Затмения

Луна отбрасывает в пространство конус тени, вершина которого расположена на расстоянии 368–380 тыс. км от центра Луны; конус может достигать Земли, находящейся на расстоянии 363–406 тыс. км от Луны (рис. 1).

Диаметр лунной тени, падающей на Землю, не превышает 270 км — это максимальный размер области, где в данный момент может происходить полное солнечное затмение, то есть в этой области Луна полностью закрывает Солнце. Если в день затмения Луна, перемещаясь по своей вытянутой орбите, будет находиться на значительном удалении от Земли, то видимый диск её окажется небольшим и не сможет полностью покрыть Солнце, поэтому в середине затмения края Солнца будут видны из-за лунной тени (кольцеобразное затмение). Вследствие движения Луны по орбите и вращения Земли вокруг оси лунная тень скользит по земной поверхности со скоростью около 1 км/с, прочерчивая узкую, но длинную (до 15 тыс. км) полосу, в которой последовательно наблюдается полное затмение. Конус полутени, откуда видно частное солнечное затмение, имеет радиус около 3501 км. Чем дальше от центра тени и ближе к краю полутени находится место наблюдений, тем меньше фазы затмения (фаза затмения — доля солнечного диаметра, закрытая Луной). При частном солнечном затмении диск Солнца закрывается не полностью. Продолжительность частного солнечного затмения большой фазы доходит до 2 ч; в середине этого промежутка времени, если место наблюдений находится на пути лунной тени, происходит полное (или кольцеобразное) затмение продолжительностью, не превышающей 7,5 мин (для кольцеобразного — не более 12 мин).

Наблюдение полных солнечных затмений представляет большой научный интерес, так как в это время Луна не только закрывает яркое Солнце, но и затеняет часть земной атмосферы, устраняя тем самым помехи для видимости ближайших окрестностей Солнца, в том числе короны и хромосферы. Звёзды, видимые вокруг затемнённого Солнца, позволяют наблюдать так называемый «эффект Эйнштейна» — одно из астрономических следствий теории относительности (эффект заключается в смещении света от звёзд, находящихся на небесной сфере вблизи Солнца, вследствие искривления луча света этих звёзд под влиянием гравитационного поля Солнца).

Частное лунное затмение начинается тогда, когда Луна входит в тень Земли (рис.2), может продолжаться до 3,75 ч; в середине этого промежутка времени возможны полные лунные затмения длительностью до 1,75 ч. Во время полного затмения Луна принимает тусклый, коричневато-красный оттенок вследствие того, что на неё падает некоторое количество солнечных лучей, преломлённых в земной атмосфере. В зависимости от наличия облаков в периферийных областях атмосферы интенсивность и окраска таких лучей бывают различными, так что степень потемнения Луны тоже бывает неодинаковой; в редких случаях Луна становится совсем невидимой.

Солнечные затмения происходят только в новолуние, а лунные — во время таких полнолуний, когда Солнце и Луна оказываются достаточно близко от узлов лунной орбиты, в которых пересекаются их видимые пути на небесной сфере. Продолжительность и фаза затмения тем больше, чем ближе к узлам в это время находятся Луна и Солнце. Ежегодно бывает от 2 до 5 солнечных и не более трёх лунных затмения. Для Земли в целом солнечные затмения происходят чаще. Лунные затмения видны на всём полушарии Земли, обращённом в это время к Луне, солнечные затмения — в гораздо меньшей области— лишь в той, на которую падает полутень или маленькая тень Луны. Полные солнечные затмения в данном месте Земли бывают в среднем 1 раз в 300–400 лет. Так, в Казани последнее полное солнечное затмение наблюдалось 17 октября 1762 г., а следующее состоится только в 2061 г.

В чередовании затмений существует периодичность (равна 6858,3 сут), когда солнечные и лунные затмения повторяются в одной и той же последовательности. Этот период был известен ещё в VI в. до нашей эры под названием «сарос». В течение одного сароса бывает 43 солнечных (15 частных, 14 кольцеобразных, 2 кольцеобразно-полных и 12 полных) и 28 лунных затмения. Сарос позволяет указать день предстоящего затмения; для определения места, точного времени и фазы его видимости необходимы доп. вычисления. Ошибка вычислений моментов затмения не превышает 2–3 с, а положение полосы полного затмения на земной поверхности вычисляется с точностью до 1 км.

Сохранившиеся в летописях разных народов упоминания о затмениях позволили установить даты некоторых важных исторических событий, выявить соответствие между различными системами календарного летосчисления, уточнить траектории движения Солнца и Луны за несколько тысячелетий.

Последнее полное солнечное затмение наблюдалось на юге республики 15 февраля 1961 г., следующее состоится 20 апреля 2061.

Полные солнечные затмения, видимые на территории России были  29 марта 2006 г., 1 августа 2008 г., 10 июня 2021 г.

Учёные кафедры астрономии и Астрономической обсерватории Казанского университета принимали участие в наблюдениях почти всех полных затмений Солнца в XX в., видимых на территории России.

Струве О., Линдс Б., Пилланс Э. Элементарная астрономия. Москва, 1964;

Михайлов А.А. Солнечное затмение 31 июля 1981 года и его наблюдение. Москва, 1980.

Автор – Р.В.Загретдинов