Dzisiejszy tekst w pewnym sensie ma charakter gościnny. Jest on bowiem przedrukiem fragmentu książki Zaćmienia. Wszystko, co warto wiedzieć, autorstwa emerytowanego profesora Uniwersytetu w Oxfordzie, Franka Close’a. Treść została mi udostępniona przez Wydawnictwo Naukowe PWN w ramach promocji tego tytułu. Oczywiście jeżeli poniższa lektura was zachęci, tę i inne książki z serii znajdziecie na stronie Księgarni PWN. A teraz przejdźmy do astronomii.
Jedną z przyczyn tego, że zaćmienia mają różną długość, jest to, iż tarcza Księżyca nie jest zawsze tej samej wielkości. Orbita Księżyca wokół Ziemi ma kształt elipsy, więc odległość między Księżycem a Ziemią zmienia się. Z tego wynika, że wielkość padającego na powierzchnię Ziemi cienia Księżyca, zależy od wzajemnych odległości między Księżycem a Ziemią oraz pomiędzy nimi a Słońcem.
Im większy jest cień, tym dłużej przechodzi on nad danym punktem na powierzchni Ziemi i tym dłużej trwa zaćmienie. Gdy znajdujesz się na granicy cienia, zaobserwujesz dopasowanie tarcz Księżyca i Słońca tylko w jednym punkcie, całkowite zaćmienie trwa wtedy tylko chwilę, ale może to być dobra okazja, aby obserwować perły Baily’ego, czyli ostatnie promienie słoneczne przechodzące przez doliny na krawędzi Księżyca.
Najdłuższe zaćmienie całkowite
Najdłuższe zaćmienia zwykle występują w tygodniach, które są w pobliżu 4 lipca, kiedy Ziemia jest w aphelium, czyli najdalej od Słońca. Pozorny rozmiar Słońca jest wtedy najmniejszy i jego tarcza łatwiej może być zakryta przez Księżyc. Natomiast tarcza Księżyca jest pozornie największa, gdy będzie on w pobliżu perygeum, czyli najbliższego Ziemi punktu swojej orbity.
Księżyc jest najbliżej obserwatora na Ziemi, gdy znajduje się dokładnie nad nim. Z tego powodu najdłuższe zaćmienia występują w tropikach. Dokładna szerokość geograficzna miejsc, gdzie Księżyc jest idealnie nad obserwatorem, zależy od pory roku, ale mieści się zawsze w granicach 23,5 stopnia na północ lub południe od równika.
Zaćmienie trwa dłużej, jeśli dla obserwatora dysk Księżyca przesuwa się powoli na tle tarczy Słońca. Podczas całkowitego zaćmienia cień Księżyca porusza się z prędkością 3400 kilometrów na godzinę względem środka Ziemi. Ziemia obraca się z zachodu na wschód, czyli w tym samym kierunku, w którym podąża cień (zarówno Słońce, jak i Księżyc przesuwają się względem nas na wschód, ale Słońce robi to szybciej). Z tego powodu Księżyc przesuwa się względem Słońca na wschód, tak jak i jego cień.
Ponieważ cień Księżyca „wyprzedza” punkty na obracającej się Ziemi, to zaćmienie całkowite będzie trwało dłużej tam, gdzie Ziemia obraca się szybciej (chodzi o prędkość liniową punktów na Ziemi). Takie punkty znajdują się na okręgu najbardziej oddalonym od biegunów, czyli równiku. Teoretycznie najdłuższe zaćmienia wystąpią więc, gdy Ziemia jest najdalej od Słońca i najbliżej Księżyca, zaś sam Księżyc znajduje się dokładnie nad równikiem. Tylko że to wszystko nie zdarza się w tym samym momencie. Ziemia jest w aphelium w lipcu, natomiast Księżyc i Słońce są nad równikiem podczas obu równonocy, czyli w marcu i we wrześniu.
Wyznaczenie najdłuższego czasu zaćmienia jest więc skomplikowane.
Na dodatek data pojawienia się Ziemi w aphelium zmienia się stopniowo na przestrzeni milionów lat. Teoretycznie najdłuższe zaćmienie może trwać 7 minut i 31 sekund. W praktyce, w okresie od roku 3000 p.n.e. do roku 7000 n.e. najdłuższe zaćmienie będzie trwało 7 minut i 29 sekund, wystąpi dokładnie 16 lipca 2186 roku i przejdzie przez Kolumbię, Wenezuelę i Gujanę.
Najdłuższym zaćmieniem w tym wieku było natomiast zaćmienie z 22 lipca 2009 roku, które trwało 6 minut i 39 sekund. Drugiego sierpnia 2027 będzie miało zaćmienie o długości 6 minut i 23 sekund, a jego powtórzenie po okresie saros 12 sierpnia 2045 będzie trwało 6 minut i 6 sekund. Aby zobaczyć te ekstremalnie długie zaćmienia, musisz się udać w roku 2027 do Egiptu, w okolice Luksoru, zaś w roku 2045 powinieneś się znaleźć gdzieś pomiędzy Florydą a Wyspami Bahama.
A zaćmienia obrączkowe?
Wiemy już, że najdłuższe zaćmienie całkowite występuje, gdy jak najbliższy nas Księżyc (największy) zasłania jak najdalsze (najmniejsze) Słońce. Zaćmienia obrączkowe występują natomiast, gdy sytuacja jest odwrotna, Słońce jest najbliżej, a Księżyc najdalej. Jeśli najdłuższe zaćmienie całkowite występuje podczas lata na półkuli północnej, to obrączkowe – gdy lato będzie na półkuli południowej. Ziemia jest w peryhelium, czyli najbliżej Słońca, 3 stycznia. O tej porze roku Księżyc zwykle nie jest w stanie całkowicie zasłonić dysku słonecznego.
Warunki dla zaobserwowania możliwie najdłuższych zaćmień obrączkowych są podobne do tych dla zaćmień całkowitych. Obserwator powinien być na równiku, aby spowolnić ruch Księżyca na tle Słońca. Zaćmienie obrączkowe zaczyna się, gdy zachodni skraj Księżyca dotyka zachodniego krańca tarczy słonecznej, a kończy się, gdy stykają się wschodnie krańce. Najdłuższe możliwe zaćmienie obrączkowe trwa długie 12 minut i 30 sekund, 70% dłużej niż najdłuższe zaćmienie całkowite. Najdłuższe zaćmienie obrączkowe w tym wieku już było: 15 stycznia 2010 roku i trwało 11 minut i 8 sekund. Możesz jednak przygotować się na trwające 10 minut i 27 sekund zaćmienie obrączkowe, które 26 stycznia 2028 roku przejdzie przez północną część Ameryki Południowej, a dalej przez Atlantyk aż do Portugalii i Hiszpanii.
Podczas gdy dla zaćmień całkowitych wrażenia są mocniejsze, gdy trwają dłużej, to dla zaćmień obrączkowych nie ma takiej zależności. Zaćmienia obrączkowe trwają dłużej, gdy tarcza Słońca jest większa i jasna obrączka jest większa, zmniejszając wrażenie ciemności.
Jedną z atrakcji podczas zaćmień obrączkowych, szczególnie gdy zaćmienia są prawie całkowite, jest wspomniane już zjawisko pereł Baily’ego. Przy cienkiej obrączce jest możliwe zobaczenie grzbietów i dolin na dużej części brzegu tarczy Księżyca. Podczas długich zaćmień obrączkowych pojawienie się pereł Baily’ego jest niestety mniej prawdopodobne.
Tekst powstał na bazie dwóch podrozdziałów książki Franka Close’a Zaćmienia. W niej też znajdziecie odpowiedzi na sto innych pytań związanych z mechanizmami i zjawiskami towarzyszącymi zaćmieniom, jak również porady dotyczące skutecznego (i bezpiecznego) obserwowania tych niecodziennych spektakli astronomicznych. Jeżeli zdecydujecie się na zakup tej lub innej publikacji w księgarni PWN, możecie użyć kodu rabatowego KWANTOWO.
