Условия наступления лунного затмения
Чтобы произошло лунное затмение, Луна должна противостоять Солнцу, т. е. быть в фазе полнолуния. Но, Луна отходит от эклиптики на угловое расстояние до 5˚09, поэтому далеко не при всех полнолуниях, наступающих в разных точках лунного пути, Луна попадает в земную тень, а проходит либо ниже (южнее), либо выше (севернее) тени (положения 1, 5, 6, 7, 8, 12 на рис. 14).
Рис. 13. Схема наступления лунных затмений .
Если полнолуния наступают вблизи лунных узлов, то Луна частично (2, 4, 9, 11) или полностью (полнолуния 3, 10) погружается в земную тень.
Участок эклиптики, на котором происходят лунные затмения, называется зоной лунных затмений.
Ее границы определяются внешним касанием Луны с земной тенью. Границы зоны частных затмений отстоят от лунного узла на 11°. Полные лунные затмения могут происходить не далее чем в 4,5°–5,5° от лунного узла.
Пояснение к рис 15: Когда полная Луна находится около эклиптики, может произойти лунное затмение . Эта космическая расстановка проиллюстрирована на показанной здесь картинке, в которую включены изображения затмения , полученные в прошлую субботу около Парижа во Франции. Проекция плоскости эклиптики - плоскости, в которой Земля обращается вокруг Солнца - показана длинной синей линией, пересекающей картинку по диагонали. Вдоль орбиты Луны, наклоненной к плоскости эклиптики под небольшим углом, расположены изображения самого затмения, показывающие движение Луны (направленное к нижнему левому углу) сквозь тень Земли . Маленький синий кружок, центр которого находится на эклиптике, показывает размер темной области тени, или умбры . Выше белыми линиями соединены основные звезды созвездия Льва , а на правом краю находится еще один небесный странник, который не удаляется от эклиптики - Сатурн .
|
|
|
Часто ли происходят лунные затмения? Как мы видели, лунные затмения происходят только в зоне протяженностью 22˚, причем в это время Луна перемещается вблизи одного узла, а Солнце – вблизи диаметрально противоположного. Смещаясь по эклиптике ежесуточно на 1˚, Солнце проходит зону затмений за 22–23 дня. За это время может произойти только одно полнолуние, а может быть и не одного, т. к. оно повторяется через синодический месяц равный 29,53 суток. Обе зоны лунных затмений Луна проходит ежемесячно, Солнце же поочередно вступает в каждую зону примерно через 177–178 суток. Поэтому лунные затмения могут повторяться через 177–178 суток. Таким образом, на протяжении года происходит одно–два лунных затмения, в некоторые годы их может и не быть, а иногда наступает три затмения (за счет смещения узлов), если первое произошло в самом начале года.
|
|
|
Периодичность затмений
На протяжении одного календарного года происходит от 2 до 5 солнечных и от 0 до 3 лунных затмений и, казалось бы, наибольшее число затмений в году равно 8. Однако, здесь, образно говоря, «арифметика нарушается». Вспомним, что пятое солнечное затмение и третье лунное затмение в году происходит из-за смещения лунных узлов навстречу Солнцу и Луне, и поэтому лишь одно из них может произойти в конце текущего года, а второе придется уже на начало следующего (ведь, от новолуния до полнолуния проходит примерно 2 недели!). Таким образом, наибольшее число затмений не превышает семи в одном календарном году. Однако, обычно на протяжении года происходит 2–3 солнечных и 1–2 лунных затмения, т. е. первые бывают почти в полтора раза чаще вторых. Тем не менее, лунные затмения наблюдаются чаще потому, что они видны со всего ночного полушария Земли, в то время как солнечные только из области лунной тени или полутени.
Лунные и солнечные затмения неизбежно повторяются, т.к. их наступление зависит от трех периодов. Во-первых, новолуния и полнолуния повторяются через синодический месяц S = 29, 53 сут. Во-вторых, из-за отступления лунных узлов на 19˚ в год Солнце, выйдя из одного лунного узла, снова к нему возвращается через период Т = 346,62 сут, называемый драконическим годом. Наконец, по той же самой причине Луна возвращается к тому же узлу через драконический месяц S = 27,21 день. Можно подсчитать, что
|
|
|
223 S = 223 ·29,53 сут. = 6585,32 сут.
242 S = 242 · 27,21 сут. = 6585,35сут
19 Т = 19 · 346,62 сут. = 6585,78 сут.
Следовательно, каждое затмение повторяется через период 6585 суток = 18 лет 11 дней, называемый саросом, на протяжении которого происходит 70 затмений, в том числе 42 солнечных и 28 лунных. Однако по истечении сароса каждое затмение повторяется в несколько иных условиях, так как он не содержит целого числа суток. За избыток около 1/3 суток (сверх 6585 дней) Земля повернется вокруг своей оси примерно на 120˚, поэтому лунная тень побежит по земной поверхности примерно на 120˚ западнее, чем 18 лет назад, да и Солнце с Луной будут на несколько иных расстояниях от лунного узла. Этим и объясняется, что последовательность затмений очень медленно, но все же постепенно нарушается.
1.6. Значение наблюдения затмений .
С середины 19 в. солнечные затмения начали активно использовать для изучения физики Солнца. К 1900 астрономы обнаружили, что форма короны и интенсивность ее спектра изменяются в течение 11-летнего цикла солнечных пятен. В те годы это можно было узнать, только наблюдая затмения; позже был создан телескоп-коронограф, искусственно затмевающий Солнце и позволяющий наблюдать внутреннюю часть короны в любой день. Но и сейчас мы можем изучать слабые корональные лучи, исследовать тонкие детали в спектре короны и проверять «эффект Эйнштейна» только во время затмений. С 1950 на затмениях стали использовать радиотелескопы, и во время экспедиции на Алеутские о-ва удалось на различных радиочастотах измерить при затмении эффективный диаметр Солнца, несмотря на облака и дождь.
|
|
|
Затмение 8 июля 1842, наблюдавшееся в Европе и Центральной Азии, было очень плодотворным для изучения Солнца. Тогда впервые были детально описаны протуберанцы. Во время затмения 28 июля 1851 были сделаны дагеротипы протуберанцев и открыта хромосфера Солнца. Во время затмения 18 августа 1868 П. Жансен (1824–1908) обнаружил, что спектры протуберанцев содержат яркие линии, и сразу понял, что протуберанцы можно наблюдать вне затмений с помощью спектроскопа. Одна желтая линия в этих спектрах никогда не наблюдалась в лабораториях. Элемент, которому она принадлежит, открыли только в 1895 и назвали гелием.
Фраунгоферов спектр короны также впервые наблюдали во время затмения 1868. Он образуется при рассеянии солнечного света на мелких частицах межпланетной пыли. При затмении в следующем году американский астроном Ч. Юнг (1834–1908) обнаружил в спектре излучения короны неизвестную зеленую линию, которую приписали гипотетическому элементу «коронию». Только в 1942 шведский астрофизик Б.Эдлен показал, что эту линию излучают атомы железа, под действием высокой температуры потерявшие 13 из своих 26 электронов.
Во время затмения 22 декабря 1870 Юнг открыл солнечный «обращающий слой». В обычном спектре Солнца множество темных линий поглощения. Но непосредственно перед началом полного затмения, когда виден лишь узенький яркий ободок, темные линии вдруг становятся яркими. Это наблюдается всего несколько секунд и потому называется «спектром вспышки». Впервые он был сфотографирован на затмении в Бразилии 16 апреля 1893.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 130; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!