Наблюдение затмений
@GooseRoadЭта статья о солнечных и лунных затмениях напомнит физику этих явлений, научит определять, когда произойдут ближайшие затмения и расскажет про особенности их наблюдения!
Что сейчас будет (оглавление):
Глава 1. Немного теории
Глава 2. Как узнать о предстоящих затмениях
Глава 3. Наблюдение затмений
Глава 4. Интересные и неинтересные факты
Это руководство создано админами Гусиной Дороги. Не забудьте подписаться=)
Глава 1. Немного теории
Солнечные затмения
Быстренько разберёмся, почему происходят затмения и какие они бывают. Нам повезло: на нашем небе видимые размеры Луны и Солнца практически совпадают (хотя Луна примерно в 400 раз ближе к нам, но она и в 400 раз меньше Солнца по диаметру). Благодаря этому мы иногда видим явление, когда Луна заслоняет солнечную фотосферу, но оставляет видимыми протуберанцы и солнечную корону (об этих штуках подробнее в третьей главе).
Тень Луны имеет форму сходящегося конуса. Пятно тени на поверхности Земли оказывается достаточно небольшим, и чтобы увидеть полное затмение, нужно оказаться именно в нём. Несколько упрощает задачу то, что всё движется, Луна вокруг Земли, Земля вокруг оси, а значит и пятно тени перемещается по поверхности Земли, образую «полосу полной фазы», на которую мы подробнее посмотрим на картах видимости затмений во второй главе. Находясь вблизи пятна тени, вы рискуете обойтись наблюдением частных фаз затмения и обнаружить, что Луна закрыла только часть Солнца. Никаких протуберанцев и короны в таких случаях не видно.
Справедливости ради, даже если вы оказались точно там, куда должен падать конус лунной тени, в некоторых случаях вы не увидите полного затмения. Кроме очевидной причины (облаков), есть менее очевидная: лунная орбита в форме эллипса. Если во время затмения Луна находится вблизи апогея орбиты (дальше, чем в среднем), то её видимого размера не хватит, чтобы закрыть Солнце полностью:
Как видим, в таком случае конус лунной тени вообще не дотягивается до поверхности Земли, и такое затмение называется кольцеобразным. Как называется, так и выглядит:
Лунные затмения
Тут всё наоборот: Земля отбрасывает тень на Луну. Земная тень настолько большая, что Луна может уместиться в ней целиком, тогда наступает полное лунное затмение. Если Луна окажется в тени не полностью, мы увидим частное лунное затмение. Если Луна попадёт только в земную полутень, будет полутеневое затмение, и мы его, скорее всего не увидим, так как изменение яркости Луны будет очень слабо заметно невооружённым глазом.
При полном лунном затмении полутеневые и частные фазы происходят до и после полного затмения. Примерно так выглядят разные фазы затмения:
И на фото, и на нашей схеме видно, что даже во время полной фазы Луна видна, несмотря на то, что прямой солнечный свет на неё в это время не попадает, а сама она, конечно, не светится. Это из-за земной атмосферы: небольшая часть солнечного света преломляется в ней и попадает в область геометрической тени Земли, в том числе и на поверхность Луны. То насколько сильно Луна потускнеет во время затмения, зависит от прозрачности нашей атмосферы. Красный цвет лунного затмения связан с тем, что красные лучи проходят сквозь газ лучше, чем всё остальное, что есть в видимом спектре.
Когда происходят затмения?
Если мы вспомним смену лунных фаз, то осознаем, что Луна находится между Землёй и Солнцем в новолуние (и её видимая сторона не освещена солнцем), а напротив Солнца она расположена в полнолуние (тогда видимая сторона полностью освещена). Значит, солнечные затмения могут быть во время новолуния, а лунные — во время полнолуния.
Может даже показаться, что каждое полнолуние и новолуние должны происходить затмения, но это конечно же не так. Во всём виноват угол примерно в 5 градусов между плоскостью орбит Земли и Луны. Это попытались изобразить на данной иллюстрации:
Глава 2. Как узнать о предстоящих затмениях
Когда-то мы могли пользоваться прекрасной книгой Олега Станиславовича Угольникова.
В ней подробно расписаны разные астрономические явления и условия их наблюдения. Но, как видно из иллюстрации, действие этого расписания закончилось более 10 лет назад, так что теперь нам придётся пользоваться интернетом. Сейчас мы вас научим.
Список затмений можно найти много где:
Солнечные затмения в Википедии
Лунные затмения в Википедии (этой страницы до сих пор нет на русском)
Затмения на сайте NASA (там убогая визуализация, впрочем в Википедии большинство иллюстраций взято отсюда)
Из того, что мы видели, лучше всего информация о затмениях оформлена вот на этом сайте!
Список ближайших затмений есть в этом разделе.
Давайте разберёмся, что с этим делать, на примере лунного затмения 26 мая 2021 года. Кликаем по его строчке.
И видим много информации. Но самое интересное в разделе «EclipseMap».
После перехода туда видим интерактивную карту:
Это карта видимости затмения, где отмечены области с разными условиями наблюдения. Где-то затмения не видно вообще, где-то видно полностью и т.д.
При выборе точки на карте, появляется информация для конкретного места наблюдения.
Например, ткнув в Южно-Сахалинск, мы узнаём, что частные фазы затмения начнутся, пока Луна будет под горизонтом, затем около 9 вечера она взойдёт из-за горизонта, а примерно в 21:11 начнётся полная фаза затмения. Время здесь указано местное. С этим нужно быть внимательным, потому что часто указывают время по UTC.
Аналогично можем посмотреть условия видимости солнечных затмений. Рассмотрим пример затмения 2026 года:
Видим, что полоса полной фазы проходит по Гренландии, Исландии, Испании, Атлантическому Океану и Средиземному Морю (на самом деле не только, но остальную часть полосы на нашем скриншоте не видно). Так же, выбрав определённую точку, мы увидим условия видимости затмения в этом месте:
Кстати, частные фазы этого затмения будут наблюдаться и кое-где в России. Например в Москве будет видна небольшая фаза прямо на закате.
Этот сайт хорош для определения условий наблюдения затмений. Но если вам всё ещё не хватило визуализации, можно отправиться в программу-планетарий Stellarium (установив её на компьютер). Теперь мы знаем место, дату и время солнечного затмения 2026 года. Установив их в программе, сможем посмотреть на вид неба во время затмения:
Так будет видно затмение на севере Испании. Солнце на высоте около 10 градусов над горизонтом в западной части неба. Теперь мы знаем, что нужно выбрать место наблюдения, чтобы нам не мешались всякие наземные предметы, которые могут оказаться к западу от вас во время затмения. А ещё знаем, что во время полной фазы можно будет увидеть Венеру, Юпитер и, возможно, Меркурий.
Глава 3. Наблюдение затмений
Лунные затмения
Теневые лунные затмения просты для наблюдения. После того, как вы, пользуясь предыдущей главой поняли куда и во сколько смотреть, нужно просто туда смотреть. Явление это долгое и не особо динамичное, возможно, в какой-то момент оно вам надоест=). Его видно невооружённым глазом и уровень городской засветки не сильно повлияет на качество наблюдений. Конечно, наблюдение в бинокль или телескоп сделает процесс несколько интереснее.
Фотографии с фазами лунного затмения из первой главы сделаны с помощью телескопа с фокусным расстоянием 1000мм.
Как мы уже выяснили ранее, яркость Луны во время затмения связана с прозрачностью земной атмосферы. Говорят, что после крупных вулканических извержений, пыль остающаяся в земной атмосфере настолько сильно ослабляет, проходящий через неё свет, что Луна во время затмения может быть практически не видна глазом.
В любом случае, на время затмения Луна станет на порядки тусклее, чем во время обычного полнолуния. Если вам повезло оказаться в месте, лишённом городской засветки, вы увидите интересные изменения картины звёздного неба. До и после затмения, небо будет сильно засвечено Луной и тусклых звёзд видно не будет. Во время полной фазы, вид звёздного неба станет намного интереснее и можно будет увидеть Млечный Путь (разумеется, если он удачно расположен относительно горизонта, а Солнце в это время глубоко под горизонтом).
Полутеневые фазы лунного затмения практически незаметны для глаза. Их можно попробовать наблюдать фотографически. Если сделать снимки в разное время, увеличить контраст и наложить их друг на друга, будет заметно изменение яркости различных частей Луны.
Солнечные затмения
Говорят, что нельзя наблюдать солнечное затмение без специальных очков. Это касается тех случаев, когда Солнце не полностью закрыто Луной: частных фаз и кольцеобразного затмения. И если невооружённый глаз просто не даст вам спокойно смотреть на Солнце и зажмурится, то использование оптических приборов без специальных фильтров может привести к более плачевным последствиям. Фильтры для биноклей и телескопов можно сделать из специальной плёнки SeymourSolar или AstroSolar.
Во время полной фазы солнечного затмения фильтры не нужны, его комфортно наблюдать невооружённым глазом, в бинокли и телескопы можно смотреть напрямую, при этом они позволят увидеть протуберанцы и детали солнечной короны, незаметные невооружённым глазом. Главное при этом, чётко рассчитать время и не поймать в бинокль момент окончания полной фазы, когда часть Солнца выглянет из-за Луны.
Что ещё кроме протуберанцев и короны? Во первых на время полной фазы становится темно и на небе можно увидеть наиболее яркие звёзды и планеты. Это происходит из-за того, что в лунной тени находитесь не только вы, но и много километров атмосферы вокруг вас, и фон неба становится довольно тёмным. Но атмосфера где-то вдалеке у горизонта остаётся подсвеченной солнечными лучами и формирует красивое «заревое кольцо».
Для фотографирования полной фазы солнечного затмения стоит поэкспериментировать с экспозицией. Астрофотографы часто собирают изображение солнечной короны из нескольких кадров с разной экспозицией, потому что на одном кадре невозможно запечатлеть и тусклые и яркие её участки. Полная фаза затмения длится недолго (несколько минут), поэтому будет идеально, если фотосъёмка будет автоматизирована, а вы посвятите всё это время визуальным наблюдениям.
Глава 4. Интересные и неинтересные факты
- Максимальная продолжительность полной фазы солнечного затмения — около 7.5 минут. Довольно длинное затмение будет 2 августа 2027 года.
- Во время солнечного затмения 29 мая 1919 года было получено подтверждение существования гравитационного линзирования.
- На Марсе бывают кольцеобразные солнечные затмения. Вот одно из них, заснятое марсоходом Curiosity:
4. Легенды гласят, что лунное затмение 1504 года помогло Христофору Колумбу напугать местное население Ямайки и заключить "выгодную сделку" во время четвёртой экспедиции через Атлантический океан.
5. До изобретения хронометров лунные затмения иногда служили "синхронизаторами времени". Это было полезно для определения координат во время длительных путешествий. Так что, во время четвёртого плавания Колумба, он уже должен был понимать, что находится не в Индии =)
эта глава пока не окончена...
Это руководство создано админами канала GooseRoad. Не забудьте подписаться=)