Nauka o zaćmieniu słońca

Artystyczna wizja całkowitego zaćmienia słońca z księżycem w nowiu na pierwszym planie i koroną słoneczną w tle. Pobierz plakat. Źródło: NASA/Vi Nguyen

Zaćmienie słońca przetoczy się przez Amerykę Północną 8 kwietnia 2024 r., tworząc spektakularne wydarzenie na niebie, podczas którego Słońce, Księżyc i Ziemia są idealnie ustawione. Wydarzenie oferuje rzadką okazję do obserwacji kosmicznej dynamiki, gdy ścieżka zaćmienia biegnie od wybrzeża Pacyfiku w Meksyku przez Stany Zjednoczone do Nowej Fundlandii, a następnie przez Atlantyk.

8 kwietnia 2024 roku na dużej części Ameryki Północnej nastąpi zaćmienie słońca: kosmiczne ustawienie Słońca, Księżyca i Ziemi w tej kolejności. Ścieżka cienia Księżyca wyląduje na wybrzeżu Pacyfiku w Meksyku, przetnie Stany Zjednoczone od Teksasu do Maine, opuści Amerykę Północną przez Nową Fundlandię w Kanadzie i będzie kontynuowana do Oceanu Atlantyckiego.

Dowiedz się, jak bezpiecznie obserwować zaćmienie słońca w 2024 roku

Wszystko zależy od perspektywy

Zaćmienia Słońca są wygodnym zbiegiem okoliczności na Ziemi. Słońce ma 400 razy większą średnicę niż Księżyc i znajduje się prawie 400 razy dalej od Księżyca. Ta kombinacja sprawia, że ​​Słońce i Księżyc wydają się na naszym niebie prawie tej samej wielkości, co tworzy spektakularny widok, gdy się zrównają. Sprawdź sam pozorny rozmiar, trzymając mały przedmiot, np. kciuk, i przesuwając go bliżej i dalej, aby zasłonić obiekty o różnych rozmiarach z pola widzenia.

Odległość Księżyca od Ziemi nieznacznie się różni. Orbita Księżyca nie jest idealnym kołem i nie ma środka na naszej planecie. W najbliższym czasie Księżyc znajduje się w odległości dwudziestu ośmiu średnic Ziemi; W jego odległości około trzydziestu dwóch. W rezultacie pozorny rozmiar Księżyca zmienia się w czasie i Nie wszystkie zaćmienia są takie same.

Całkowite zaćmienie Słońca jest możliwe tylko wtedy, gdy Księżyc znajduje się bliżej Ziemi niż zwykle. Kiedy Księżyc jest daleko, jego pozorny rozmiar jest mniejszy niż Słońca, więc nie przesłania całkowicie jasnego dysku Słońca. W tym układzie, gdy Księżyc przechodzi pomiędzy Ziemią a Słońcem, widoczny jest „pierścień ognia” – jest to a Obrączkowe zaćmienie Słońca.

Samouczek wideo opisujący całkowite zaćmienie Słońca w 2024 r. i wyjaśniający rolę Księżyca w jego powstaniu. dług: NASACentrum Lotów Kosmicznych Goddarda

Taniec obwodowy

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego zaćmienia słońca nie zdarzają się częściej? Ziemia, Księżyc i Słońce nie pokrywają się idealnie w każdym miesiącu, ponieważ orbita Księżyca jest nachylona o około 5 stopni w porównaniu z orbitą Ziemi wokół Słońca. głównie, Cień Księżyca omija naszą planetę.

Kiedy wszystkie trzy ciała niebieskie są ustawione w jednej linii, widoki zaćmień zależą nie tylko od naszej pozycji w Układzie Słonecznym, Nasze miejsce na ziemi. Cień Księżyca składa się z dwóch części: cienia i półcienia. Widzowie znajdujący się w cieniu (lub „ścieżce całości”) doświadczą całkowitego zaćmienia słońca. Zaćmienie będzie częściowe dla osób znajdujących się w półcieniu.

Ta mapa ilustruje ścieżki cienia Księżyca w Stanach Zjednoczonych podczas całkowitego zaćmienia Słońca w 2024 roku. 8 kwietnia 2024 r. nad Ameryką Północną i Środkową przejdzie całkowite zaćmienie Słońca, tworząc ścieżkę całości. Podczas całkowitego zaćmienia Słońca Księżyc całkowicie blokuje Słońce przechodzące pomiędzy Słońcem a Ziemią. O świcie lub zmierzchu niebo ciemnieje, a ci, którzy stoją na ścieżce totalności, mogą zobaczyć zewnętrzną atmosferę słońca (koronę), jeśli pozwala na to pogoda. Źródło: NASA/Science Visualization Studio/Michała Garrison; Obliczenia zaćmienia wykonane przez Erniego Wrighta z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA

Jeśli planujesz oglądać zaćmienie, warto zapoznać się z mapą ścieżek cieni, taką jak ta. Ale skąd wiemy, kiedy i gdzie Księżyc rzuci cień? Przewidywanie zaćmień zależy przede wszystkim od zrozumienia pozycji i ruchów Księżyca, Słońca i Ziemi. Współczesne mapy przedstawiają długą historię przewidywania zaćmień. Od 2009 roku należąca do NASA sonda Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) tworzy mapy Księżyca z niespotykaną dotąd szczegółowością. Dane LRO dotyczące terenu Księżyca umożliwiają dokładniejsze przewidywanie zaćmień niż kiedykolwiek wcześniej.

Cień księżyca: tworzenie mapy

Księżyc to nierówny świat ze szczytami, dolinami, basenami i dolinami. Ponieważ księżycowy horyzont jest płaski i postrzępiony, rzuca cień Niezupełnie okrągły. Znajomość dokładnego kształtu Księżyca pomaga nam dokładnie zrozumieć, gdzie jego cień zaciemni powierzchnię Ziemi. Oczywiście nasza planeta nie jest idealnie okrągła. Dzisiejsze wykresy zaćmienia Uwzględnia nie tylko teren Księżyca, ale także kontury ziemskich pasm górskich, nizin i innych obiektów.

Asymetryczny teren Księżyca częściowo przesłania Słońce na tym złożonym obrazie zaćmienia Słońca, przedstawiającym Księżyc przechodzący między Ziemią a Słońcem (wizualizacja oparta na danych z orbity Lunar Reorientation Orbiter) (sfotografowane z kosmosu przez sondę Solar Dynamics Observatory w dniu 7 października 2010 r. ). Źródło: Studio Wizualizacji Naukowej NASA

Bursts of Light: Beats Bailey'a i efekt diamentowego pierścionka

Przypadkowi obserwatorzy zwykle nie zauważają nierówności na krawędziach cienia Księżyca. W odległości 330 000 km (taka jest średnia odległość między Ziemią a Księżycem) nasz najbliższy sąsiad w kosmosie wydaje się okrągły — nawet góry wydają się zbyt małe, aby ludzkie oko mogło je rozróżnić. Jednak przez dwie krótkie chwile podczas zaćmienia słońca nierówny księżycowy krajobraz przyciąga uwagę.

Na skraju totalności, kiedy Księżyc przechodzi do pozycji całkowicie blokującej Słońce, krawędź Słońca nie ciemnieje całkowicie od razu. Ostatnie promienie słońca przebijają się przez doliny na księżycowym horyzoncie. Te izolowane obszary o intensywnej jasności przypominają pojedynczy, dramatyczny rozbłysk światła, jak sznur świecących koralików lub klejnot w pierścionku. Te same zjawiska, czasami nazywane koralikami Baileya i efektem pierścionka z brylantem, mogą również wystąpić, gdy krawędzie Księżyca wychodzą z pełni (lub pierścienia). Ponieważ tak dobrze znamy kształt i położenie Księżyca, możemy przewidzieć, gdzie pojawi się pierwsza i ostatnia kropla światła słonecznego.

Dzwony Baileya widoczne podczas całkowitego zaćmienia słońca 21 sierpnia 2017 r. Źródło: NASA/Aubrey Gemignani

Nauka o zaćmieniu NASA i ty

Naukowcy z NASA w pełni to wykorzystują Nienormalne warunki atmosferyczne i środowiskowe Przemijający cień księżyca tworzy i ty też możesz. Oto kilka miejsc, od których warto zacząć.