Главная » Контрольные работы » Когда происходит лунное затмение. Лунное затмение - интересные факты и гипотезы. Самые редкие и необычные лунные затмения

Когда происходит лунное затмение. Лунное затмение - интересные факты и гипотезы. Самые редкие и необычные лунные затмения

Луна светит отражённым светом Солн-ца; поэтому, когда она попадает в тень Земли (рис. 30), она перестаёт светить — наступает лунное затмение. Строго гово-ря, Луна продолжает светить за счёт того, что часть лучей Солнца, преломляясь в атмосфере Земли , освещает Луну, и мы видим её в виде темно-красного диска. Голубые лучи рас-сеиваются в земной атмосфере , в результате человек видит днём голубое небо и красное Солнце на закате.

Тень Земли имеет форму конуса, диаметр сечения которо-го на расстоянии Луны в 2,5 раза больше диаметра Луны, по-этому лунное затмение продолжается довольно долго. Макси-мальная продолжительность полного лунного затмения 1 ч 45 мин. Затмение видно на всем ночном полушарии Земли. Затмение может быть полным , если Луна входит в тень пол-ностью, или частным , если в тень попадает только часть Луны.

Когда тень Луны падает на Зем-лю, наступает солнечное затмение (рис. 30). Оно может быть полным там, где падает тень, и частным в области по-лутени. Если в момент затмения Луна оказывается в самой далёкой от Земли точке орбиты, а Земля — в самой близкой к Солнцу, то диск Луны не полностью закрывает диск Солн-ца, и наступает кольцеобразное затмение .

Тень Луны прочерчивает на Земле длинную полосу шири-ной не более 200 км, ширина полутени может составлять не-сколько тысяч километров. Поэтому полные солнечные затме-ния видны в каждой конкретной местности очень редко, в среднем раз в 300 лет. В Москве очередное полное затмение Солнца будет в 2126 г. (предыдущее было в 1887 г.). Макси-мальная продолжительность полного солнечного затмения (на экваторе) 7,5 мин. В местности, далёкой от экватора, затме-ние, как правило, продолжается не более 2—2,5 мин.

Затмение может про-изойти только в полнолуние (лунное) или в новолуние (сол-нечное). На рисунках 31, 32 показаны проекции на небесную сферу дисков Луны и Солнца для моментов трёх последо-вательных новолуний и двух последовательных полнолуний. Угол между эклиптикой и лунной орбитой сильно преуве-личен.

Прохождение Венеры по диску солнца

Два раза за столетие Венера проходит между Землёй и Солн-цем так, что её диск проецируется на диск Солнца (рис. 9). Такое прохождение, например, было 8 июня 2004 г. в 9 ч 10—20 мин по московскому времени. Продолжалось оно около 6 ч (для каждого места наблюдения вре-мя начала и конца прохождения немного отличается). Наблю-дать прохождение нужно на экране, на который проецирует-ся изображение Солнца. Планета видна как небольшой тёмный кружок, движущийся на фоне диска Солнца. Если диаметр проекции солнечного диска 10 см (что доступно школьному телескопу), то диаметр проекции Венеры 3 мм. Невооружённым глазом (защищённым плотным фильтром) её могут увидеть только люди с очень острым зрением. Очень интересно наблюдать момент, когда планета пересекает край диска Солнца. Именно в такой момент, в 1761 г., М. В. Ло-моносов заметил, что диск Венеры, частично уже пересёкший край диска, был окружён сиянием (рис. 10). Он совершенно правильно заключил, что это результат преломления света Солнца в верхних слоях

Затме́ние — астрономическая ситуация, при которой одно небесное тело заслоняет свет от другого небесного тела.

Наиболее известны лунные и солнечные затмения. Также существуют такие явления, как прохождения планет (Меркурия и Венеры) по диску Солнца.

Лунное затмение

Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком.

Схема лунного затмения

В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения Ф. Величина фазы определяется расстоянием 0 от центра Луны до центра тени. В астрономических календарях приводятся величины Ф и 0 для разных моментов затмения.

Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении , когда частично — о частном затмении . Двумя необходимыми и достаточными условиями наступления лунного затмения являются полнолуние и близость Земли к лунному узлу.

Как видно для наблюдателя на Земле, на мнимой небесной сфере Луна пересекает эклиптику два раза в месяц в позициях называемых узлы . Полнолуние может прийтись на такую позицию, на узел, тогда можно наблюдать лунное затмение. (Примечание: не соблюдается масштаб)

Полное затмение

Лунное затмение может наблюдаться на половине территории Земли (там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом). Вид затемнённой Луны с любой точки наблюдения пренебрежимо мало отличается от другой точки, и одинаков. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут; такими были, например, лунные затмения 26 июля 1953 года, 16 июля 2000 года. При этом Луна проходит через центр земной тени; полные лунные затмения такого типа называют центральными , они отличаются от нецентральных большей продолжительностью и меньшей яркостью Луны во время полной фазы затмения.

Во время затмения (даже полного) Луна не исчезает полностью, а становится тёмно-красной. Этот факт объясняется тем, что Луна даже в фазе полного затмения продолжает освещаться. Солнечные лучи, проходящие по касательной к земной поверхности, рассеиваются в атмосфере Земли и за счёт этого рассеяния частично достигают Луны. Поскольку земная атмосфера наиболее прозрачна для лучей красно-оранжевой части спектра, именно эти лучи в большей мере достигают поверхности Луны при затмении, что и объясняет окраску лунного диска. По сути, это тот же эффект, что и оранжево-красное свечение неба у горизонта (заря) перед восходом или сразу после заката. Для оценки яркости затмения используется шкала Данжона.

Наблюдатель, находящийся на Луне, в момент полного (или частичного, если он находится на затенённой части Луны) лунного затмения видит полное солнечное затмение (затмение Солнца Землёй).

Шкала Данжона используется для оценки степени потемнения Луны во время полного лунного затмения. Предложена астрономом Андре Данжоном в результате исследования такого явления, как пепельный свет Луны , когда Луна освещена светом, проходящим через верхние слои земной атмосферы. Яркость Луны во время затмения зависит и от того, насколько глубоко Луна вошла в тень Земли.

Два полных лунных затмения. Соответствуют 2 (слева) и 4 (справа) по шкале Данжона

Пепельный свет Луны — явление, когда мы видим Луну целиком, хотя Солнцем освещена только её часть. При этом неосвещённая прямым солнечным светом часть поверхности Луны имеет характерный пепельный цвет.

Пепельный свет Луны

Наблюдается незадолго до и вскоре после новолуния (в начале первой четверти и в конце последней четверти фаз Луны).

Свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности Луны образуется солнечным светом, рассеянным Землёй, а затем вторично отражённым Луной на Землю. Таким образом, маршрут фотонов пепельного света Луны таков: Солнце → Земля → Луна → наблюдатель на Земле.

Маршрут фотонов при наблюдении пепельного света: Солнце → Земля → Луна → Земля

Причина этого явления хорошо известна со времен Леонардо да Винчи и Михаила Местлина ,

Предполагаемый Автопортрет Леонардо да Винчи

Михаэль Мёстлин

учителя Кеплера, впервые давших верное объяснение пепельному свету.

Ио́ганн Ке́плер

Серп Луны с пепельным светом, нарисованный Леонардо да Винчи в Лестерском кодексе

Впервые инструментальные сравнения яркости пепельного света и серпа Луны были произведены в 1850 году французскими астрономами Араго и Ложье.

Доминик Франсуа Жан Араго

Яркий серп — часть, напрямую освещённая Солнцем. Остальная часть Луны освещена светом, отражённым от Земли

Фотографические исследования пепельного света Луны в Пулковской обсерватории, выполненные Г. А. Тиховым, привели его к выводу, что Земля с Луны должна выглядеть как диск голубоватого цвета, что и подтвердилось в 1969 году, когда человек высадился на Луну.

Гавриил Адрианович Ти́хов

Он считал важным вести систематические наблюдения пепельного света. Наблюдения за пепельным светом Луны позволяют судить об изменении климата Земли. Интенсивность пепельного цвета в некоторой степени зависит от количества облачности на освещенной в данный момент стороне Земли; для европейской части России яркий пепельный свет, отраженный от мощной циклонической деятельности в Атлантике, предсказывает выпадение осадков через 7-10 дней.

Частное затмение

Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение . При нём часть Луны является тёмной, а часть, даже в максимальной фазе, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами.

Вид Луны при лунном затмении

Полутеневое затмение

Вокруг конуса тени Земли имеется полутень — область пространства, в которой Земля заслоняет Солнце лишь частично. Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение . При нём яркость Луны уменьшается, но незначительно: такое уменьшение практически незаметно невооружённым глазом и фиксируется только приборами. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одного края лунного диска.

Периодичность

В связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, далеко не каждое полнолуние сопровождается лунным затмением, и далеко не каждое лунное затмение - полное. Максимальное количество лунных затмений за год - 3, но в некоторые годы не происходит ни одного лунного затмения. Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и ~8 часов — период, называемый сарос ); зная, где и когда наблюдалось полное лунное затмение, можно точно определить время последующих и предыдущих затмений, хорошо просматриваемых в этой местности. Эта цикличность часто помогает точно датировать события, описываемые в исторических летописях.

Са́рос или дракони́ческий период , состоящий из 223 синодических месяцев (в среднем приблизительно 6585,3213 дня или 18,03 тропического года), по прошествии которых затмения Луны и Солнца приблизительно повторяются в прежнем порядке.

Синодический (от др.-греч. σύνοδος «соединение, сближение») месяц — промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны (например, новолуниями). Продолжительность непостоянна; среднее значение составляет 29,53058812 средних солнечных суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,8 секунды), действительная длительность синодического месяца отличается от среднего в пределах 13 часов.

Аномалистический месяц - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей в её движении вокруг Земли. Продолжительность вначале 1900 года составляла 27,554551 средних солнечных суток (27 суток 13 часов 18 минут 33,16 секунд), убывает на 0,095 сек за 100 лет.

Этот период является следствием того, что 223 синодических месяца Луны (18 календарных лет и 10⅓ или 11⅓ дня, в зависимости от количества високосных лет в данном периоде) почти равны 242 драконическим месяцам (6585,36 дня), то есть через 6585⅓ дня Луна возвращается к той же сизигии и к узлу орбиты. К тому же узлу возвращается второе важное для наступления затмения светило — Солнце — поскольку проходит почти целое число драконических лет (19, или 6585,78 дня) — периодов прохождения Солнца через один и тот же узел орбиты Луны. Кроме того, 239 аномалистических месяцев Луны равны 6585,54 дня, так что соответствующие затмения в каждом саросе наступают при одинаковом удалении Луны от Земли и имеют одну и ту же длительность. В течение одного сароса в среднем происходит 41 солнечное затмение (из них примерно 10 — полные) и 29 лунных затмений. Впервые предсказывать лунные затмения с помощью сароса научились в древнем Вавилоне. Лучшие возможности для предсказания затмений предоставляет период, равный тройному саросу — экселигмос , содержащий целое число дней, который использовался в Антикитерском механизме.

Бероз саросом называет календарный период в 3600 лет; меньшие периоды носили названия: нерос в 600 лет и соссос в 60 лет.

Солнечное затмение

Самое длительное солнечное затмение произошло 15 января 2010 года в Юго-Восточной Азии и длилось более 11 минут.

Солнечное затмение — астрономическое явление, которое заключается в том, что Луна закрывает (затмевает) полностью или частично Солнце от наблюдателя на Земле. Солнечное затмение возможно только в новолуние, когда сторона Луны, обращенная к Земле, не освещена, и сама Луна не видна. Затмения возможны, только если новолуние происходит вблизи одного из двух лунных узлов (точки пересечения видимых орбит Луны и Солнца), не далее чем примерно в 12 градусах от одного из них.

Тень Луны на земной поверхности не превышает в диаметре 270 км, поэтому солнечное затмение наблюдается только в узкой полосе на пути тени. Поскольку Луна обращается по эллиптической орбите, расстояние между Землёй и Луной в момент затмения может быть различным, соответственно, диаметр пятна лунной тени на поверхности Земли может варьироваться в широких пределах от максимального до нуля (когда вершина конуса лунной тени не достигает поверхности Земли). Если наблюдатель находится в полосе тени, он видит полное солнечное затмение при котором Луна полностью скрывает Солнце, небо темнеет, и на нём могут появиться планеты и яркие звёзды. Вокруг скрытого Луной солнечного диска можно наблюдать солнечную корону, которая при обычном ярком свете Солнца не видна.

Вытянутая форма короны во время полного солнечного затмения 1 августа 2008 года (близко к минимуму между 23-м и 24-м циклами солнечной активности)

При наблюдении затмения неподвижным наземным наблюдателем полная фаза длится не более нескольких минут. Минимальная скорость движения лунной тени по земной поверхности составляет чуть более 1 км/с. Во время полного солнечного затмения космонавты, находящиеся на орбите, могут наблюдать на поверхности Земли бегущую тень от Луны.

Наблюдатели, находящиеся вблизи полосы полного затмения, могут видеть его как частное солнечное затмение . При частном затмении Луна проходит по диску Солнца не точно по центру, скрывая только его часть. При этом небо темнеет гораздо слабее, чем при полном затмении, звёзды не появляются. Частное затмение может наблюдаться на расстоянии порядка двух тысяч километров от зоны полного затмения.

Полнота солнечного затмения также выражается фазой Φ . Максимальная фаза частного затмения обычно выражается в сотых долях от единицы, где 1 — полная фаза затмения. Полная фаза может быть и больше единицы, например 1,01, если диаметр видимого лунного диска больше диаметра видимого солнечного диска. Частные фазы имеют значение меньше 1. На краю лунной полутени фаза равна 0.

Момент, когда передний/задний край диска Луны касается края Солнца, называется касанием . Первое касание — момент, когда Луна вступает на диск Солнца (начало затмения, его частной фазы). Последнее касание (четвертое в случае полного затмения) — это последний момент затмения, когда Луна сходит с диска Солнца. В случае полного затмения, второе касание — момент, когда передняя часть Луны, пройдя по всему Солнцу, начинает выходить с диска. Полное солнечное затмение происходит между вторым и третьим касаниями. Через 600 миллионов лет приливное торможение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно.

Астрономическая классификация солнечных затмений

По астрономической классификации, если затмение хотя бы где-то на поверхности Земли может наблюдаться как полное, оно называется полным.

Схема полного солнечного затмения

Если затмение может наблюдаться только как частное (такое бывает, когда конус тени Луны проходит вблизи земной поверхности, но не касается её), затмение классифицируется как частное . Когда наблюдатель находится в тени от Луны, он наблюдает полное солнечное затмение. Когда он находится в области полутени, он может наблюдать частное солнечное затмение. Помимо полных и частных солнечных затмений, бывают кольцеобразные затмения.

Анимированное кольцевое затмение

Схема кольцеобразного солнечного затмения

Кольцеобразное затмение происходит, когда в момент затмения Луна находится на большем удалении от Земли, чем во время полного затмения, и конус тени проходит над земной поверхностью, не достигая её. Визуально при кольцеобразном затмении Луна проходит по диску Солнца, но оказывается меньше Солнца в диаметре, и не может скрыть его полностью. В максимальной фазе затмения Солнце закрывается Луной, но вокруг Луны видно яркое кольцо незакрытой части солнечного диска. Небо при кольцеобразном затмении остаётся светлым, звёзды не появляются, наблюдать корону Солнца невозможно. Одно и то же затмение может быть видно в разных частях полосы затмения как полное или кольцеобразное. Такое затмение иногда называют полным кольцеобразным (или гибридным).

Тень от Луны на Земле во время затмения, фотография с МКС. На фото видны Кипр и Турция

Частота солнечных затмений

В год на Земле может происходить от 2 до 5 солнечных затмений, из которых не более двух — полные или кольцеобразные. В среднем за сто лет происходит 237 солнечных затмений, из которых 160 — частные, 63 — полные, 14 — кольцеобразные. В определённой точке земной поверхности затмения в большой фазе происходят достаточно редко, ещё реже наблюдаются полные солнечные затмения. Так, на территории Москвы с XI по XVIII века можно было наблюдать 159 солнечных затмений с фазой больше 0,5, из которых всего 3 полных (11 августа 1124, 20 марта 1140 и 7 июня 1415). Ещё одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 года. Кольцеобразное затмение можно было наблюдать в Москве 26 апреля 1827 года. Очень сильное затмение с фазой 0,96 произошло 9 июля 1945 года. Следующее полное солнечное затмение ожидается в Москве лишь 16 октября 2126 года.

Упоминание затмений в исторических документах

Солнечные затмения часто упоминаются в античных источниках. Еще большее число датированных описаний содержится в западно-европейских средневековых хрониках и анналах. Например, солнечное затмение упомянуто в Анналах св. Максимина Трирского: «538 г. 16 февраля, с первого до третьего часа было солнечное затмение». Большое число описаний солнечных затмений с древнейших времен содержится также в хрониках Восточной Азии, прежде всего в Династийных историях Китая, в арабских хрониках и русских летописях.

Упоминания солнечных затмений в исторических источниках даёт обычно возможность независимой проверки или уточнения хронологической привязки описанных в них событий. Если затмение описано в источнике недостаточно подробно, без указания места наблюдения, календарной даты, времени и фазы, такая идентификация зачастую неоднозначна. В таких случаях при игнорировании временной привязки источника на всем историческом интервале зачастую можно подобрать несколько возможных «кандидатов» на роль исторического затмения, чем активно пользуются некоторые авторы псевдоисторических теорий.

Открытия, сделанные благодаря солнечным затмениям

Полные солнечные затмения позволяют наблюдать корону и ближайшие окрестности Солнца, что в обычных условиях крайне затруднено (хотя с 1996 года астрономы получили возможность постоянно обозревать окрестности нашей звезды благодаря работе спутника SOHO (англ. Solar and Heliospheric Observatory — солнечная и гелиосферная обсерватория).

SOHO — космический аппарат для наблюдения за Солнцем

Французский учёный Пьер Жансен во время полного солнечного затмения в Индии 18 августа 1868 года впервые исследовал хромосферу Солнца и получил спектр нового химического элемента

Пьер Жюль Сезар Жансен

(правда, как потом выяснилось, этот спектр можно было получить и не дожидаясь солнечного затмения, что и сделал двумя месяцами позже английский астроном Норман Локьер). Этот элемент назвали в честь Солнца — гелием.

В 1882 году, 17 мая, во время солнечного затмения наблюдателями из Египта была замечена комета, пролетающая вблизи Солнца. Она получила название Кометы затмения , хотя у неё есть ещё одно название — комета Тевфика (в честь хедива Египта того времени).

Комета затмения 1882 года (современное официальное обозначение: X/1882 K1 ) — комета, которая была обнаружена наблюдателями в Египте во время солнечного затмения 1882 года. Её появление было полным сюрпризом, и она наблюдалась во время затмения в первый и последний раз. Она является членом семейства околосолнечных комет Крейца (Kreutz Sungrazers), и на 4 месяца опередила появление другого члена этого семейства — большой сентябрьской кометы 1882 года. Иногда её называют кометой Тевфика в честь хедива Египта того времени Тевфика.

Хедив (хедива, хедиф) (перс. — господин, государь) — титул вице-султана Египта, существовавший в период зависимости Египта от Турции (1867—1914). Этот титул носили Исмаил, Тауфик и Аббас II.

Тауфик-паша

Роль затмений в культуре и науке человечества

С древнейших времён солнечные и лунные затмения, как и другие редкие астрономические явления, такие как появление комет, воспринимались как события негативные. Люди очень боялись затмений, так как они происходят редко и представляют собой непривычные и пугающие явления природы. Во многих культурах затмения считались предвестниками несчастий и катастроф (особенно это касалось лунных затмений, очевидно, из-за красного цвета затенённой Луны, ассоциировавшегося с кровью). В мифологии затмения связывались с борьбой высших сил, одна из которых желает нарушить установившийся порядок в мире («погасить» или «съесть» Солнце, «убить» или «залить кровью» Луну), а другая — сохранить его. Поверья одних народов требовали полной тишины и бездействия во время затмений, других, наоборот, активных колдовских действий для помощи «светлым силам». В какой-то мере такое отношение к затмениям сохранялось вплоть до новых времён, несмотря на то, что механизм затмений был уже давно изучен и общеизвестен.

Затмения дали богатый материал науке. В древности наблюдения затмений помогали изучать небесную механику и разбираться в строении Солнечной системы. Наблюдение тени Земли на Луне дало первое «космическое» доказательство факта шарообразности нашей планеты. Аристотель впервые указал на то, что форма земной тени при лунных затмениях всегда округлая, что доказывает шарообразность Земли. Солнечные затмения позволили приступить к изучению короны Солнца, которую невозможно наблюдать в обычное время. Во время солнечных затмений впервые были зафиксированы явления гравитационного искривления хода световых лучей вблизи значительной массы, что стало одним из первых экспериментальных доказательств выводов общей теории относительности. Большую роль в изучении внутренних планет Солнечной системы сыграли наблюдения их прохождений по солнечному диску. Так, Ломоносов, наблюдая прохождение в 1761 году Венеры по диску Солнца, впервые (за 30 лет до Шретера и Гершеля) открыл венерианскую атмосферу, обнаружив преломление солнечных лучей при вхождении и выходе Венеры с солнечного диска.

Солнечное затмение с помощью МГУ

Затмение Солнца Сатурном 15 сентября 2006 года. Фото межпланетной станции Кассини с расстояния 2,2 млн. км

Лунное затмение наступает, когда Луна (в фазе полнолуния) входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком. Лунное затмение может наблюдаться на половине территории Земли (там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом). Вид затенённой Луны с любой точки наблюдения одинаков. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут; такими были, например, лунные затмения 13 августа 1859 года, 16 июля 2000 года.

Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение . При нём часть Луны является тёмной, а часть, даже в максимальной фазе, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами.

Вокруг конуса тени Земли имеется полутень - область пространства, в которой Земля заслоняет Солнце лишь частично. Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение . При нём яркость Луны уменьшается, но незначительно: такое уменьшение практически незаметно невооружённым глазом и фиксируется только приборами. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одного края лунного диска.

Затмеваемая Луна мерцает в небе над памятником Спасителю мира в Сан-Сальвадоре, Сальвадор, 21 декабря 2010 года.

(Jose CABEZAS/AFP/Getty Images)

При наступлении полного затмения Луна приобретает красноватый или коричневатый оттенок. Цвет затмения зависит от состояния верхних слоев земной атмосферы, поскольку только прошедший сквозь нее свет освещает Луну во время полного затмения. Если сравнить снимки полных лунных затмений разных лет, то легко увидеть разницу в цвете. Например, затмение 6 июля 1982 года было красноватым, а затмение 20 января 2000 года имело коричневый оттенок. Такие цвета Луна приобретает во время затмений благодаря тому, что земная атмосфера больше рассеивает красные лучи, поэтому никогда нельзя наблюдать, скажем, синего или зеленого лунного затмения. Но полные затмения различаются не только цветом, но и яркостью. Да, именно, яркостью, и существует специальная шкала для определения яркости полного затмения, называемая шкалой Данжона (в честь французского астронома Андре Данжона, 1890–1967).

Градация шкалы Данжона имеет 5 пунктов. 0 - затмение очень темное (Луна еле угадывается на небе), 1 - затмение темно-серое (на Луне заметны детали), 2 - затмение серое с коричневым оттенком, 3 - светлое красно-коричневое затмение, 4 - очень светлое медно-красное затмение (Луна видна отчетливо, и различимы все основные детали поверхности).

Если бы плоскость лунной орбиты лежала в плоскости эклиптики, то лунные (как и солнечные) затмения происходили бы ежемесячно. Но большую часть времени Луна проводит либо выше, либо ниже плоскости земной орбиты ввиду того, что плоскость лунной орбиты имеет пятиградусный наклон к плоскости орбиты Земли. Как следствие, естественный спутник Земли попадает в ее тень лишь два раза в году, то есть в то время, когда узлы лунной орбиты (точки ее пересечения с плоскостью эклиптики) находятся на линии Солнце-Земля. Тогда в новолуние происходит солнечное затмение, а в полнолуние - лунное.

Каждый год происходят как минимум два лунных затмения, однако в связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, их фазы отличаются. Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и ~8 часов - период, называемый сарос); зная, где и когда наблюдалось полное лунное затмение, можно точно определить время последующих и предыдущих затмений, хорошо просматриваемых в этой местности. Эта цикличность часто помогает точно датировать события, описываемые в исторических летописях. История лунных затмений уходит далеко в прошлое. Первое полное лунное затмение зарегистрировано в древнекитайских летописях. С помощью расчетов удалось вычислить, что оно произошло 29 января 1136 г. до н. э. Еще три полных лунных затмения зафиксированы в «Альмагесте» Клавдия Птолемея (19 марта 721 г. до н. э., 8 марта и 1 сентября 720 г. до н. э.). В истории часто описываются лунные затмения, что очень помогает установить точную дату того или иного исторического события. Например, военачальник афинской армии Никий испугался начавшегося полного лунного затмения, в армии началась паника, что привело к гибели афинян. Благодаря астрономическим расчетам удалось установить, что это произошло 27 августа 413 г. до н. э.

В средние века полное лунное затмение оказало Христофору Колумбу большую услугу. Его очередная экспедиция на острове Ямайке оказалась в тяжелом положении, продукты питания и питьевая вода были на исходе, и людям грозила голодная смерть. Попытки Колумба получить пищу у местных индейцев окончились безрезультатно. Но Колумб знал, что 1 марта 1504 г. должно произойти полное лунное затмение, и под вечер он предупредил вождей живших на острове племен, что он похитит у них Луну, если они не доставят на корабль продукты и воду. Индейцы лишь посмеялись и ушли. Но, как только началось затмение, индейцев охватил неописуемый ужас. Продукты и вода были немедленно доставлены, а вожди на коленях умоляли Колумба вернуть им Луну. Колумб, естественно, не мог «отказать» в этой просьбе, и вскоре Луна, к восторгу индейцев, снова засияла на небе. Как видим, обычное астрономическое явление может быть весьма полезным, а знание астрономии просто необходимо путешественникам.

Наблюдения лунных затмений могут принести некоторую научную пользу, так как дают материал для изучения структуры земной тени и состояния верхних слоев атмосферы Земли. Любительские наблюдения частных лунных затмений сводятся к точной регистрации моментов контактов, фотографированию, зарисовкам и описанию изменений яркости Луны и лунных объектов в затмившейся части Луны. Моменты касания лунного диска с земной тенью и схождения с нее фиксируются (с возможно большей точностью) по часам, выверенным по сигналам точного времени. Необходимо отмечать и контакты земной тени с крупными объектами на Луне. Наблюдения можно проводить невооруженным глазом, в бинокль или телескоп. Точность наблюдений, естественным образом, увеличивается при наблюдении в телескоп. Для регистрации контактов затмения необходимо установить на телескопе максимальное для него увеличение и направить его на соответствующие точки касания диска Луны с земной тенью за несколько минут до предсказанного момента. Все записи заносятся в тетрадь (журнал наблюдений затмения).

Если в распоряжении любителя астрономии имеется фотоэкспонометр (прибор, измеряющий яркость объекта), то с его помощью можно построить график изменения яркости лунного диска в течение затмения. Для этого надо установить экспонометр так, чтобы его чувствительный элемент был направлен точно на диск Луны. Показания прибора снимаются через каждые 2-5 минут, и записываются в таблицу тремя столбцами: номер замера яркости, время и яркость Луны. По окончании затмения, используя данные таблицы, можно будет вывести график изменения яркости Луны во время этого астрономического явления. В качестве экспонометра можно использовать любой фотоаппарат, где имеется система автоматического экспонирования со шкалой экспозиций.

Фотографирование явления можно производить любым фотоаппаратом, имеющим съемный объектив. При съемке затмения объектив из фотоаппарата удаляется, а корпус аппарата прилаживается к окулярной части телескопа при помощи переходника. Это будет съемка с окулярным увеличением. Если объектив вашего фотоаппарата несъемный, то можно просто приставить аппарат к окуляру телескопа, но качество такого снимка будет хуже. При наличии у вашего фотоаппарата или видеокамеры функции Zoom необходимость в дополнительных увеличительных средствах, как правило, отпадает, т.к. размеры Луны при максимальном увеличении такой камеры достаточны для съемок.

Тем не менее, лучшее качество снимков получается при фотографировании Луны в прямом фокусе телескопа. В такой оптической системе объектив телескопа автоматически становится объективом фотоаппарата, только с большим фокусным расстоянием.

В наши дни даже младшего школьника вряд ли получится напугать историями о страшном волке, который живет в ночи и временами пожирает Луну на черном небосводе, предвещая несчастья.

Однако, еще относительно недавно по астрономическим меркам затмение Луны вызывало ужас у человечества. На многих наскальных рисунках запечатлено это астрономическое явление, которое в основном интерпретировалось как знак о гневе богов и предвестнике несчастий. А кроваво-красный облик Луны недвусмысленно намекал на скорое кровопролитие. В древнем Китае, например, подобное затмение считалось «ненормальным» или даже «ужасным». В древнекитайских текстах можно встретить иероглифы, которые означают «противоестественную связь Луны и Солнца», «пожирать», «несчастье». Придворные астрономы считали, что Луна «пожирается драконом». Для того чтобы помочь дракону скорее выплюнуть светило жители выносили зеркала на улицу, так как последние ассоциировались с небесными телами, из-за их способности отражать свет. Примечательно, что математики Древнего Китая уже во времена династии Хань (206 г. До н.э. – 220 г. н. э.) могли предсказывать как лунные, так и солнечные затмения на многие десятки лет вперед, но эти знание держались в секрете. В Индийской «Махабхарате» сказано, что Лунное затмение случается, когда боги индийского пантеона собираются для варки сомы – эликсира бессмертия. Викинги свято верили, что два прожорливых волка по очереди пожирают светила, чтобы утолить свой безудержный голод. В противовес другим народам, у австралийских аборигенов лунное затмение, напротив, ассоциировалось с любовью.

Первые астрономы и предсказания затмений

Как же менялось отношение людей к такому интересному астрономическому событию? Как уже было сказано выше, в Древнем Китае, несмотря на глубокое мистическое отношение к затмениям, звездочеты пытливо изучали этот природный феномен. Благодаря высокому развитию математики и алгебры в Поднебесной, древним ученым удалось разгадать астрономическую тайну. Оказалось, с использованием простых на первый взгляд математических расчетов можно предсказать наступление лунного затмения с высокой степенью вероятности. Есть свидетельства, что еще раньше, во времена правления великих Фараонов Древнего Египта, люди уже умели предсказывать многие астрономические явления. Но больше всего поражает, что чуть ли не раньше строительства египетских пирамид существовала целая обсерватория, способная предсказывать не только лунные затмения, но и составлять график большинства важнейших астрономических событий, связанных с нашей планетой, его спутником и Солнцем. Знаменитый Стоунхендж позволял делать большое количество предсказаний и наблюдений астрономических явлений, и он вполне заслуженно носит титул древнейшей обсерватории человечества.

Как все устроено

Но в чем же состоит гениальность древних астрономов и математиков? Что такого сложного может скрываться в столь простом, казалось бы, явлении, как затмение Луны Землей? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе. После открытия Николаем Коперником гелиоцентрической системы мира стало ясно, что Луна, обращаясь вокруг Земли за 29,5 суток, дважды пересекает плоскость эклиптики в так называемых лунных узлах. Узел, пересекая который Луна уходит вверх к Северному полюсу Земли, называют Северным или Восходящим, противоположный называют Нижним или Нисходящим. Но из-за несовпадения плоскостей Лунной и Земной орбит, далеко не каждое полнолуние сопровождается затмением.

Полные, неполные и частичные затмения

Также не каждое лунное затмение является полным. И если полнолуние придется на прохождение Луной такого узла, то мы сможем наблюдать затмение. Но только половина Земного шара может наблюдать это явление, так как оно будет видно только там, где Луна находится над горизонтом. Из-за прецессии Лунной орбиты узлы движутся вдоль эклиптики. Полный цикл по эклиптике узлы совершают за 18,61 лет или за так называемый Драконический период. То есть Лунные затмения происходят ровно через этот период времени. Зная, где и когда проходило затмение можно с очень высокой точностью предсказать следующее подобное событие. По сути, затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, которая отбрасывается Землей. На расстоянии орбиты нашего спутника или в 384 000 километрах диаметр пятна тени приблизительно равен 2,6 дискам Луны. Вследствие этого Луна вполне может быть затемнена целиком, а максимальное время полной фазы затмения может составлять не более 108 минут. Подобные затмения называются Центральными, так как Луна проходит через центр тени, которая отбрасывает Земля.

Почему луна «кровавая»?

Примечателен тот факт, что даже при прохождении Луны через центр тени она не остается полностью темной. Дело в том, что под действием Земной атмосферы происходит преломление солнечного света, что приводит к частичной освещенности поверхности Луны даже на пике затмения. А из-за того, что наша атмосфера наиболее проницаема для оранжево-красного спектра солнечного света, то именно этот свет достигает поверхности Луны, делая ее кроваво-красной. Подобный эффект можно увидеть на небосводе после заката или перед рассветом. Однако, если же Луна не проходит через центр пятна Земной тени, то может произойти так называемое неполное или полутеневое Лунное затмение, в результате которого часть спутника останется освещенной.

Самые редкие и необычные лунные затмения

Кроме вышеперечисленных фактов есть еще один не менее удивительный. Парадоксально, но лунное затмение фактически можно наблюдать, когда и Луна и Солнце находятся над горизонтом и явно находятся не совсем в противоположных точках. Другими словами, лунное затмение можно наблюдать тогда, когда слева от вас восходящая или заходящая Луна, а справа Солнце, тоже в одной из двух фаз. Данный феномен может возникнуть из-за того, что Земная атмосфера искривляет движение света. Это одно из самых странных естественных явлений, которое может происходить, и которое на первый взгляд кажется невозможным, если учитывать, что затмение происходит тогда, когда три тела выстраиваются в линию (сизигия). Подобная аномалия происходит из-за рефракции атмосферы. Солнце фактически уже село, а Луна еще не взошла, но линзирование света атмосферой Земли искажает окружающую астрономическую действительность. В результате «двойного» смещения небесных тел их мнимое сближение происходит более чем на 1 градус большого круга.

Подобного рода невероятное затмение наблюдалось Плинием Старшим 22 февраля 72 года н.э. Но на этом экзотичные виды Лунных затмений не заканчиваются. Порой Луна проходит через тень Земли, находясь в так называемом суперлунии, то есть точке наибольшего сближения с Землей. Так как орбита Луны обладает эксцентриситетом, то в определенные периоды времени наш спутник то приближается к Земле, то удаляется. При стечении всех обстоятельств, наряду с совпадением полнолуния и прохождением Луны через узел орбиты происходит еще и максимальное сближение Луны с Землей. Последнее полное Лунное затмение с суперлунием произошло утром 28 сентября 2015 года. К тому же, лунное затмение может совпасть с днем летнего или зимнего солнцестояния. 21 декабря 2010 года впервые за 372 года лунное затмение совпало с днем зимнего солнцестояния. В следующий раз подобное произойдет только 21 декабря 2094 года.

Когда следующее Лунное затмение?

В следующем 2016 году будет два лунных затмения: 9 марта в 5:57 утра и 1 сентября в 13:06 по Московскому времени. Мало того, что в обоих случаях насладится затмением помешает дневная засветка, так и сами затмения будут лишь полутеневыми.

Лунное затмение 8 октября 2014 сжато до 1 минуты

ТАСС-ДОСЬЕ. 31 января 2018 года с 15:51 до 17:08 мск практически на всей территории России, кроме западных и юго-западных областей, можно будет наблюдать полное лунное затмение. Луна будет находиться в земной тени около 77 минут. При этом затмение совпадет с суперлунием - так называют периоды, когда естественный спутник максимально сближается с Землей. Помимо прочего, это будет еще и "голубая" Луна, то есть второе полнолуние, приходящееся на один календарный месяц (первое было 2 января). Совпадение сразу трех событий - "голубой" Луны, суперлуния, затмения - является редким явлением, в последний раз такое было в 1866 году.

Все фазы этого астрономического явления смогут увидеть жители Сибири и Дальнего Востока. В Москве "кровавая" суперлуна взойдет над горизонтом после 17:00. Однако прогнозируемая на этот день облачность помешает москвичам и гостям столицы увидеть заключительною фазу затмения. Лунное затмение также будет видно из Восточной Европы, Восточной Африки, Азии, Австралии, Тихого океана и Северной Америки. Редакция ТАСС-ДОСЬЕ подготовила материал о лунных затмениях.

Лунные затмения

Лунные затмения происходят только в полнолуние, когда Земля оказывается между Луной и Солнцем, загораживая свой единственный спутник от солнечного света. Различают полные (так называемая кровавая Луна), частные (частичные) и полутеневые лунные затмения. В первом случае Луна полностью оказывается в тени Земли, во втором - частично, в третьем - Луну закрывает только полутень от Земли.

Наиболее зрелищны полные и частичные лунные затмения, хотя Луна не перестает быть видимой - на нее продолжают падать лучи Солнца, прошедшие через земную атмосферу. Луна полностью или частично темнеет, приобретает цвет от оранжево-красного до красно-коричневого (атмосфера Земли наиболее прозрачная для этой части спектра). При полутеневом затмении диск спутника Земли только незначительно темнеет.

Наблюдать лунные затмения можно на всем земном полушарии, где в этот момент Луна находится над горизонтом. В этом их отличие от солнечных затмений, которые обычно видны с небольшой территории Земли.

Лунные затмения длятся, в среднем, два часа. При этом изменение цвета Луны происходит практически незаметно для наблюдателя.

История

Предсказывать лунные затмения научились еще халдейские астрономы за несколько веков до н. э. Они же открыли так называемый драконический период (около 6585 дней, другое название - сарос) - цикл, по прошествии которого повторяются лунные и солнечные затмения. Одно из первых достоверных упоминаний о наблюдении затмения Луны содержится в древнекитайских летописях и относится к 1137 году до н. э.

Знаменитым является полное лунное затмение 1 марта 1504 года Тогда мореплаватель, первооткрыватель Америки, Христофор Колумб, зная заранее о предстоящем явлении, смог удачно этим воспользоваться. Во время своего четвертого и последнего путешествия его каравеллы попали в сильный шторм и были вынуждены летом 1503 года встать на северном побережье Ямайки, ожидая помощи из Испании. Первоначально Колумбу удавалось наладить снабжение своей экспедиции провиантом, обменивая его у индейцев на привезенные из Европы безделушки. Однако в начале зимы 1504 года аборигены стали приносить меньше еды. Зная, что скоро состоится затмение, Колумб позвал вождей (касиков) индейцев и объявил им, что испанский бог разгневался и собирается отнять у жителей Ямайки Луну. Когда в предсказанное им время Луна потемнела, а затем стала темно-красной, индейцы попросили о пощаде и после этого щедро снабжали экспедицию провиантом до ее возвращения в Испанию в июне 1504 года.

В XIX веке были изданы каталоги лунных и солнечных затмений на длительные периоды: в 1856 году - "Таблицы показания времени солнечных и лунных затмений с 1840 по 2001 годы" русского астронома-любителя Федора Семенова, в 1887 году - "Канон затмений" (с 1207 года до н. э. до 2163 года) австрийского астронома Теодора Оппоцельцера. В настоящее время Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) располагает информацией о дате, времени и месте каждого затмения с 2000 года до н. э. до 3000 года.

Периодичность

Каждый год в среднем происходит от двух до четырех лунных затмений. Бывает и пять в год, но крайне редко. В последний раз такое случилось в 1879 году (четыре полутеневых и одно частное). Очередные пять лунных затмений на Земле можно будет увидеть только в 2132 году (одно частное и четыре полутеневых).

Предыдущее полное затмение Луны жители Земли наблюдали 28 сентября 2015 года. В 2016 году было два лунных затмения: 23 марта и 16 сентября - все полутеневые. В 2017 году - два: 11 февраля, полутеневое, и 7 августа - частное.

В 2018 году всего будет два лунных затмения - оба полные. Первое состоится 31 января. Следующее - 27 июля - станет самым продолжительным в XXI веке - 103 минуты. Стоминутные полные затмения Луны в среднем бывают пять раз за столетие. За последние двести лет (с 1901 года) рекордным было затмение 16 июля 2000 года, которое длилось 106,5 минут.

Сразу четыре лунных затмения можно будет наблюдать в 2020 году, но все они будут полутеневыми. Предыдущий подобный случай был в 2009 году (три полутеневых и одно частное), он стал также первым в XXI веке.