Innhold
- Dette er sesongen ... for en formørkelse
- Fire typer solformørkelser
- Hva er en annular formørkelse?
- Total mot annular eclipse
- Typer måneformørkelser
- Å spå formørkelser og Saros syklus
De relative avstandene fra solen og månen til Jorden og deres relative størrelser er ansvarlig for en av de mest suksessfulle tilfeldighetene i astronomi.
Det bare skjer slik at de tilsynelatende platene til sol og måne, sett fra jorden, er nesten nøyaktig i samme størrelse. Det gjør det mulig for månen å bare dekke solen når den passerer mellom solen og jorden, og fordi størrelsesmatch er så eksakt, kan mennesker på jorden se solas korona. Oddsen for at dette skal skje er vel astronomisk.
Når månen passerer foran solen, opplever mennesker på jorden en formørkelse, men ikke alle formørkelser er totalt. Noen ganger stemmer månen ikke nøyaktig med solen, og i stedet for en total mørkemåling, ser folk bare sollyset bli svakt.
Og noen ganger er månen for langt fra Jorden i sin bane til å dekke solen fullstendig, selv når den passerer rett foran den. Dette er en ringformet formørkelse. Det ville være en total solformørkelse hvis månen var nærmere.
Dette er sesongen ... for en formørkelse
Solformørkelser forekommer under nymåner. Omvendt oppstår en måneformørkelse når månen er full og jorden beveger seg mellom den og solen.
Hvis månens bane var på samme plan som jordens bane rundt solen, ville vi se en sol- og måneformørkelse hver måned, men det er ikke tilfelle. Flyet til månens bane henger 5,1 grader mot planet for jordens bane. Det gir en ekstra betingelse for at en formørkelse kan oppstå. Ikke bare må det være ny eller fullmåne, men månen må også være nær nok til planet for jordens bane til å blokkere en del av solen.
Hver måned krysser månen planet for jordens bane to ganger, en gang på sin sørlige vei og en annen gang to uker senere når den er på sin nordlige bane. Disse kryssingene kalles noder, og for at en formørkelse skal oppstå, må solen være innenfor 17 grader fra en av nodene. Dette skjer to ganger i året. Solen reiser 0,99 grader per dag, så den holder seg i nærheten av en node i omtrent 34 dager. Denne 34-dagers perioden kalles en formørkelsessesong.
I løpet av en gitt formørkelsessesong er det én solformørkelse og en måneformørkelse. En formørkelsessesong er lenger enn en måned, så det er mulig for to sol- eller to måneformørkelser å skje i løpet av en enkelt sesong.
Fire typer solformørkelser
Totale solformørkelser er synlige langs en ganske smal sti på jordoverflaten, men delvis formørkelse er synlig over et mye bredere område. Hvilken formørkelse folk ser, avhenger av tre faktorer:
De fire formørkelsene som kan forekomme er som følger:
Total: Dette er den klassiske solformørkelsen der månen dekker solen fullstendig, og seerne i månens umbra kan se solens korona. Det kan forekomme bare hvis solen befinner seg i noen få grader fra månens knutepunkt. Samtidig må solen være langt nok borte fra jorden til at disken er liten nok til å bli dekket av månen. Månen må på sin side være nær nok jorda til å ha en skive som er stor nok til å dekke solen.
Delvis: Når en formørkelsessesong inntreffer, men solen er langt fra en node ved fullmåne, kan det hende at noen mennesker på jorden ser månen som bare blokkerer solen. Dette er en delvis formørkelse. Himmelen mørkner litt når en del av solskiven er skjult.
ring: En ringformet formørkelse oppstår når solen er nær nok til en knutepunkt for at en total formørkelse skal skje, men den er for nær jorden eller månen er for langt fra Jorden til at månens skive kan blokkere solen fullstendig. Seere i umbraen ser hele månens skive foran solen med en lys ring med sollys som omgir den.
Hybrid: En hybridformørkelse er sjelden. Det oppstår når solen og månen er posisjonert for å skape en ringformet formørkelse, men når umbras beveger seg over jordens overflate, reduserer jordens krumning avstanden til månen akkurat nok til å gjøre måneskiven stor nok til å fullstendig blokkere solen og skape en total formørkelse for kort tid.
Hva er en annular formørkelse?
Både Jorden og månen har elliptiske baner. Det er en avstand på nesten 5 millioner kilometer mellom jordens aphelion, eller maksimal avstand fra solen, og dens perihelion, eller minste avstand fra solen. Det utgjør en forskjell på omtrent 1 bue-minutt i tilsynelatende størrelse.
Forskjellen i månens avstand fra Jorden ved apogee (maksimal avstand) og perigee (minsteavstand) er omtrent 50 000 kilometer, noe som skaper en forskjell i tilsynelatende størrelse på 4 bue minutter, eller omtrent 13 prosent av den gjennomsnittlige størrelsen. Månen endres mer i relativ størrelse enn solen, så den har mer innvirkning på typen formørkelse folk ser.
For at en formørkelse skal være ringformet, må månen virke mindre enn solen. Dette skjer definitivt når Jorden er på sin nærmeste tilnærming til solen, som skjer i januar, og månen er på den fjerneste avstand.
Jordens bane er imidlertid veldig nær å være sirkulær, så solens tilsynelatende størrelse endrer ikke så mye. Følgelig kan det også forekomme en ringformet formørkelse i juli hvis månen er på apogee. Hvis en formørkelse oppstår når månen er på perigee og fremstår som en "supermoon" når den er full, vil du definitivt ikke se en ringformet formørkelse, uansett hvilken tid på året det er.
Når det oppstår en ringformet formørkelse, passerer månen fullstendig foran solen, men solen mørkner ikke helt. I stedet er en ildring synlig rundt kantene av månens skygge, og dette sollyset lyser delvis opp himmelen, og skaper et slags spøkelsesfull skumring. Fordi solen fremdeles er synlig under en ringformet formørkelse, er det enda farligere å se direkte på formørkelsen enn å se på en total formørkelse.
Total mot annular eclipse
Når du ser et diagram av en total solformørkelse, ser du månens skygge, eller umbra, avbildet som en kjegle som smalner til et punkt på jordens overflate. Området inne i umbraen er omtrent 100 mil i diameter, og alle i den ser en total formørkelse. Månens kombinerte bevegelse og jordens rotasjon gjør at umbraen beveger seg i en karakteristisk bane langs jordoverflaten med en hastighet mellom 1 000 og 3 000 mph, avhengig av breddegrad.
Hvis du undersøker et ringformet formørkelsesdiagram, vil du se at umbraen kommer i fokus på et stykke over jordens overflate. Jordbundne seere, som er utenfor dette fokuspunktet, skyver ikke i fullstendig skygge som de er under en total formørkelse. Lys fra den ytre ringen til solen - derfra navnet "ringformet" stammer - strekker seg utover umbras fokuspunkt og lyser opp området utenfor. Sollys reduseres, men ikke slukkes, og skaper en effekt som ligner et tungt skydekke.
Folk er i stand til å være vitne til totalitet i ikke mer enn 7 1/2 minutt før umbra beveger seg østover. En gang utenfor umbraen, forblir seerne i penumbra, eller delvis skygge, i en lengre periode. Det de ser mens de er i penumbra er måneskyggen som bare blokkerer en del av solskiven. I kontrast kan en ringformet formørkelse vare i opptil 12 1/2 minutt. Den ekstra tiden skyldes den mindre tilsynelatende størrelsen på måneskiven. I kraft av sin mindre størrelse har den mer avstand å dekke i sin bane over solens ansikt.
Typer måneformørkelser
I en gitt formørkelsessesong vil minst en måneformørkelse forekomme enten to uker før eller etter en solformørkelse. Husk at måneformørkelser skjer når månen er full - det vil si i motsatt ende av bane - og Jorden passerer mellom den og solen. Måneformørkelser kan være delvis eller total, men aldri ringformet. Jorden er for stor i forhold til månen til å passe inni solskiven, sett fra månen.
Earths umbra er 1,4 millioner km lang, noe som er mer enn tre ganger avstanden mellom Jorden og månen. Hvis du var på månen, ville du se Jorden blokkere solen, men i stedet for å være i totalt mørke, ville du være vitne til noe veldig rart. Du ville se Jorden badet i en ring av rødt lys. Dette er sollys som blir avledet av jordas atmosfære. Sollys med høyere energi er fullstendig avbøyd, men rødt lys kan trenge gjennom atmosfæren og brytes, omtrent som lys som går gjennom et prisme.
Denne brytningen er grunnen til at folk omtaler en måneformørkelse som en blodmåne. Det brytbare lyset som lyser opp månens overflate, gjør månen til en spøkelsesaktig rød farge. Fordi jordskiven er så mye større enn månens, kan totalperioden under en måneformørkelse vare så lenge som 1 time og 40 minutter. På hver side av helheten blir solen delvis okkludert av jorden i ytterligere en time. En måneformørkelse kan vare så lenge som seks timer fra det øyeblikket jordskiven begynner å skjule månen til det øyeblikket den beveger seg helt bort.
Å spå formørkelser og Saros syklus
Forholdene på jordas overflate kan være uforutsigbare, men bevegelsene til Jorden og alle de andre planetene er det ikke. Forskere katalogiserer disse bevegelsene, og hvis området ditt skyldes en spektakulær solformørkelse, vil du vite om det år før selve hendelsen.
Siden mesopotamisk tid har astronomer erkjent at formørkelser forekommer i 18-årige sykluser (faktisk 18 år, 11 dager, 8 timer) kalt Saros-sykluser. På slutten av en Saros inntar solen den samme posisjonen med hensyn til måneknuter som den hadde på begynnelsen av syklusen, og en ny Saros-syklus begynner. Formørkelser i hver Saros-syklus følger det samme mønsteret som i den før, med små forandringer på grunn av orbitale forstyrrelser og andre faktorer.
Det faktum at solformørkelser ikke forekommer på den samme delen av jordoverflaten med 18-års mellomrom skyldes jordens rotasjon. Når de innregner dette, har NASA-astronomer opprettet en god formørkelseskalender frem til år 3000.