КУРС ЗАГАЛЬНОЇ АСТРОНОМІЇ - С. М. АНДРІЄВСЬКИЙ 2007

Частина II

КІНЕМАТИКА СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Розділ 5

РУХ МІСЯЦЯ. ЗАТЕМНЕННЯ

5.4. Покриття світил Місяцем. Сонячні і місячні затемнення

Рухаючись навколо Землі, Місяць увесь час проходить перед дальшими світилами і своїм диском може їх заступати. Якщо це трапляється, то настає покриття світила Місяцем. При покритті Місяцем зорі вона зникає за його диском раптово (початок покриття) і так само раптово з'являється з-за диска (кінець покриття) у повному блиску. З цього задовго до польотів у бік Місяця космічних апаратів зроблено висновок, що Місяць практично не має атмосфери. Така раптовість згасання і спалаху світла зір свідчить також про дуже малі їхні кутові розміри.

Покриття Місяцем Сонця називається сонячним затемненням. Затемнення Місяця трапляється тоді, коли Місяць під час руху навколо Землі входить у її тінь.

У момент нового Місяця, коли тінь від Місяця падає на Землю, в окремих пунктах її поверхні спостерігається сонячне затемнення. Там, де падає півтінь Місяця, затемнення часткове (рис. 5.6). Унаслідок орбітального руху Місяця з заходу на схід, а також унаслідок добового обертання Землі тінь і півтінь Місяця зміщуються з середньою швидкістю близько 0,5 км/с приблизно в бік сходу. Смуга на поверхні Землі, по якій перебігає тінь, називається смугою повної фази. Її ширина здебільшого становить 40—100 км, а при найменшій відстані Місяця від Землі сягає 270 км. Діаметр місячної півтіні тоді близький до 6750 км.

При середніх відстанях Місяця від Землі і Землі від Сонця кутовий діаметр Місяця (31,1') менший від сонячного (32,0'), тому конус місячної тіні обривається приблизно на висоті 4700 км над земною поверхнею. Спостерігач, який потрапив на продовження осі згаданого конуса, побачить кільцеподібне затемнення Сонця, при якому навколо темного місячного диска видно вузьке яскраве кільце диска Сонця. Повні і кільцеподібні сонячні затемнення називаються центральними. Якщо ж на поверхню Землі потрапляє лише півтінь Місяця, то настає часткове сонячне затемнення.

image7

Рис. 5.6. Схема повного сонячного затемнення; затемнення видно як повне у зоні А, у точках В і С воно часткове

Як вже було сказано, орбітальний рух Місяця відбувається із заходу на схід, тому сонячне затемнення починається з правого, західного краю сонячного диска. На ньому з'являється темна виїмка (ущерб), яка поступово зростає, так що з часом Сонце набирає форми все вужчого серпа. У момент, коли настає фаза повного затемнення, яка може тривати до 7 хв. 31 с, спалахує сріблясто- білим сяйвом сонячна корона. Небо різко темніє, на ньому можна побачити яскраві зорі, уздовж горизонту видно червонувате сяйво. Невдовзі справа від темного диска Місяця засвічуються сонячні промені і часткові фази затемнення повторюються у зворотному порядку. Усе явище від першого контакту до розходження дисків Місяця і Сонця триває дещо більше двох годин.

Під час місячного затемнення Місяць проходить через тінь Землі (рис. 5.7). Вона простягається на відстань близько 1400 тис. км, що в 3,5 рази перевищує відстань від Землі до Місяця. Тому й середній кутовий радіус тіні Землі, в яку може зануритися Місяць, рухаючись по своїй орбіті, становить 42'. В її переріз диск Місяця вкладається 2,5 рази. Тому повне місячне затемнення (доки Місяць рухається у межах конуса тіні Землі) може тривати до 1,8 год., а загалом, включаючи часткові фази, — до 3,8 год.

image6

Рис. 5.7. Схема місячного затемнення

Якби площина місячної орбіти співпадала с площиною екліптики, то сонячні затемнення траплялися б під час кожного нового Місяця, а затемнення Місяця — через приблизно половину синодичного періоду після цього. Оскільки ж вказані площини перетинаються під кутом і = 5°09', то здебільшого сполучення Місяця з Сонцем настає при положенні Місяця вище або нижче від сонячного диска (рис. 5.8, положення 1, 7, 8, 13). Лише коли відстань Місяця і Сонця від вузла місячної орбіти менша від 16—18°, тобто коли для земного спостерігача їхні диски дотикаються або перетинаються, затемнення Сонця можливе (положення 2—6, 9—12).

image8

Рис. 5.8. Положення Місяця і Сонця у різні новомісяччя

Тому можна сказати, що поблизу обох вузлів місячної орбіти є зони сонячних затемнень загальною протяжністю від 32° до 36°. Сонце зміщується по екліптиці до сходу на 1° за добу. У свою чергу вузли місячної орбіти пересуваються в бік заходу на 0,053° за добу. Тому зону затемнень диск Сонця проходить за 31—34 доби. Фаза ж нового місяця повторюється через кожні 29,53 доби. Отже, як тільки Сонце наблизиться до будь-якого вузла місячної орбіти, затемнення Сонця відбудеться обов'язково. Якщо воно трапилося безпосередньо відразу після входження Сонця у зону затемнень (тоді затемнення часткове, а центральне настає при відстані Сонця від вузла не більше 11,5°), то воно повториться при наступному новому місяці.

Зона місячних затемнень вужча: має ширину всього 24°, причому повним затемнення буде при відстані Сонця від вузла, меншій від 5,6°. Оскільки це менше за дугу, яку описує на екліптиці центр диска Сонця за синодичний місяць, то затемнення не обов'язково відбудеться, хоча Сонце і проходить через вузол місячної орбіти.






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.