Indhold
- Det er sæsonen ... for en formørkelse
- Fire typer solformørkelser
- Hvad er en annular formørkelse?
- Total vs. annular eclipse
- Typer af måneformørkelser
- Forudsigelse af formørkelser og Saros-cyklus
De relative afstande fra solen og månen fra Jorden og deres relative størrelser er ansvarlige for en af de mest heldige tilfældigheder i astronomien.
Det sker bare så, at de tilsyneladende skiver fra solen og månen, set fra Jorden, er næsten nøjagtig samme størrelse. Det gør det muligt for månen at bare dække solen, når den passerer mellem solen og jorden, og fordi størrelsesmatchet er så nøjagtigt, kan mennesker på Jorden se solens korona. Oddserne for dette forekommer er vel astronomiske.
Når månen passerer foran solen, oplever mennesker på Jorden en formørkelse, men ikke alle formørkelser er samlede. Nogle gange stiller månen sig ikke nøjagtigt sammen med solen, og i stedet for en total mørklægning ser folk kun, at sollyset bliver svagt.
Og undertiden er månen for langt fra Jorden i sin bane til fuldstændigt at dække solen, selv når den passerer direkte foran den. Dette er en ringformet formørkelse. Det ville være en total solformørkelse, hvis månen var nærmere.
Det er sæsonen ... for en formørkelse
Solformørkelser forekommer under nye måner. Omvendt forekommer en måneformørkelse, når månen er fuld, og Jorden bevæger sig mellem den og solen.
Hvis månens bane var på samme plan som jordens bane rundt om solen, ville vi se en sol- og måneformørkelse hver måned, men det er ikke tilfældet. Planet for månens bane er skråt med 5,1 grader til planet for jordens bane. Det tilføjer en ekstra betingelse for, at en formørkelse kan forekomme. Det må ikke kun være ny eller fuldmåne, men månen skal også være tæt nok på planet for jordens bane til at blokere en del af solen.
Hver måned krydser månen planet for Jordens bane to gange, en gang på sin sydlige sti og en anden gang to uger senere, når den er på sin nordlige bane. Disse krydsninger kaldes knudepunkter, og for at en formørkelse skal forekomme, skal solen være inden for 17 grader fra en af knudepunkterne. Dette sker to gange om året. Solen bevæger sig 0,99 grader pr. Dag, så den forbliver i nærheden af en knude i cirka 34 dage. Denne 34-dages periode kaldes en formørkelsessæson.
I en given formørkelsessæson er der én solformørkelse og en måneformørkelse. En formørkelsessæson er dog længere end en måned, så det er muligt for to sol- eller to måneformørkelser at forekomme i løbet af en enkelt sæson.
Fire typer solformørkelser
Samlede solformørkelser er synlige langs en temmelig smal sti på jordoverfladen, men delvis formørkelse er synlig over et meget bredere område. Den type formørkelse, som folk ser, afhænger af tre faktorer:
De fire former for formørkelser, der kan forekomme, er som følger:
I alt: Dette er den klassiske solformørkelse, hvor månen dækker solen fuldstændigt, og seerne i månens umbra er i stand til at se solens korona. Det kan kun forekomme, hvis solen er inden for et par grader fra månens knude. På samme tid skal solen være langt nok væk fra Jorden til at disken er lille nok til at være dækket af månen. Månen skal på sin side være tæt nok på Jorden til at have en skive, der er stor nok til at dække solen.
Delvis: Når der forekommer en formørkelsessæson, men solen er langt fra en knude ved fuldmåne, kan nogle mennesker på Jorden muligvis se månen kun blokere en del af solen. Dette er en delvis formørkelse. Himmelen mørkner lidt, da en del af solskiven er skjult.
Den ringformede: En ringformet formørkelse forekommer, når solen er tæt nok på en knude til, at en total formørkelse kan forekomme, men det er enten for tæt på Jorden eller månen er for langt fra Jorden til at månens skive kan blokere solen fuldstændigt. Seerne i umbraen ser hele månens skive foran solen med en lys ring af sollys der omgiver den.
hybrid: En hybrid formørkelse er sjælden. Det opstår, når solen og månen er placeret for at skabe en ringformet formørkelse, men når umbraen bevæger sig over jordens overflade, reducerer jordens krumning afstanden til månen lige nok til at gøre måneskiven stor nok til fuldstændigt at blokere solen og skab en total formørkelse i kort tid.
Hvad er en annular formørkelse?
Både Jorden og månen har elliptiske baner. Der er en afstand på næsten 5 millioner kilometer mellem jordens aphelion eller maksimal afstand fra solen og dens perihelion eller mindsteafstand fra solen. Det gør en forskel på ca. 1 bue-minut i tilsyneladende størrelse.
Forskellen i månens afstand fra Jorden ved apogee (maksimal afstand) og perigee (mindsteafstand) er ca. 50.000 kilometer, hvilket skaber en forskel i tilsyneladende størrelse på 4 bue minutter, eller ca. 13 procent af dens gennemsnitlige størrelse. Månen skifter mere i relativ størrelse end solen, så den har mere effekt på den formørkelse, som folk ser.
For at en formørkelse skal være ringformet, må månen virke mindre end solen. Dette forekommer bestemt, når Jorden er på sin nærmeste tilgang til solen, hvilket sker i januar, og månen er på sin fjerneste afstand.
Jordens bane er imidlertid meget tæt på at være cirkulær, så solens tilsyneladende størrelse ændrer ikke så meget. Følgelig kan en ringformet formørkelse også forekomme i juli, hvis månen er ved sin apogee. Hvis en formørkelse forekommer, når månen er på perigee og fremstår som en "supermoon", når den er fuld, vil du bestemt ikke se en ringformet formørkelse, uanset hvilken tid af året det er.
Når der opstår en ringformet formørkelse, passerer månen helt foran solen, men solen mørker ikke helt. I stedet er en ildring synlig rundt om kanterne af månens skygge, og denne sollys oplyser delvist himlen og skaber en slags spøgelsesfuld skumring. Fordi solen stadig er synlig under en ringformet formørkelse, er det endnu farligere at se på formørkelsen end at se på en total formørkelse.
Total vs. annular eclipse
Når du ser et diagram over en total solformørkelse, ser du månens skygge eller umbra, der er afbildet som en kegle, der smalner til et punkt på jordoverfladen. Området inde i umbraen er omkring 100 mil i diameter, og alle inden for det ser en total formørkelse. Månens kombinerede bevægelse og Jordens rotation får umbraen til at bevæge sig i en karakteristisk sti langs jordoverfladen med en hastighed mellem 1.000 og 3.000 mph, afhængigt af breddegrad.
Hvis du undersøger et ringformet formørkelsesdiagram, ser du umbraen komme i fokus i et stykke over jordens overflade. Jordbundne seere, der ligger uden for dette fokuspunkt, kastes ikke i fuldstændig skygge, som de er under en total formørkelse. Lys fra den ydre ring af solen - hvorfra navnet "ringformet" stammer - strækker sig ud over umbras fokuspunkt og oplyser regionen ud over. Sollys reduceres, men slukkes ikke, hvilket skaber en effekt, der ligner et tungt skydække.
Mennesker er i stand til at være vidne til totaliteten i højst 7 1/2 minut, før umbraen bevæger sig mod øst. Når man er uden for umbraen, forbliver seerne i penumbra eller delvis skygge i en længere periode. Hvad de ser, mens de er i penumbraen, er skyggen af månen, der kun blokerer for en del af solskiven. I modsætning hertil kan en ringformet formørkelse vare i op til 12 1/2 minut. Den ekstra tid skyldes den mindre tilsyneladende størrelse på måneskiven. I kraft af sin mindre størrelse har den mere afstand til at dække i sin sti over solens flade.
Typer af måneformørkelser
I enhver given formørkelsessæson vil mindst en måneformørkelse forekomme enten to uger før eller efter en solformørkelse. Husk, måneformørkelser sker, når månen er fuld - det vil sige den i den modsatte ende af sin bane - og Jorden passerer mellem den og solen. Måneformørkelser kan være delvis eller total, men aldrig ringformet. Jorden er for stor i forhold til månen til at passe ind i solskiven set fra månen.
Jordens umbra er 1,4 millioner km lang, hvilket er mere end tre gange afstanden mellem Jorden og månen. Hvis du var på månen, ville du se Jorden blokerer for solen, men i stedet for at være i total mørke, ville du være vidne til noget meget mærkeligt. Du ville se Jorden bade i en ring af rødt lys. Dette er sollys, der afbøjes af jordens atmosfære. Sollys med højere energi afbøjes fuldstændigt, men rødt lys er i stand til at trænge ind i atmosfæren og brydes, ligesom lys, der passerer gennem et prisme.
Denne brydning er grunden til, at folk omtaler en måneformørkelse som en blodmåne. Det brydede lys, der oplyser månens overflade, gør månen til en spøgelsesrød farve. Fordi jordskiven er så meget større end månens, kan totalperioden under en måneformørkelse vare så længe som 1 time og 40 minutter. På begge sider af totaliteten er solen delvist okkluderet af Jorden i en anden times tid. En måneformørkelse kan vare så længe som seks timer fra det øjeblik, jordskiven begynder at skjule månen til det øjeblik, den flytter sig helt væk.
Forudsigelse af formørkelser og Saros-cyklus
Forholdene på jordoverfladen kan være uforudsigelige, men Jordens bevægelser og alle de andre planeter er det ikke. Forskere katalogiserer disse bevægelser, og hvis dit område skyldes en spektakulær solformørkelse, vil du vide om det år før den faktiske begivenhed.
Siden mesopotamiske tider har astronomer erkendt, at formørkelser forekommer i 18-årige cyklusser (faktisk 18 år, 11 dage, 8 timer) kaldet Saros-cyklusser. I slutningen af en Saros indtager solen den samme position med hensyn til måneknuderne, som den havde i starten af cyklussen, og en ny Saros-cyklus begynder. Formørkelser i hver Saros-cyklus følger det samme mønster som i den før, med små ændringer på grund af orbitale forstyrrelser og andre faktorer.
Det faktum, at solformørkelser ikke forekommer på den samme del af jordoverfladen med 18-års mellemrum, skyldes jordens rotation. Når man tager højde for dette i, har NASA-astronomer skabt en kalender med formørkelse god frem til år 3000.