Карта пути теней полного солнечного затмения 2024 года, построенная с использованием наборов данных нескольких миссий НАСА. Фото: Студия научной визуализации НАСА.
8 апреля 2024 года на большей части территории Северной Америки произойдет солнечное затмение: космическое выравнивание Солнца, Луны и Земли именно в таком порядке. Путь тени Луны дойдет до тихоокеанского побережья Мексики, пересечет Соединенные Штаты от Техаса до штата Мэн и выйдет из Северной Америки через Ньюфаундленд, Канада, и продолжит путь в Атлантический океан.
Солнечные затмения на Земле — удобное совпадение. Диаметр Солнца примерно в 400 раз больше диаметра Луны, а Солнце почти в 400 раз дальше от нас, чем Луна. Благодаря этой комбинации солнце и луна кажутся на нашем небе почти одинакового размера, создавая захватывающее зрелище, когда они выравниваются. Попробуйте сами поэкспериментировать с видимым размером, подняв небольшой предмет, например большой палец, и перемещая его ближе и дальше, чтобы заблокировать из поля зрения объекты разного размера.
Расстояние Луны от Земли варьируется, хотя и незначительно. Орбита Луны не представляет собой идеальный круг и не совсем сосредоточена на нашей планете. В самый близкий момент Луна находится на расстоянии примерно двадцати восьми диаметров Земли; в самом дальнем случае около тридцати двух. В результате видимый размер Луны со временем меняется, и не все затмения одинаковы.
Полное солнечное затмение возможно только тогда, когда Луна находится к Земле ближе, чем в среднем. Когда Луна находится дальше, ее видимый размер меньше солнечного, поэтому она не полностью закрывает яркий диск Солнца. В этой конфигурации, когда Луна проходит между Землей и Солнцем, остается видимым «огненное кольцо» — это кольцевое солнечное затмение.
Орбитальный танец
Вы когда-нибудь задумывались, почему солнечные затмения случаются не так часто? Земля, Луна и Солнце не выстраиваются идеально каждый месяц, потому что орбита Луны наклонена примерно на 5 градусов по сравнению с орбитой Земли вокруг Солнца. Большую часть времени тень Луны не попадает на нашу планету.
Когда все три небесных тела выровняются, вид затмения зависит не только от нашего положения в Солнечной системе, но и от нашего местоположения на Земле. Тень Луны состоит из двух частей: тени и полутени. Наблюдатели в тени (или на «пути тотальности») испытают полное солнечное затмение. Для тех, кто находится в полутени, затмение будет частичным.
Если вы планируете наблюдать затмение, вы, вероятно, сверились с картой пути теней, подобной приведенной выше. Но как нам узнать, где именно и когда луна отбросит свою тень? Предсказание затмения зависит, прежде всего, от понимания положения и движения Луны, Солнца и Земли. Современные карты основаны на долгой человеческой истории прогнозирования затмений. А с 2009 года лунный разведывательный орбитальный аппарат НАСА (LRO) картографирует Луну с беспрецедентной детализацией. Данные топографии Луны, полученные LRO, позволяют нам делать более точные прогнозы затмений, чем когда-либо прежде.
Moonshadow: Создание карты
Луна — это суровый мир вершин, кратеров, котловин и долин. Поскольку лунный горизонт неровный и неровный, тень, которую он отбрасывает, не совсем круглая. Знание точной формы Луны помогает нам понять, где именно ее тень затемнит поверхность Земли.
Конечно, наша планета тоже не идеально круглая. Сегодняшние карты затмений отражают не только лунный ландшафт, но и контуры горных хребтов, низменностей и других особенностей Земли.
Вспышки света: бусины Baily’s и эффект кольца с бриллиантом
Случайные наблюдатели обычно не замечают, что силуэт Луны неровный по краям. На расстоянии 239 000 миль (это среднее расстояние между Землей и Луной) наш ближайший сосед в космосе оглядывается — даже горы кажутся слишком маленькими, чтобы человеческий глаз мог их различить. Но в течение двух кратких мгновений во время солнечного затмения скалистая лунная местность находится в центре внимания.
На грани полноты, когда Луна переходит в полностью защищающую от солнца позицию, край Солнца не темнеет сразу. Последние лучи солнечного света пробиваются сквозь долины на лунном горизонте. Эти изолированные области интенсивной яркости могут напоминать нитку светящихся бус или одиночную яркую вспышку света, например драгоценный камень на кольце. Те же явления, которые иногда называют «бусами Бейли» и «эффектом бриллиантового кольца», также могут возникать, когда Луна выходит из своей полноты (или кольца). Поскольку мы так хорошо знаем форму и положение Луны, мы можем предсказать, где появятся первые и последние лучи солнечного света.
