Солнечное затмение

Анимированное кольцевое затмение 3 октября 2005 года

Ширина тени Луны на земной поверхности не превышает 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. Поскольку температура короны гораздо выше чем у фотосферы, она имеет блёкло-голубоватый цвет, неожиданный для тех, кто видит её первый раз, и сильно отличается от ожидаемого цвета Солнца. 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 (четвёртое 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 ускорение отдалит Луну от Земли настолько, что полное солнечное затмение станет невозможно[1].

Тень от Луны на Земле во время затмения 2006 года, фотография с МКС. На фото видны Кипр и Турция.

Схема полного солнечного затмения.

Схема кольцеобразного солнечного затмения.

По астрономической классификации, если затмение хотя бы где-то на поверхности Земли может наблюдаться как полное, оно называется полным. Если затмение может наблюдаться только как частное, оно и 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. 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. Иногда бывает и так, что одно и то же затмение в одних частях центральной полосы видно как полное, а в других — как кольцеобразное. Такое затмение называют кольцеобразно-полным или гибридным.

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[2]. 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 век 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)[3]. Ещё одно полное солнечное затмение произошло 19 августа 1887 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, а кольцеобразное — 13 июля 2075 года. В то же время в районе г. Горно-Алтайска за период с 1952 по 2008 год наблюдалось целых три полных солнечных затмения: 25 февраля 1952 года, 29 марта 2006 года и 1 августа 2008. Примечательно, что интервал между двумя последними затмениями составил всего около 2,5 года.

Солнечные затмения часто упоминаются в античных источниках. Ещё 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»[4]. Большое число описаний солнечных затмений с древнейших времён содержится также в хрониках Восточной Азии, прежде всего в Династийных историях Китая, в арабских хрониках и русских летописях.

Многочисленные отображения солнечного затмения на земле в тени листвы деревьев, получившиеся ввиду эффекта камеры-обскуры, создаваемого светом, проходящим через маленькие зазоры между листьями.

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 всём историческом интервале зачастую можно подобрать несколько возможных «кандидатов» на роль исторического затмения, чем активно пользуются некоторые авторы псевдоисторических теорий.

• Теневые волны
• Чётки Бейли
• Бриллиантовое кольцо
• Серповидные тени (Камера-обскура)[5]
• Понижение температуры атмосферы

Также солнечное затмение, особенно полное или в большой фазе, оказывает влияние на животных и птиц. Животные проявляют беспокойство, птицы начинают укладываться спать. Постепенное снижение освещённости во время солнечного затмения, когда солнце высоко над горизонтом, значительно отличается от обычных сумерек: снижение освещённости происходит без смещения спектра света в красный диапазон (как при закате), до самого последнего момента цвет освещения не меняется, меняется только его интенсивность. Некоторое представление об этом можно получить, рассматривая ландшафт через сильно затонированное нейтрально-чёрной плёнкой стекло автомобиля.

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).

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 (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).

• Лунное затмение
• Прохождение Венеры по диску Солнца
• Сарос
• Солнечные затмения XIX века
• Солнечные затмения XX века
• Солнечные затмения XXI века
• Список солнечных затмений (англ.)
• Чётки Бейли
• Чёрный день

• Солнечные затмения и их наблюдения / Составители В. А. Бронштэн, Е. Я. Богуславская, Н. Я. Богуславская и другие; под редакцией А. А. Михайлова; Всесоюзное астрономо-геодезическое общество. — М.: Физматгиз, 1960. — 238 с.
• Эдвард Кононович, Вячеслав Хондырев. Звезда в короне (рус.) // Вокруг света. — Молодая гвардия, 2008. — № 3. — С. 22—29.
• Mark Littmann, Fred Espenak, Ken Willcox. Totality. Eclipses of the Sun (англ.). — 3rd Edition. — Oxford University Press, 2008. — ISBN 978-0-19-953209-4.

• Композиционная фотография полного солнечного затмения
• Исторические изображения солнечной короны во время солнечных затмений
• История наблюдения полных солнечных затмений в ГАИШ МГУ