По мере приближения апрельского «Великого североамериканского затмения» вот взгляд на затмения во времени и пространстве.
Оно происходит во время каждого полного солнечного затмения, и я вполне ожидаю, что в этом году оно повторится еще раз, что приведет к Великому североамериканскому затмению 8 апреля.й2024.
Часто повторяется (обычно перед полным солнечным затмением), что сизигия Земли, Луны и Солнца особенная, позволяющая произойти тотальности. Конечно, затмения являются необыкновенные и захватывающие события, а пребывание в тени Луны во время ее полноты — это зрелище, которое нельзя пропустить.
Но насколько редки обстоятельства, свидетелями которых мы являемся на Земле во времени и пространстве?
Насколько редки затмения?
Орбита Луны пересекает эклиптику в двух точках, известных как восходящий и нисходящий узлы. Мы видим лунные и солнечные затмения на Земле, когда эти узлы совпадают с Солнцем (во время солнечного затмения) или тенью Земли (во время лунного затмения). Траектория Луны наклонена чуть более чем на 5 градусов по отношению к плоскости эклиптики. Это означает, что большую часть времени Луна скучает по Солнцу и тени Земли. Если бы он не был наклонен, произошла бы еще более уникальная ситуация. В этом случае мы увидим два затмения (одно лунное и одно солнечное), происходящие каждый синодический период или примерно раз в месяц. На самом деле затмения во всем мире происходят сезонно или примерно два раза в год, когда узлы выстраиваются в линию, причем солнечное и лунное затмения происходят с интервалом примерно в две недели.
Точная посадка Луны на Солнце, видимая во всей полноте, обусловлена геометрией. Солнце находится примерно в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, и в 400 раз больше его по физическому диаметру. Но это лишь приблизительно и верно только для нашей нынешней эпохи.
Убывающая Луна
Фактически, благодаря ретрорефлекторам, установленным на Луне астронавтами Аполлона, мы знаем, что Луна удаляется от нас со скоростью 3,8 сантиметра в год. Примерно через 600 миллионов лет произойдет последнее полное солнечное затмение, видимое с Земли. Точно так же около миллиарда лет назад должно было произойти первое короткое кольцевое солнечное затмение.
Видимый размер Солнца и Луны также немного варьируется от одного затмения к другому. Это колеблется от половины градуса (30 угловых минут) до нескольких угловых минут ('). Это происходит, когда Земля движется от перигелия к афелию, а Луна — от перигея к апогею. Когда Луна слишком мала, чтобы закрыть Солнце, происходит кольцевое солнечное затмение в виде «огненного кольца».
Разница значений видимого размера Солнца колеблется от 31,6’ до 32,6’, а Луны – от 29,3’ до 34,1’. Во время полного солнечного затмения 8 апреля видимый диаметр Солнца составит 31 фут 57 дюймов. Луна будет немного больше, ее диаметр составит 33 фута 37 дюймов. Это даст щедрую максимальную продолжительность в 4 минуты 28 секунд, как видно из города Назас, Мексика.
Счастливая эпоха
Даже сейчас, в нашу нынешнюю 5000-летнюю эпоху, кольцевые кольца уже более распространенный — от 33,2% до 26,7% по сравнению с общим количеством. Остальное — частичные и редкие гибридные кольцеобразные полные затмения.
«Я обнаружил, что всякий раз, когда я использую фразу «космическое совпадение», чтобы описать наше нынешнее везение с соотношением расстояния и диаметра, благоприятным для плотного закрытия Луны и Солнца, почти предсказуемо некоторые ответы будут такими: «Совпадений не существует, или «божественное происхождение», — рассказал охотник за затмениями и картограф Майкл Зейлер. Вселенная сегодня. «Я отвечаю, что часто совпадения бывают правдой! Нам просто повезло жить в процессе эволюции нашей Солнечной системы и быть свидетелями полных солнечных затмений».
Взгляд на Солнечную систему
Конечно, солнечные затмения делать происходят по всей Солнечной системе. Это все вопрос перспективы и буквального знания, где и когда стоять. В 2015 году аппарат «Новые горизонты» увидел, как Солнце прошло за Плутоном (зрение, которого никогда не видел ни один человеческий глаз). Марсоходы зафиксировали странные кольцевые затмения (или, точнее, транзиты) в форме картофелин, благодаря Деймосу и Фобосу.
Эти роботизированные наблюдения марсианских спутников — не просто красивые картинки. Они также занимаются исследователями, уточняющими и определяющими точные орбиты Фобоса и Деймоса. Это удобно, поскольку японский исследователь марсианских лун направляется к этой паре в 2026 году.
Более того, Фобос обречен врезаться в Марс через миллионы лет… в какой-то отдаленный момент он на короткое время окажется достаточно близко, чтобы полностью затмить Солнце, если смотреть с поверхности Марса. Если люди окажутся на Марсе 10 ноября 2084 года, они смогут стать свидетелями невероятно редкого транзита с участием Фобоса, Земли и Луны.
Затмения и любопытный случай спутников Юпитера
Конечно, ни одно из них не является точным соответствием затменного тела и Солнца. Однако есть еще одно место в Солнечной системе, где вы можете мог встаньте на твердую поверхность и станьте свидетелем целостности, подобной тому, что можно увидеть на Земле. (Обязательно возьмите с собой скафандр). Главные спутники Юпитера производят затмения, очень похожие на те, что наблюдаются на Земле, когда они проходят одно перед другим. Это происходит в циклах, которые происходят во время так называемого сезона взаимных затмений и транзитов. Это происходит, когда основные галилеевы спутники Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто смешиваются, как видно с нашей точки зрения.
Вид Европы с поверхности Каллисто особенно хорошо подходит для базовой линии. Размер Европы составляет примерно 1/450 размера Солнца, а в определенных точках ее орбитального пути оно также находится в 450 раз дальше… не так уж сильно отличается от обстоятельств затмения здесь, на Земле. Эти события происходят быстрее и длятся максимум несколько десятков секунд. Сезон взаимных транзитных затмений происходит дважды за каждую орбиту Юпитера, то есть каждые шесть лет. Следующий цикл возобновится в 2026 году.
Транзитный сезон дважды в десятилетие
Мы заметили это сходство юпитерианских и земных затмений, когда писали статью о сезоне взаимных затмений в 2015 году. Конечно, сезоны затмений на Земле, как правило, происходят раз в два года, тогда как сезоны в системе Юпитера происходят реже, примерно два раза в десятилетие. На более отдаленных лунах можно увидеть подобные небесные достопримечательности, но на данный момент мои будущие планы по строительству отеля и курорта для наблюдения за затмениями привязаны к поверхности Каллисто.
Билл Крамер также сделал увлекательный обзор затмений по всей Солнечной системе, произошедший несколько лет назад, и опубликовал его на своем веб-сайте Eclipse-Chasers.
Охота за «экзозатмениями»
Итак, что все это говорит о затмениях за пределами нашей Солнечной системы? Что ж, на момент написания этой статьи было известно 5506 экзопланет… но утверждения о том, что вокруг них вращаются экзолуны, остаются спорными. Даже самые известные случаи, такие как спорное недавнее заявление об экзолуне Кеплера-1513 b, по-прежнему имеют очень большие периметры расстояния и диаметра, чтобы можно было сказать, возможны ли затмения с хорошим соответствием. Тем не менее, по мере того, как зверинец внесолнечных миров будет расти и будут найдены хорошие кандидаты на экзолуны, мы, возможно, еще сможем с некоторой уверенностью сказать, насколько распространены «экзо-затмения» очень скоро.
Возможно, однажды астронавты-люди станут свидетелями этих обширных затмений. Представьте себе, что вы стоите на обращенной к Земле стороне Луны во время полного лунного затмения и наблюдаете «тысячу закатов», когда Земля затмевает Солнце. На данный момент я готов поспорить, что идеальные, плотно прилегающие затмения не так уж и редки, если принять во внимание огромное пространство времени и пространства… но тотальность на пространстве, где жизнь развилась, чтобы наслаждаться ею, может быть действительно редкостью.
