Солнечное затмение: неповторимое, но предсказуемое

20 марта в Томске наблюдалось частное солнечное затмение. В 17 часов 01 минуту Луна закрыла Солнце на 31%. Впрочем, светимости оставшихся 69% достаточно, чтобы без специальной оптики никаких изменений на нашем дневном светиле заметно не было. Но через темный светофильтр диск Луны на фоне Солнца был виден отлично.

Массовое наблюдение затмения было организовано Томским планетарием на набережной Томи, как обычно, когда на небе происходит что-нибудь, достойное внимания. Телескопов было несколько, в том числе частные, и к каждому из них выстроилась приличная очередь.

Фото: Томский планетарий

Сейчас затмения рассчитываются сложными компьютерными программами, поэтому погрешность в них стремится к нулю. Но можно вполне успешно предсказывать их, пользуясь лишь эмпирическими данными и математикой.

Почему полные затмения так редки?

Солнечные затмения — явления совершенно не редкие. Они происходят гораздо чаще, чем лунные, от двух до пяти раз в год. Но наблюдать полные затмения из одной точки можно очень редко, в среднем один раз за 300–400 лет. Например, в Томске последнее полное затмение наблюдалось в 1936 году, а следующее будет только в 2372 году. Частные затмения — когда Луна закрывает только часть диска Солнца — каждый может увидеть не единожды в своей жизни. Они повторяются раз в 2–3 года. В отличие от полных затмений, во время которых смолкают птицы и на дневном небе проступают яркие звезды, частные затмения, если фаза не слишком велика, без оповещения не заметишь и без специальной оптики не разглядишь. Разберемся в причинах обидной несправедливости?

Дело в том, что Луна намного меньше Земли и расположена очень далеко. Диаметр её тени не превышает 270 км, это немногим больше расстояния от Томска до Новосибирска. Полное затмение наблюдается только в зоне прохождения этого крошечного пятна. Вокруг располагается полутень, диаметр которой при максимальном размере близок к 6750 км. А это уже огромное расстояние, практически как от Пскова до Владивостока. Другое дело, что чем дальше наблюдатель от полосы главной фазы, тем меньше для него будет скрыто Солнце. Ближе к краям полутени затмение заметно чуть более, чем никак. Иногда лунная тень и вовсе минует Землю, а полутень частично захватывает ее, тогда происходят только частные затмения.

Затмения каждый раз приходятся на разные районы Земли, так как орбита Луны немного наклонена относительно эклиптики (орбиты Земли вокруг Солнца). К тому же, лунная орбита эллиптическая, наш спутник то подходит ближе к нам, то отходит немного дальше. Поэтому и диаметр тени при разных затмениях разный. Иногда тень Луны не доходит до земной поверхности примерно на 4700 км, и тогда наблюдается кольцеобразное затмение: большое темное пятно Луны на фоне сияющего солнечного диска:

Как люди научились предсказывать затмения?

И все же, несмотря на множество меняющихся условий, небесная механика — абсолютно точная наука. Давно вычислены даты и координаты всех солнечных затмений — от глубокой древности до далекого будущего.

Так как затмения, для древнего человека явления мистические и пугающие, часто описывались в летописях и прочих документах, это помогает современным историкам довольно точно определить время описываемых событий. Например, так была установлена дата битвы при Саламине (2 октября 480 г. до н. э.), когда греки наголову разбили вдвое больший персидский флот и изгнали войско Ксеркса со своей земли. Или дата начала неудачного похода Игоря Святославлича, главного героя «Слова о полку Игореве» (23 апреля 1185 года. За 7 дней до затмения 1 мая того же года).

Развитые цивилизации древности: вавилоняне, египтяне, древние греки — предсказывать затмения научились довольно давно. Сначала заметили, что солнечные затмения случаются только в новолуние, и во время них никогда не бывает видно Луны (хотя, планеты и яркие звёзды видно отлично). А в ночь, следующую за днем солнечного затмения, нарождающаяся Луна всегда находилась очень близко к Солнцу. Вычисления путей Луны и Солнца показали, что во время затмения они совпадали. Вывод напрашивался сам собой: Солнце заслоняется от Земли темным телом Луны.

В результате длительных наблюдений выяснилось, что затмения происходят через определенный промежуток времени, когда повторяется взаимное положение Солнца и Луны. Древние греки назвали этот промежуток саросом. Он составляет 223 оборота Луны, то есть, 18 лет, 11 дней и 8 часов. По истечении сароса затмение повторится, но лунная тень пройдет по Земле на 120° западнее, чем это было 18 лет назад. 120*3=360, полная окружность. Соответственно, через утроенный, или большой, сарос затмение повторяется на той же географической долготе. Большой сарос составляет 19 756 суток или чуть более 54 лет. Однако по саросу нельзя сделать точного прогноза затмения, а указать лишь приблизительную дату и область его видимости.

Дело в том, что по истечении сароса Луна не доходит до своего прежнего положения на 0,47°. Поэтому следующее полное солнечное затмение произойдет западнее и будет иметь несколько меньшую продолжительность.

Несмотря на существование природных циклов, место и время затмений никогда не повторяются в точности. Хотя бы потому, что Луна медленно удаляется от Земли, и примерно через 600 млн лет её видимого размера будет недостаточно для покрытия диска Солнца. Тогда солнечные затмения в нынешнем виде наблюдаться уже не будут.

Солнечные затмения в XXI веке:

Текст: Катерина Кайгородова