Назва реферату: Сонячні та місячні затемнення
Розділ: Астрономія, авіація, космонавтика

Сонячні та місячні затемнення

ВСТУП

Небо – як і вогонь, вода – ніколи не буває однаковим. Передбачити, для того щоб отримати максимум користі; навчитися передбачати небесні події для того, щоб не бути застигнутим зненацька – цьому вчилося не одне покоління. Місячне та сонячне затемнення найчастіше привертають увагу астрономів.

СОНЯЧНЕ ЗАТЕМНЕННЯ

Сонце – найближча до нас зоря Всесвіту, яка відноситься до розряду жовтих карликів. Це розпалена газова куля, яка утворена на 70% воднем і на 27% гелієм.

Дуже цікаво спостерігати за сонячним затемненням. Сонячне затемнення - це коли Місяць стає на шляху сонячному світлу та частково або повністю закриває Сонце від земного спостерігача. Найважливіше – нічого не пропустити. Найцікавіше – за хвилину до повної фази. Теоретично повна фаза сонячного затемнення, яке можна спостерігати на Землі, може займати весь час з самого затемнення, тобто максимум 7 хвилин 31 секунду. Проте, таких тривалих затемнень не зареєстровано. Найтривалішою повною фазою затемнення у недавньому минулому було затемнення 20 червня 1955 року на Філіппінських островах. Тоді повна фаза тривала 7 хвилин 8 секунд. У майбутньому найтриваліше затемнення відбудеться 5 липня 2168 року коли повна фаза буде тривати 7 хвилин 28 секунд.

Хід повного сонячного затемнення.

Спочатку при повному сонячному затемненні з’являються «чотки Бейлі». Це – один із доказів того, що поверхня Місяця досить нерівна. Останні промені Сонця пробиваються крізь гори і кратери Місяця, утворюючи ланцюг із яскравих«чоток».

«Чотки Бейлі» під час повного сонячного затемнення 11 серпня 1999 року.

За ними – «діамантова каблучка». Це коли Місяць закриває Сонце майже повністю, проте залишається світіння навколо темної кулі – «каблучка» - та яскравий шматок денної зірки – «діамант» - ніби на прощання.

«Діамантова каблучка» під час повного сонячного затемнення 21 червня 2001 року.

Якщо спостерігач на Землі відірве свій погляд від неба, то побачить як від самого горизонту з величезною швидкістю наближається тінь Місяця. Вона просувається долиною з заходу, і з нею надходять сутінки. На небі з’являються найяскравіші зірки та планети, а навколо Сонця можна побачити сонячну корону. Зовнішні шари корони випромінюють корональний газ – сонячний вітер.

Сонячна корона.

Сонячне затемнення трапляється тільки у фазі нового Місяця. Адже для того, щоб сталося затемнення, Місяць повинен стати між Землею і Сонцем. Проте це трапляється не кожного нового Місяця. Для цього необхідна ще одна важлива умова: Сонце, Місяць та Земля повинні утворити пряму лінію.

Взаємне розташування Сонця, Місяця та Землі під час сонячного затемнення.

У ході сонячного затемнення виділяють чотири особливі моменти що називаються контактами. Перший контакт – це коли Місяць уперше «торкається» Сонця на нашому небі. Момент першого контакту є початком затемнення. Другий контакт позначає початок повної фази – коли Місяць повністю закриває Сонце. Третій контакт настає тоді, коли Місяць починає сходити з Сонця, вказуючи на закінчення повної фази. Четвертий контакт буде останнім «торканням» Сонця і Місяця аж до наступного затемнення. З четвертим контактом затемнення закінчується.

Для часткових сонячних затемнень другий та третій контакти будуть відсутні.

Сонячне затемнення виглядає таким видовищним тому, що Сонце і Місяць на нашому земному небі мають майже однакові видимі розміри. Хоч Місяць у 400 разів менший за Сонце, але знаходиться майже у чотириста разів ближче до нас, ніж наша денна зірка.

Повне сонячне затемнення трапляється, як мінімум, кожного року, а найчастіше – кілька разів на рік. Проте шлях місячної тіні земною поверхнею настільки вузький, що на певному місці повне сонячне затемнення може не повторюватися століттями. Хоча трапляються на Землі такі місця, де повну фазу сонячного затемнення можна досить короткий термін спостерігати кілька разів.

Спостереження повних сонячних затемнень становить, окрім естетичного, і науковий інтерес. Так, тільки в моменти повної фази вчені отримують можливість досліджувати структуру та інші важливі характеристики сонячної корони. Таким чином, вони мають змогу краще вивчити особливості проявів активності нашої денної зірки. Крім того, за допомогою повного сонячного затемнення було доведено той факт, що світло може бути заломленим не тільки лінзою, а й гравітаційним полем. Протягом кількох затемнень зовсім поряд із Сонцем спостерігалися зірки, які насправді повинні були бути закритими від спостерігача сонячним диском. Так було отримано експериментальну основу відомого ефекту гравітаційного лінзування.

Часкові сонячні затемнення трапляються частіше. У найближчому майбутньому спостерігачі України зможуть побачити часткові фази сонячних затемнень 1 серпня 2008 року (максимальна фаза 45%) та 15 січня 2010 року (близько 1%).

Спостерігаючи сонячні затемнення, потрібно використовувати оптичні засоби тільки з спеціальними фільтрами.

МІСЯЧНІ ЗАТЕМНЕННЯ

Місяць – найближче до Землі велике космічне тіло. Місячні затемнення трапляються тоді, коли Земля закриває Місяць від Сонця.

Взаємне розташування Сонця, Місяця та Землі під час місячного затемнення.

На відміну від сонячних, місячні затемнення можуть траплятися таким чином тільки при повному місяці – коли Сонце, Земля та Місяць знову вишикуються в одну лінію. коли Сонце, Земля та Місяць знову ж таки вишикуються в одну лінію. Так, наш природний супутник опиняється в тіні нашої планети, і ми майже не маємо змоги його спостерігати. «Майже» ми кажемо тому, що насправді, на відміну від Сонця, Місяць не зникає з неба зовсім. Через те, що Земля має атмосферу, на Місяць усе ж таки попадають сонячні промені, що були розсіяні земним повітрям.

Найкраще повіт­ря пропускає червоні промені, які й мають змогу потім «дістатися» поверхні Місяця. З цієї самої причини під час повного затемнен­ня Місяць набуває забарвлення різноманітних відтінків червоного.

Як і у випадку сонячних, розрізняють часткові та повні місячні затемнення. Проте повні місячні затемнення на певному місці можна спостерігати значно частіше. Справа в тому, що у випадку сонячних затемнень Місяць, відкидаючи тінь на Землю, майже в чотири рази менший за нашу пла­нету. Таким чином, смуги тіні (де спостерігаємо повну фазу) та півтіні (у якій маємо змогу побачити тільки часткове затемнення) на поверхні Землі є досить вузькими. У випадку місячного затем­нення все навпаки: Земля відкидає тінь на Місяць. Тобто півтінь та тінь Землі є досить великими, щоб зробити можливим спосте­реження повних фаз місячного затемнення на всій нічній півкулі Землі.

Через те, що Місяць активно підсвітлюється променями, роз­сіяними в атмосфері Землі, ми не маємо змоги неозброєним оком побачити зміни, що відбуваються під час «занурення» Місяця у земну півтінь. Таке затемнення астрономи називають півтіньовим, і спостерігати його можна лише за допомогою чутливих приладів (або фотографічно).

Коли ж Місяць потрапляє в земну тінь, починаються часткові фази тіньового місячного затемнення.

Як і у випадку з Сонцем, початком затемнення є перший контакт — тінь Землі вперше «то­ркається» поверхні Місяця. Другим контактом є «торкання» тін­ню протилежного краю місячного диска — ним розпочинається повна фаза затемнення. Закінчується повна фаза третім контактом, а четвертий контакт знаменує повний вихід Місяця з земної тіні. Земна тінь значно бі­льша за місячну, а Місяць у діаметрі вдвічі менший за Землю, то­му повна фаза місячно­го затемнення може тривати майже дві го­дини!

Отже, основною ознакою місячного за­темнення є зміна кольору Місяця. Коли розпочинається часткова фаза, Місяць поступово стає трохи рожевим, спочатку від краю, потім це забарвлення розповсюджується на весь диск, стає густішим і змінює відтінок. Узагалі, важко буде згадати два однакові затемнення: кожне з них буде характеризуватися своїм унікальним відтінком, своєю неповторною кольоровою гамою — від світло-цегляного до на­сиченого криваво-червоного, що іноді межує з сірим або навіть майже чорним.

Окрім естетичного задоволення, для астро­номів важливі результати, які матимуть науковий інтерес. Так, за кольорами та динамікою їхньої зміни можна судити про сонячну активність, а найголовніше — про стан нашої атмосфери. Тобто, спостерігаючи місячні затемнення, ми можемо вивчати атмосферу Землі та стежити як за її фізичними характеристиками, так і за екологічною ситуацією — забрудненням тощо.

Окрім спостережень самого Місяця, цікавим може видатися спостереження тих об'єктів, що знаходяться в момент затемнення у безпосередній близькості від нього. Справа в тому, що за зви­чайних умов місячне світло є дуже яскравим, й це заважає спосте­реженню навіть досить помітних астрономічних об'єктів. Під час повного затемнення астрономи мають змогу спостерігати, наприклад, покриття Місяцем досить слабких зірок.

Для оцінки відтінків забарвлення поверхні Місяця, а також окремих його ділянок розроблено шкалу Данжона.

Опис затемнення за кольоровою шкалою Данжона

Хоч ця шкала і не цілком об’єктивна, вона стала важливим кроком до стандартизації великих обсягів спостережних даних з усього світу.

Часткова фаза повного тіньового місячного затемнення 9 листопада 2003 року.

Найближчі тіньові місячні затемнення, які можна буде спостерігати на території України, відбудуться 3-4 березня 2007 року (повне, спостерігатиметься повністю); 21 лютого 2008 року ( повне, доступний початок затемнення); 16 серпня 2008 року ( часткове, максимальна фаза 81%) та 31 грудня 2009 року ( часткове, максимальна фаза 8 %).