Zatmění (nebo více přesně solární zákryt ) nastane, když Měsíc je umístěna v přední části slunce , zcela nebo částečně zakrývající obraz Slunce od Země. K této konfiguraci může dojít pouze během nového měsíce , kdy jsou Slunce a Měsíc ve spojení se Zemí.
Ve starověku, ale také v některých současných kulturách, jsou zatmění slunce přisuzovány mystické vlastnosti. Zatmění slunce může být děsivé pro lidi, kteří si neuvědomují relativně neškodnou povahu tohoto astronomického jevu . Ve skutečnosti slunce během dne náhle zmizelo a obloha za několik minut ztmavla.
Úplné zatmění Slunce v daném místě na Zemi jsou velmi vzácné a krátkodobé události (ne více než 8 minut). Bez ohledu na umístění na Zemi je celek pozorován pouze v úzkém pásmu, které odpovídá průchodu stínu vrženého Měsícem nad zemský povrch. Úplné zatmění slunce je velkolepým přírodním úkazem a mnoho lidí plánuje cestovat, aby byli svědky tohoto typu události zvané „lovci zatmění“.
1999 úplné zatmění v Evropě byl považován, v době, kdy se uskutečnilo, jak zatmění, který měl většinu pozorovatelů v dějinách lidstva , což umožnilo zvýšit informovanost veřejnosti o této zvědavosti. Zejména.
Existují 4 typy zatmění slunce:
Vzdálenost mezi Sluncem a Zemí je 390krát větší než vzdálenost mezi Měsícem a Zemí. Průměr Slunce je 400krát větší než průměr Měsíce. Vzhledem k tomu, že tyto poměry jsou přibližně stejné, zdánlivé velikosti ze Země Slunce a Měsíce jsou přibližně stejné: ~ 0,5 stupně (~ 30 ') úhlového oblouku.
Protože oběžná dráha Měsíce kolem Země je elipsa, stejně jako oběžná dráha Země kolem Slunce, liší se zjevné velikosti Slunce a Měsíce.
Velikost zatmění je poměr zdánlivé velikosti Měsíce dělený velikostí Slunce během zatmění. Zatmění, když se Měsíc přiblíží do své nejvzdálenější vzdálenosti od Země (tj. Svého apogea), může být pouze prstencové, protože Měsíc se pak jeví menší než Slunce; velikost zatmění prstence je menší než 1.
Tam jsou obvykle o něco více prstencové zatmění než úplné zatmění, protože v průměru je Měsíc umístěn příliš daleko od Země, aby úplně zakryl Slunce. K hybridnímu zatmění dochází, když je velikost zatmění velmi blízká 1: zatmění se na některých místech na Zemi stane úplným a na jiných prstencových.
Na oběžné dráze Země je kolem Slunce je také elipsovitá, takže vzdálenost mezi Zemí a Sluncem se mění v průběhu celého roku. To ovlivňuje zdánlivou velikost Slunce, ale ne tolik jako odchylky ve vzdálenosti Země-Měsíc. Když se Země v červenci přiblíží do své nejvzdálenější vzdálenosti od Slunce ( aphelia ), bude to upřednostňovat úplné zatmění. Když Země v lednu dosáhne nejbližší vzdálenosti od Slunce ( perihélium ), má to tendenci upřednostňovat prstencová zatmění.
→ Tato data jsou platná pro naši dobu, hlavní osa oběžné dráhy Země měla precesi stejně jako roční období. Kombinace těchto precesí způsobuje, že perihélium a afélium procházejí ročními obdobími rychlostí jednoho dne za 70 let. Výstřednost oběžné dráze Země se také mění v průběhu věků .
Termín centrální zatmění se často používá jako obecný termín pro zatmění, ať už je úplné, prstencové nebo hybridní. To však není striktně správné: definice středního zatmění je zatmění, během kterého se středová čára stínu dotýká povrchu Země. Je však možné, ale velmi zřídka, aby část stínu dosáhla zemského povrchu (čímž by došlo k prstencovému zatmění nebo úplnému zatmění), ale ne k jeho středové ose. Tento typ zatmění se nazývá necentrální zatmění (úplné nebo prstencové). A vždy se vyskytuje na okraji denní hemisféry se Sluncem blízko obzoru : stoupá nebo zapadá.
Podle definice zatmění, kterou dnes dala Francouzská akademie , se zdá, že výraz „zatmění Slunce“ je pro tuto astronomickou událost velmi vhodný: fenomén Měsíce procházejícího před Sluncem odpovídá zákrytu jednoho nebeského tělesa jiným definičním prohlášením. Není to však stejné, když Měsíc zmizí za úplňku při průchodu ve stínu Země. Událost se potom nazývá zatmění měsíce , ale tento výraz neodpovídá astronomické definici, protože při pohledu ze Země není fenomén, s nímž se potom setkal, zakrytím. Naopak, dalším vhodným názvem pro „zatmění slunce“ je sluneční zákryt (ze zemského povrchu). Nicméně, z etymologické hlediska zatmění (Řek ekleipsis , opuštění, zmizení) o nebeském tělese je skutečně její dočasné zmizení pro pozemní pozorovatele před XX th století, to nebylo možné, aby se pozorování mimo Zemi. To ospravedlňuje použití výrazu „ zatmění měsíce “, který tak nachází svůj doslovný překlad ve velkém počtu jazyků. Francouzské slovo „blackout“ došlo pouze XV se tý astronomie století, a je stále považován za synonymum pro Slunce ve víceúčelových slovníků.
Na rozdíl od toho, co se často tvrdilo po chybě Edmonda Halleye , to, co Chaldejci nazývali saros, nemá nic společného s zatměními a v žádném případě nepředpovídalo zatmění slunce viditelné ve světě. Slavná předpověď zatmění Slunce od Thales, kterou hlásil Herodotos ( viz níže , historické zatmění), je pravděpodobně přehnaná. K tomuto zatmění došlo 28. - 585 a bylo viditelné v této části světa. Ale předpověď zatmění vyžaduje teoretické a matematické nástroje velmi pokročilé, odhaduje se, že byly vyvinuty v druhé th století před naším letopočtem. AD by Hipparchus (190-120 př.nl), díky jeho teorii epicycles .
A jakmile budou tyto nástroje vyvinuty, je třeba vypracovat velmi přesné tabulky. Nevíme jistě, kdy byly vytvořeny první tabulky umožňující výpočty zatmění. Předcházejí Ptolemaia, který je zdokonalil, a v Řecku před Hipparchem neexistují. Není známo, zda druhý z nich tyto výpočty úspěšně provedl, ale každopádně tuto metodu vyvinul.
Od Ptolemaia (kolem roku 140 n. L. ) Byla teorie ověřena po zatmění, protože k jejím předpovědi by bylo nutné provádět zdlouhavé výpočty, nejčastěji marně, během každého nového měsíce. První předpovědi zatmění Slunce, která je s jistotou stanovena, jejíž výpočet máme, je předpověď ze 16. července 1330, kterou provedl Nicéphore Grégoras v Byzanci podle Snadných tabulek Théon d'Alexandrie a podle Almagestu. of Ptolemaia .
Diagram vpravo ukazuje vyrovnání Slunce, Země a Měsíce během zatmění Slunce (příslušné vzdálenosti a velikosti nejsou v měřítku). Tmavě šedá oblast pod Měsícem je stín, kde je Slunce úplně zakryto. Na malé ploše, kde se stín dotýká zemského povrchu, lze pozorovat úplné zatmění. Největší světle šedou oblastí je penumbra, ve které lze pozorovat pouze částečné zatmění.
Oběžná dráha Měsíce kolem Země je nakloněna 5 stupňů od roviny oběžné dráhy Země kolem Slunce ( ekliptiky ). Proto v době novoluní Měsíc obvykle prochází nad (severem) nebo pod (jihem) Slunce. Zatmění slunce může nastat pouze tehdy, když je novoluní blízko jednoho z bodů (nazývaných uzly), kde měsíční oběžná dráha protíná ekliptiku.
Jak bylo uvedeno výše, měsíční oběžná dráha je také eliptická. Vzdálenost Země-Měsíc se může lišit o 6% od jeho průměrné hodnoty. To je důvod, proč se zdánlivá velikost Měsíce mění podle jeho vzdálenosti od Země, a to je příčina, která vede k rozdílu mezi úplnými a prstencovými zatměními. Vzdálenost od Země ke Slunci se rok od roku mění, ale má to menší dopad. V průměru se Měsíc jeví o něco menší než Slunce, takže většina (téměř 60%) centrálních zatmění je prstencová. Úplné zatmění nastává pouze tehdy, když je Měsíc blíže Zemi, než je průměr (blízko jeho perigeu ).
Měsíc se točí kolem Země přibližně za 27,32 dne od pevného standardu. Je hvězdný měsíc . Během hvězdného měsíce však Země dokončí část své cesty kolem Slunce, přičemž má průměrný čas mezi novým měsícem a příštím delší než hvězdný měsíc: přibližně 29,53 dne. Tento průměrný čas, známý jako synodický měsíc , odpovídá tomu, co se běžně označuje jako lunární měsíc.
Měsíc prochází ze severu na jih od ekliptiky v sestupném uzlu a naopak ve vzestupném uzlu. Avšak orbitální uzly Měsíce se pohybují postupně v retrográdním pohybu, v důsledku působení gravitace Slunce na posun Měsíce, a tvoří kompletní okruh za 18,6 roku. To znamená, že čas mezi dvěma průchody Měsíce stoupajícím uzlem je o něco kratší než hvězdný měsíc. Toto období se nazývá drakonický měsíc .
Konečně se perigee Měsíce pohybuje pomalu a postupuje dále než předchozí perigee: provádí úplný cyklus za 8,85 let. Čas mezi přechodem do jednoho perigeu a dalším se nazývá anomalistický měsíc , jehož trvání je přibližně 27,56 dne.
Dráha Měsíce protíná ekliptiku ve dvou uzlech, které jsou od sebe vzdáleny 180 stupňů. Nový měsíc se tedy vyskytuje v blízkosti uzlů ve dvou obdobích roku oddělených přibližně 173 dny (polovina ekliptického roku , nebo také 6 lunací minus precese uzlů), a vždy existuje alespoň jedna. období, nazývaná „sezóny zatmění“. Někdy se nový měsíc vyskytuje dva měsíce po sobě docela blízko uzlů. To znamená, že v daném roce budou vždy minimálně dvě zatmění, stejně jako jich může být pět. Některé jsou přesto viditelné pouze jako částečné zatmění, protože stín přechází za severní nebo jižní pól, jiné jsou centrální pouze v oblastech Arktidy nebo Antarktidy.
Během centrálního zatmění se měsíční stín (nebo ante-stín, v případě prstencového zatmění) pohybuje na Zemi rychle ze západu na východ. Země také rotuje ze západu na východ, ale stín se pohybuje rychleji bez ohledu na jakýkoli daný bod na zemském povrchu, takže se téměř vždy na mapě zdá, že se pohybuje západ-východ.
Existuje několik vzácných výjimek, ke kterým dochází během zatmění „půlnočního slunce“ v arktických nebo antarktických oblastech.
Šířka pásma středního zatmění se mění s relativním zdánlivým průměrem Slunce a Měsíce. Za nejpříznivějších okolností, když dojde k zatmění velmi blízko perigeu, může mít pás šířku přes 250 km a celková doba může trvat déle než 7 minut. Mimo centrální pásmo je zatmění obvykle pozorováno na větší ploše Země jako částečné zatmění.
Úplné zatmění Slunce jsou vzácné události. Ačkoli se na Zemi vyskytuje nejméně jednou za šest měsíců, stín Měsíce se v průměru opakuje každých 370 let na stejném místě na zemském povrchu. Časový rámec však může být pouze rok (minimálně) nebo se může prodloužit na tisíciletí.
Po tak dlouhém čekání tedy úplné zatmění trvá jen několik minut, protože se měsíční stín pohybuje na východ minimálně 1700 km / h . Celek může být delší než 7 min 40 s a je často mnohem kratší: během každého tisíciletí obvykle dochází k o něco méně než 10 zatměním přesahujícím 7 minut . Naposledy se to stalo30. června 1973. Pozorovatelé na palubě Concorde byli schopni 74 let sledovat celou cestu během letu po měsíčním stínu. Další zatmění srovnatelné doby se opakuje až 25. června 2150 . K úplnému zatmění Slunce dojde nejdelší během současného období 10 000 let v rozmezí od -4 000 do 6 000, k němuž dojde 16. července 2186 a bude trvat 7 min 29 s .
Pokud je známo datum a čas zatmění, je možné předpovědět další zatmění pomocí cyklů zatmění. Dva z těchto cyklů jsou Saros a Inex . Saros je pravděpodobně nejznámější a jeden z nejspolehlivějších cyklů zatmění. Příloha je méně spolehlivá, ale je velmi vhodná pro klasifikaci zatmění. Když cyklus Sarosu končí, začíná nový cyklus Sarosu po Inexu, proto jeho název: in-ex . Sarosův cyklus trvá 6585,3 dne ( 18 let , 11 dní a 8 hodin ), což znamená, že po tomto období nastane téměř stejné zatmění jako v předchozím. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma zatměními bude rozdíl 120 ° délky, kvůli 1/3 dne ( 8 hodin ), a malý rozdíl zeměpisné šířky. Sarosova série vždy začíná částečným zatměním v jedné z polárních oblastí, poté se posouvá po celém světě v sérii středních zatmění (úplných nebo prstencových) a nakonec končí v druhé polární oblasti. Celá řada trvá mezi 1226 a 1550 lety a má 69 až 87 zatmění, z nichž 40 až 60 je středových.
Zatmění slunce 15. června 762 př. AD uvedená v asyrském textu je důležitá pro chronologii starověkého Blízkého východu. Je také známé jako zatmění Bûr-Sagalé a je prvním historickým zatměním zmíněným v historických pramenech, které bylo úspěšně identifikováno.
Prstencové zatmění 30. října 1206 př. AD by mohlo odpovídat události popsané v knize Jozue, kdy Bůh zastavil běh Slunce na žádost Joshuu . Byl by to nejstarší datovaný odkaz na zatmění.
Hérodotos ve svých spisech poukazuje na to, že Thales z Milétu předpověděl zatmění, ke kterému došlo během bitvy mezi Médem a Lydianem. Vojáci na obou stranách odhodili zbraně a vyhlásili mír v důsledku tohoto jevu. Musíme si však dávat pozor, abychom nepřijali doslova vše, co Herodotus říká ( viz předpovědi výše ).
Seznam nejspolehlivějších zatmění Slunce popsaných v Annals a seřazených podle jejich saros je k dispozici.
Zatmění Slunce znamenal konec vítězství Zulu přes Brity u Isandlwana na22. ledna 1879, který je dodnes známý v Zulu jako „den mrtvého měsíce“.
Měsíční oběžná dráha se každý rok pohybuje od Země přibližně 3,8 cm . Odhaduje se, že za 600 milionů let se vzdálenost Země-Měsíc zvýší o 23 500 km , což znamená, že Měsíc již nebude schopen úplně zakrýt sluneční disk. A to bude pravda, i když je Měsíc v perigeu a Země v jeho aphelionu .
Přitěžujícím faktorem je, že Slunce se během své hlavní posloupnosti pomalu zvětšuje , což je důsledkem nárůstu jeho síly. Díky tomu bude Měsíc ještě obtížnější způsobit úplné zatmění. Můžeme tedy říci, že poslední úplné zatmění Slunce na Zemi proběhne za necelých 600 milionů let.
Je třeba poznamenat, že naposledy, kdy se stín měsíce pravděpodobně dotkne zemského povrchu, proběhne přibližně v této době (odkaz? Kdy? Poté?), Během ATA (prstencový-celkem-prstencový) hybrid, jehož zóna souhrn bude malá část kurzu, velmi blízko pravého poledne a docela blízko rovníku , a v oblasti nadmořské výšky. Samotný tento celek bude jen nepostřehnutelnou pózou ve vzhledu Bailyho korálků .
Do této ( velmi ) vzdálené doby budou úplná zatmění trvat méně a budou méně častá, postupně ustoupí prstencová zatmění, která budou mít tendenci být ještě delší a častější.
V naší době jsou tyto již (v průměru) delší a častější než součty.
Lze odhadnout, že do této doby by na Zemi bylo asi 100 až 200 milionů průchodů měsíčního stínu.
Můžeme si také všimnout, že od chvíle, kdy se Měsíc složil na oběžné dráze Země , byla (centrální) zatmění celkem, a to až do doby před 600 až 800 miliony let (?), Kdy se objevily první prstencové fáze.
Některé práce se zaměřily na účinek zatmění (úplné nebo významné slunce nebo měsíce) na faunu, například ve Spojených státech během zatmění roku 1932 nebo později v roce 1970 na šimpanze, mezi netopýry , mezi pavouky ( jsou pocházející z jejich plátna jako každý večer) v roce 1994 a u nočních ještěrek u krav, u veverek v roce 1999, unášení vodních bezobratlých ve vodě nebo v larvách Ambystoma opacum . To je, jak, například, jsme byli schopni prokázat, že vertikální migrace z zooplankton (a dalších druhů pelagických živočichů) nejsou výhradně určeny pomocí vnitřní biologické hodiny , protože v Ženevské jezero , Giroud & Balay pozorovali, že solární Zatmění stačí k vyvolání nárůstu zooplanktonu a že tato migrace směrem vzhůru ustane, jakmile se znovu objeví sluneční světlo. Podobné výsledky byly pozorovány v mořském prostředí během zatmění slunce v červnu 1975 40 mil severně od Santo Antão ( Kapverdské ostrovy) , poté během zatmění měsíce (16. září 1997), ke kterému došlo během studie migrace korýšů Meganyctiphanes norvegica následoval v Ligurském moři v roce 1999.
Další studie hodnotila prahové hodnoty záchvatů u 26 psychiatrických pacientů léčených elektrokonvulzivní léčbou a u 8 potkanů vystavených elektrokonvulzivním šokům, a to i během úplného zatmění slunce 16. února 1980. Podle autorů jejich výsledky ukázaly „snížení významných křečových prahů u lidí a krysy v době zatmění Slunce, pravděpodobně kvůli pozorované změně v 19 geomagnetickém poli Gammas “ .
Během zatmění slunce se světelný půlměsíc ztenčuje a lze jej vidět bez oslnění, což zvyšuje důvěru diváka a dobu jeho fixace očí. Slunce však zůstává nebezpečné průchodem velmi škodlivých paprsků: ultrafialové ( UV-A , UV-B ) a infračervené (IR) paprsky , neviditelné, mohou způsobit několik fototraumat na různých složkách oka, rohovce (ulcerace, UV keratitida ), čočka (o 5 až 10 let dříve nástup UV katarakty ), sklivec (koagulace pomocí IR) a sítnice (bezbolestné popálení po asi 30 sekundách pozorování, až do trvalé slepoty).
Zatmění Slunce nelze pozorovat přímo bez ochrany, s výjimkou a pouze během fáze totality (když není vidět žádná část slunce). Během dalších fází lze pozorování provádět pomocí ochranných brýlí „se zvláštním zatměním“ (u zrodu „války o brýle“ ve Francii během zatmění v roce 1999 ), slunečních brýlí, minimálně 14 svářečů na ochranu proti slunci nebo nástrojů vybavených speciálními filtry . Lze je také pozorovat nepřímo pomocí principu dírky (malá díra v listu nebo desce, trubice, projekce na papír nebo na zem z dalekohledu, listy stromu nebo prsty v křížcích).