. Многие затмения упоминаются в связи с теми или иными событиями, и наличие такой связи позволило уточнить историческую хронологию. Уже к началу 6 в. до нашей эры, древние астрономы сумели установить причину солнечных затмений.

Интерес к затмениям у людей был всегда. Какие же наблюдения проводятся в полосе полного солнечного затмения? Во время полного солнечного затмения  можно наблюдать внешние слои Солнца, его атмосферу – хромосферу и корону.

Наблюдения солнечных затмений полезны и для уточнения сложной теории движения Луны. Как бы ни была совершенна эта теория, она нуждается в периодическом контроле и внесении небольших поправок. С этой целью определяются точные моменты начала и конца полного затмения, фотографируются частные фазы затмения. По фотографиям определяется положение Луны относительно центра солнечного диска – уточняются ее координаты. И уже данные этих измерений используются для улучшения теории движения нашего спутника. Астрономы с помощью специальных фотокамер – коронографов получают снимки Солнца и его короны. Сравнивая  снимки, сделанные разными экспедициями, ученые делают выводы о тех изменениях, которые произошли в короне Солнца за определенный промежуток времени. Спектральные приборы под названием спектрогелиографы позволяют изучать химический состав солнечной атмосферы. Астрономы используют разные фильтры – наборы специальных пластинок и пленок разной толщины. Особенно сильное впечатление  оставляют кинофильмы, снятые о Солнце. В ускоренном, по сравнению с действительностью, изображении зритель видит взлеты и рассеивание протуберанцев – огромных языков пламени, высовывающихся из хромосферы.

Солнечное затмение сопровождается целым рядом интересных явлений в окружающей природе. Животные ведут себя необычно, в поведении домашних животных наблюдается беспокойство, а некоторые дикие животные, вместо того, чтобы скрываться от приближающегося человека, направляются к нему, как бы в поисках защиты.

С нескрываемым ужасом смотрели люди древности на солнечное затмение и думали: что будет, если Солнце, от которого зависела их жизнь, не возвратиться вновь? Им казалось, что какие-то небесные чудовища навсегда отнимают у них Солнце и Луну, что эти странные и совершенно непонятные явления на небе предвещают различные несчастья (войну, эпидемии) или вообще конец света. Даже современных людей, знающих истинную причину солнечных затмений, невольно охватывает волнение, когда Солнце исчезает средь бела дня. Стоит ли удивляться, что при виде меркнущего светила древние цепенели от страха?

В те места, где будет наблюдаться солнечное затмение, снаряжаются специальные экспедиции. Экспедиции размещают вдоль полосы затмения. В 1887 году Русское техническое общество обратилось к Дмитрию Ивановичу Менделееву с просьбой принять участие в наблюдении солнечного затмения с аэростата. Ученый охотно согласился. В город Клин, откуда намечался старт, был направлен военный воздушный шар «Русский» под командованием опытного аэронавта поручика А.М. Кованько. Начало затмения приближалось. Поручик Кованько уже стоял в корзине, привязанной к шару. В нее с трудом залез Менделеев. Когда были отпущены веревки, за которые несколько человек удерживали шар, последний не тронулся с места. Публика, с любопытством наблюдавшая эту сцену, считала, что полет провалился. И в этот критический момент все вдруг увидели, как Менделеев обратился к своему спутнику. Тот ловко выпрыгнул из корзины, и облегченный шар медленно пошел под облака. «Только бы не опоздать к началу полного затмения!» - беспокоился Менделеев. Аэростат поднялся почти на 4 км. Он уже парил над пеленой облаков, когда Луна полностью заслонила собой Солнце и на темном небе засияла лучистая корона. И ради этих неповторимых минут Менделееву пришлось рисковать жизнью – отправиться одному в небезопасный полет! О смелом полете великого русского ученого заговорил весь мир. За проявленное мужество и научные успехи Французская академия метеорологического воздухоплавания присудила Менделееву диплом с девизом: «Так идут к звездам».

Теперь для наблюдения солнечных затмений часто организуются самолетные экспедиции. С высотой уменьшается рассеяние света в земной атмосфере, поэтому корона вырисовывается более четко и ее лучи прослеживаются дальше от Солнца. 30 июля 1973 года состоялось одно из самых продолжительных солнечных затмений 20 века. Его полная фаза достигла 7 минут.

Рекоминдации

Все, кому представится возможность наблюдать солнечное затмение, должны помнить: смотреть на затмевающееся Солнце без защиты глаз темными светофильтрами ни в коем случае нельзя! Тем более нельзя без светофильтров пытаться хотя бы бегло взглянуть на Солнце в бинокль или астрономическую трубу. Так можно мгновенно лишиться зрения.

Заключение

Солнце имеет решающее значение для жизни нашей планеты, и поэтому детальное изучение его строения – это очень важная задача. Наша звезда по имени Солнце изучена ныне так, как ни одно другое космическое тело или явление, но еще многое предстоит узнать о ней в будущем.