Луна: затмения

Земля, освещаемая Солнцем, отбрасывает от себя тень (и полутень) в сторону, противоположную Солнцу. Так как диаметр Солнца больше диаметра Земли, то ее тень подобно лунной тени имеет форму постепенно суживающегося конуса. Конус земной тени длиннее конуса лунной, а его диаметр на расстоянии Луны превышает диаметр Луны больше, чем в 2,5 раза.

При движении вокруг Земли Луна может попасть в конус земной тени, и тогда произойдет лунное затмение. Поскольку во время затмения Луна в действительности лишается солнечного света, то лунное затмение видно на всем ночном полушарии Земли и для всех точек этого полушария начинается в один и тот же физический момент и заканчивается также одновременно. Но эти моменты по местному времени каждой точки Земли, конечно, различны и зависят от географической долготы места. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны. На нем появляется ущерб, который постепенно увеличивается, и видимый диск Луны принимает форму серпа, отличающегося от серпа лунных фаз тем, что линия, отделяющая светлую часть диска Луны от затемненной, представляет собой дугу окружности с радиусом, приблизительно в 2,5 раза большим радиуса лунного диска, тогда как при лунных фазах терминатор имеет вид полуэллипса.

Если Луна полностью войдет в земную тень, то произойдет полное затмение Луны, если в тени окажется только часть Луны, то затмение будет частным. Так как диаметр земной тени на расстоянии Луны от Земли может превышать диаметр Луны до 2,8 раза, то полное лунное затмение может продолжаться почти до двух часов. Полному или частному лунному затмению предшествует (и завершает их) полутеневое лунное затмение, когда Луна проходит сквозь земную полутень. Полутеневое затмение может быть и без последующего наступления теневого затмения. Совершенно очевидно, что затмения Луны могут происходить только во время полнолуний.

Солнечные затмения

Солнечные затмения >>>>>

Орбита Луны вокруг Земли наклонена к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца лишь на 5°. Поэтому время от времени эти три тела оказываются в соединении. Тогда происходит затмение Солнца или Луны. Солнечное затмение может происходить только в момент новолуния или очень близко к нему. Хотя Луна намного ближе к Земле, чем Солнце, их видимые диаметры почти равны (составляя примерно полградуса). Это совпадение делает возможными полные солнечные затмения, максимальная продолжительность которых составляет 7,5 мин. В то же время (поскольку орбиты Луны и Земли эллиптические, а не круговые) видимые размеры Солнца и Луны слегка изменяются. Различают:

• полные солнечные затмения, во время которых на некоторое время Луна полностью покрывает солнечную фотосферу (самое большее на 7 мин.);
• кольцеобразные солнечные затмения, когда видимый диск Луны меньше солнечного, но располагаются они почти концентрически и незакрытым остается краевая зона фотосферы.
• частные солнечные затмения, когда во время наибольшей фазы затмения диск Солнца остается в виде серпа. Частные фазы солнечного затмения могут длиться больше двух часов.

Рис.1. Кольцеобразное солнечноге затмение

Отношение видимых диаметров Луны и Солнца определяет "крупность" солнечного затмения. Если солнечное затмение, которое могло бы быть полным, происходит тогда, когда видимый диаметр Луны меньше диаметра Солнца, то остается незатемненным кольцо cолнечного диска. Такое солнечное затмение называется "кольцеобразным" (рис.1). Размер тени Луны на Земле составляет только несколько сотен километров. По мере того, как все три тела меняют свое положение, тень Луны проходит по изогнутой траектории на поверхности Земли. Полное затмение (рис.2) последовательно наблюдается в разных точках Земли, а в более широких областях по обе стороны от зоны полного затмения видно частное затмение. Частные затмения (рис.3) могут происходить и тогда, когда полное затмение не наблюдается ни в одной точке Земли. В течение кратких моментов полного солнечного затмения наступает темнота и становятся видны внешние части Солнца - хромосфера и корона, свет которых обычно тонет в ярком свете фотосферы.

Рис.2. Полное солнечное затмение

Относительные движения Солнца, Земли и Луны таковы, что каждый год должны происходить по крайней мере два затмения Солнца (но большинство из них будет частными). Максимальное число затмений в году - семь, два или три из которых обязательно должны быть лунными. Возможно, что в два последовательных новолуния произойдут солнечные затмения, а между ними - лунное затмение. Однако лунные затмения в два последовательных полнолуния невозможны.

Рис.3. Динамика частного солнечного затмения

Полное затмение наблюдается в пределах узкой полосы полной фазы, образующей дугу на земном шаре шириной не более 270 км и длиной иногда до нескольких тысяч км. Ежегодно происходит не менее двух, но не более пяти солнечных затмений. Однако из-за узости полосы полной фазы (см. рис.4) в каждом данном месте Земли полные солнечные затмения наблюдаются в среднем не чаще одного за 200-300 лет.

Рис.4. Снимок со станции "Мир" - Тень от Луны на Земле.