В какую фазу луны возможно лунное затмение. Лунное затмение

Луна - ближайшее к Земле небесное тело, ее единственный естественный спутник. Находясь на расстоянии около 380 тыс. км от Земли, Луна обращается вокруг нее в том же направлении, в котором Земля вращается вокруг своей оси. За каждые сутки она перемещается относительно звезд примерно на 13°, совершая полный оборот за 27,3 суток. Этот промежуток времени - период обращения Луны вокруг Земли в системе отсчета, связанной со звездами, - называется звездным или сидерическим (от лат. sidus - звезда) месяцем.

Собственного свечения Луна не имеет, а Солнце освещает только половину лунного шара. Поэтому по мере ее движения по орбите вокруг Земли происходит изменение вида Луны - смена лунных фаз. В какое время суток Луна бывает над горизонтом, каким мы видим обращенное к Земле полушарие Луны - полностью освещенным или освещенным частично - все это зависит от положения Луны на орбите.

Если она расположена так, что обращена к Земле своей темной, неосвещенной стороной (положение 1), то мы не можем видеть Луну, но знаем, что она находится на небе где-то рядом с Солнцем. Эта фаза Луны называется новолунием. Двигаясь по орбите вокруг Земли, Луна примерно через трое суток придет в положение 2. В это время ее можно будет видеть по вечерам неподалеку от заходящего Солнца в виде узкого серпа, обращенного выпуклостью вправо. При этом нередко бывает видна и остальная часть Луны, которая светится значительно слабее, так называемым пепельным светом. Это наша планета, отражая солнечные лучи, освещает ночную сторону своего спутника.

День ото дня серп Луны увеличивается по ширине, и его угловое расстояние от Солнца возрастает. Через неделю после новолуния мы видим половину освещенного полушария Луны - наступает фаза, называемая первой четвертью. В дальнейшем доля освещенного полушария Луны, видимая с Земли, продолжает увеличиваться до тех пор, пока не наступит полнолуние. В этой фазе Луна находится на небе в стороне, противоположной Солнцу, и видна над горизонтом всю ночь - от его захода до восхода. После полнолуния фаза Луны начинает уменьшаться. Сокращается и ее угловое расстояние от Солнца. Сначала на правом крае лунного диска появляется небольшой ущерб, который имеет форму серпа. Постепенно этот ущерб растет (положение 6), а через неделю после полнолуния наступает фаза последней четверти. В этой фазе, как и в первой четверти, мы снова видим половину освещенного полушария Луны, но теперь уже другую, которая в первой четверти была неосвещенной. Луна восходит поздно и видна в этой фазе по утрам. В последующем ее серп, обращенный теперь выпуклостью влево, становится все более и более узким (положение 8), постепенно сближаясь с Солнцем. В конце концов он скрывается в лучах восходящего Солнца - снова наступает новолуние.

Полный цикл смены лунных фаз составляет 29,5 суток. Этот промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами называется синодическим месяцем (от греч. synodos - соединение). Еще в глубокой древности у многих народов месяц, наряду с сутками и годом, стал одной из основных календарных единиц. Понять, почему синодический месяц длиннее сидерического, нетрудно, если вспомнить, что Земля движется вокруг Солнца. Через 27,3 суток Луна займет на небе прежнее положение относительно звезд и будет находиться в точке L1. За это время Земля, перемещаясь на 1° в сутки, пройдет по орбите дугу в 27° и окажется в точке Т1. Луне, для того чтобы снова оказаться в новолунии L2, придется пройти по орбите такую же дугу (27°). На это потребуется немногим более двух суток, поскольку за сутки Луна смещается на 13°. С Земли видна лишь одна сторона Луны, однако это не означает, что она не вращается вокруг своей оси. Проведем опыт с глобусом Луны, перемещая его вокруг глобуса Земли так, чтобы к нему всегда была обращена одна сторона лунного глобуса. Этого можно достичь лишь в том случае, если мы будем его поворачивать по отношению ко всем другим предметам, находящимся в классе.

Полный оборот глобуса Луны вокруг оси завершится одновременно с тем, как завершится один оборот вокруг глобуса Земли. Это доказывает, что период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду ее обращения вокруг Земли - 27,3 суток. Если бы плоскость орбиты, по которой Луна движется вокруг Земли, совпадала с плоскостью орбиты, по которой Земля обращается вокруг Солнца, то ежемесячно в момент новолуния происходило бы солнечное затмение, а в момент полнолуния - лунное. Этого не случается потому, что плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости орбиты Земли под углом около 5°. Именно поэтому, тень Луны в новолуние может пройти выше Земли, а в полнолуние сама Луна может пройти ниже земной тени. В это время положение орбиты Луны таково, что она пересекает плоскость орбиты Земли в фазах первой и последней четверти. В каких же случаях затмения Солнца и Луны могут произойти? Вы уже знаете, что направление оси вращения Земли в пространстве остается при движении нашей планеты вокруг Солнца неизменным.

Практически не меняется в течение года и положение плоскости лунной орбиты. Рассмотрим, как это повлияет на возможность наступления затмений. За три месяца Земля пройдет четверть своего пути вокруг Солнца и займет положение. Теперь плоскость лунной орбиты будет расположена так, что линия ее пересечения с плоскостью земной орбиты направлена на Солнце. Поэтому Луна будет пересекать плоскость орбиты Земли (или находиться близ нее) в новолуние и полнолуние. Иначе говоря, двигаясь по небу, Луна приходит в ту точку эклиптики, где в этот момент находится Солнце, и загораживает его от нас. В том случае, если Солнце целиком закрыто Луной, затмение называется полным. Если же случится так, что она закроет лишь часть Солнца, то затмение будет частным. Когда Луна пересекает эклиптику в точке, диаметрально противоположной Солнцу, она сама полностью или частично скрывается в тени Земли.

Лунные затмения, как и солнечные, могут быть полными или частными. Условия, благоприятные для наступления затмений, сохраняются примерно на протяжении месяца. За это время может произойти по крайней мере одно солнечное затмение или два солнечных и одно лунное. Следующее необходимое для наступления затмений расположение лунной орбиты повторится снова лишь спустя примерно полгода (177 - 178 суток), когда Земля пройдет половину своего пути вокруг Солнца. В течение года на Земле обычно происходит два-три солнечных затмения и одно-два лунных. Максимальное число затмений за год - семь. Лунные затмения, хотя и происходят реже солнечных, но видны чаще. Луна, попавшая при затмении в земную тень, видна на всем полушарии Земли, где она в это время находится над горизонтом.

Погружаясь в земную тень, Луна приобретает красноватую окраску различных оттенков. Цвет зависит от состояния земной атмосферы, которая, преломляя лучи Солнца и рассеивая их, все же пропускает красные лучи внутрь конуса тени. Несколько часов затрачивает Луна, чтобы пересечь тень Земли. Полная фаза затмения длится около полутора часов. Полное затмение Солнца можно наблюдать лишь там, где на Землю падает небольшое по размерам (диаметром не более 270 км) пятно лунной тени. Тень Луны со скоростью примерно 1 км/с движется по земной поверхности с запада на восток, поэтому в каждом пункте Земли полное затмение продолжается лишь несколько минут (на экваторе максимальная продолжительность составляет 7 мин 40 с). Путь, который проходит тень Луны, называется полосой полного солнечного затмения.

В разные годы лунная тень пробегает по различным районам земного шара, поэтому полные солнечные затмения видны реже лунных. Так, например, в окрестностях Москвы в последний раз затмение было 19 августа 1887г., а в следующий раз произойдет только 16 сентября 2126 г. Полутень Луны имеет диаметр значительно больше тени - около 6000 км. Там, куда попала полутень Луны, происходит частное затмение Солнца. Их можно видеть каждые два-три года. Через каждые 6585,3 суток (18 лет 11 суток 8 часов) затмения повторяются в прежнем порядке. Таков промежуток времени, в течение которого плоскость лунной орбиты делает полный оборот в пространстве. Знание закономерностей движения Луны и Земли позволяет ученым с высокой степенью точности на сотни лет вперед вычислять моменты наступления затмений и знать, где на земном шаре они будут видны. Сведения о затмениях на ближайший год и условия их видимости содержатся в «Астрономическом календаре», а здесь на более длительный период. Располагая необходимыми данными о предстоящих затмениях, ученые получают возможность организовать экспедиции в полосу полного солнечного затмения. В момент полной фазы можно наблюдать внешние, наиболее разреженные слои атмосферы Солнца - солнечную корону, которая в обычных условиях не видна. В прошлом многие важные сведения о природе Солнца были получены именно во время полных затмений.

Лунное затмение наступает, когда Луна (в фазе полнолуния) входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком. Лунное затмение может наблюдаться на половине территории Земли (там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом). Вид затенённой Луны с любой точки наблюдения одинаков. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут; такими были, например, лунные затмения 13 августа 1859 года, 16 июля 2000 года.

В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения Ф. Величина фазы определяется расстоянием 0 от центра Луны до центра тени. В астрономических календарях приводятся величины Ф и 0 для разных моментов затмения.

Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение . При нём часть Луны является тёмной, а часть, даже в максимальной фазе, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами.

Вокруг конуса тени Земли имеется полутень - область пространства, в которой Земля заслоняет Солнце лишь частично. Если Луна проходит область полутени, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение . При нём яркость Луны уменьшается, но незначительно: такое уменьшение практически незаметно невооружённым глазом и фиксируется только приборами. Лишь когда Луна в полутеневом затмении проходит вблизи конуса полной тени, при ясном небе можно заметить незначительное потемнение с одного края лунного диска.

Затмеваемая Луна мерцает в небе над памятником Спасителю мира в Сан-Сальвадоре, Сальвадор, 21 декабря 2010 года.

(Jose CABEZAS/AFP/Getty Images)

При наступлении полного затмения Луна приобретает красноватый или коричневатый оттенок. Цвет затмения зависит от состояния верхних слоев земной атмосферы, поскольку только прошедший сквозь нее свет освещает Луну во время полного затмения. Если сравнить снимки полных лунных затмений разных лет, то легко увидеть разницу в цвете. Например, затмение 6 июля 1982 года было красноватым, а затмение 20 января 2000 года имело коричневый оттенок. Такие цвета Луна приобретает во время затмений благодаря тому, что земная атмосфера больше рассеивает красные лучи, поэтому никогда нельзя наблюдать, скажем, синего или зеленого лунного затмения. Но полные затмения различаются не только цветом, но и яркостью. Да, именно, яркостью, и существует специальная шкала для определения яркости полного затмения, называемая шкалой Данжона (в честь французского астронома Андре Данжона, 1890–1967).

Градация шкалы Данжона имеет 5 пунктов. 0 - затмение очень темное (Луна еле угадывается на небе), 1 - затмение темно-серое (на Луне заметны детали), 2 - затмение серое с коричневым оттенком, 3 - светлое красно-коричневое затмение, 4 - очень светлое медно-красное затмение (Луна видна отчетливо, и различимы все основные детали поверхности).

Если бы плоскость лунной орбиты лежала в плоскости эклиптики, то лунные (как и солнечные) затмения происходили бы ежемесячно. Но большую часть времени Луна проводит либо выше, либо ниже плоскости земной орбиты ввиду того, что плоскость лунной орбиты имеет пятиградусный наклон к плоскости орбиты Земли. Как следствие, естественный спутник Земли попадает в ее тень лишь два раза в году, то есть в то время, когда узлы лунной орбиты (точки ее пересечения с плоскостью эклиптики) находятся на линии Солнце-Земля. Тогда в новолуние происходит солнечное затмение, а в полнолуние - лунное.

Каждый год происходят как минимум два лунных затмения, однако в связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, их фазы отличаются. Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и ~8 часов - период, называемый сарос); зная, где и когда наблюдалось полное лунное затмение, можно точно определить время последующих и предыдущих затмений, хорошо просматриваемых в этой местности. Эта цикличность часто помогает точно датировать события, описываемые в исторических летописях. История лунных затмений уходит далеко в прошлое. Первое полное лунное затмение зарегистрировано в древнекитайских летописях. С помощью расчетов удалось вычислить, что оно произошло 29 января 1136 г. до н. э. Еще три полных лунных затмения зафиксированы в «Альмагесте» Клавдия Птолемея (19 марта 721 г. до н. э., 8 марта и 1 сентября 720 г. до н. э.). В истории часто описываются лунные затмения, что очень помогает установить точную дату того или иного исторического события. Например, военачальник афинской армии Никий испугался начавшегося полного лунного затмения, в армии началась паника, что привело к гибели афинян. Благодаря астрономическим расчетам удалось установить, что это произошло 27 августа 413 г. до н. э.

В средние века полное лунное затмение оказало Христофору Колумбу большую услугу. Его очередная экспедиция на острове Ямайке оказалась в тяжелом положении, продукты питания и питьевая вода были на исходе, и людям грозила голодная смерть. Попытки Колумба получить пищу у местных индейцев окончились безрезультатно. Но Колумб знал, что 1 марта 1504 г. должно произойти полное лунное затмение, и под вечер он предупредил вождей живших на острове племен, что он похитит у них Луну, если они не доставят на корабль продукты и воду. Индейцы лишь посмеялись и ушли. Но, как только началось затмение, индейцев охватил неописуемый ужас. Продукты и вода были немедленно доставлены, а вожди на коленях умоляли Колумба вернуть им Луну. Колумб, естественно, не мог «отказать» в этой просьбе, и вскоре Луна, к восторгу индейцев, снова засияла на небе. Как видим, обычное астрономическое явление может быть весьма полезным, а знание астрономии просто необходимо путешественникам.

Наблюдения лунных затмений могут принести некоторую научную пользу, так как дают материал для изучения структуры земной тени и состояния верхних слоев атмосферы Земли. Любительские наблюдения частных лунных затмений сводятся к точной регистрации моментов контактов, фотографированию, зарисовкам и описанию изменений яркости Луны и лунных объектов в затмившейся части Луны. Моменты касания лунного диска с земной тенью и схождения с нее фиксируются (с возможно большей точностью) по часам, выверенным по сигналам точного времени. Необходимо отмечать и контакты земной тени с крупными объектами на Луне. Наблюдения можно проводить невооруженным глазом, в бинокль или телескоп. Точность наблюдений, естественным образом, увеличивается при наблюдении в телескоп. Для регистрации контактов затмения необходимо установить на телескопе максимальное для него увеличение и направить его на соответствующие точки касания диска Луны с земной тенью за несколько минут до предсказанного момента. Все записи заносятся в тетрадь (журнал наблюдений затмения).

Если в распоряжении любителя астрономии имеется фотоэкспонометр (прибор, измеряющий яркость объекта), то с его помощью можно построить график изменения яркости лунного диска в течение затмения. Для этого надо установить экспонометр так, чтобы его чувствительный элемент был направлен точно на диск Луны. Показания прибора снимаются через каждые 2-5 минут, и записываются в таблицу тремя столбцами: номер замера яркости, время и яркость Луны. По окончании затмения, используя данные таблицы, можно будет вывести график изменения яркости Луны во время этого астрономического явления. В качестве экспонометра можно использовать любой фотоаппарат, где имеется система автоматического экспонирования со шкалой экспозиций.

Фотографирование явления можно производить любым фотоаппаратом, имеющим съемный объектив. При съемке затмения объектив из фотоаппарата удаляется, а корпус аппарата прилаживается к окулярной части телескопа при помощи переходника. Это будет съемка с окулярным увеличением. Если объектив вашего фотоаппарата несъемный, то можно просто приставить аппарат к окуляру телескопа, но качество такого снимка будет хуже. При наличии у вашего фотоаппарата или видеокамеры функции Zoom необходимость в дополнительных увеличительных средствах, как правило, отпадает, т.к. размеры Луны при максимальном увеличении такой камеры достаточны для съемок.

Тем не менее, лучшее качество снимков получается при фотографировании Луны в прямом фокусе телескопа. В такой оптической системе объектив телескопа автоматически становится объективом фотоаппарата, только с большим фокусным расстоянием.

Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Отображением этого движения, как мы знаем, является видимое перемещение Луны на фоне звезд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку относительно звезд примерно на 13°, а через 27,3 сут возвращается к тем же звездам, описав на небесной сфере полный круг.

Период обращения Луны вокруг Земли относительно звезд (в инерциальной системе отсчета) называется звездным или сидерическим (от лат. sidus - звезда) месяцем . Он составляет 27,3 сут.

Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида - сменой фаз . Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего ее Солнца и Земли. Схема, поясняющая смену фаз Луны, показана на рисунке 20.

Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть ее диска тоже слегка светится. Это явление называется пепельным светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону Луны отраженным солнечным светом.

Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем (от греч. synodos - соединение); это период обращения Луны вокруг Земли относительно Солнца. Он равен (как показывают наблюдения) 29,5 сут.

Таким образом, синодический месяц длиннее сидерического. Это легко понять, зная, что одинаковые фазы Луны наступают при одинаковых ее положениях относительно Земли и Солнца. На рисунке 21 взаимное расположение Земли Т и Луны L соответствует моменту новолуния. Луна L через 27,3 сут, сделав полный оборот, займет прежнее положение относительно звезд. Земля Т за это время вместе с Луной пройдет по своей орбите относительно Солнца дугу ТТ 1 , равную почти 27°, так как каждые сутки она смещается примерно на 1°. Чтобы Луна L 1 заняла прежнее положение относительно Солнца и Земли Т 1 (пришла в новолуние), потребуется еще двое суток. Действительно, Луна проходит за сутки 360°:27,3 сут = 13°/сут, чтобы пройти дугу в 27°, ей необходимо. 27°: 13°/сут=2 сут. Так и получается, что синодический месяц Луны составляет около 29,5 земных суток.

Мы видим всегда только одно полушарие Луны. Это иногда воспринимается как отсутствие ее осевого вращения. На самом деле это объясняется равенством периодов вращения Луны вокруг оси и ее обращения вокруг Земли.

Проверьте это, обводя вокруг себя предмет и одновременно o поворачивая его вокруг оси с периодом, равным периоду обвода.

Вращаясь вокруг оси, Луна попеременно обращает к Солнцу разные свои стороны. Следовательно, на Луне происходит смена дня и ночи, и солнечные сутки равны синодическому периоду (ее обороту относительно Солнца). Таким образом, на Луне продолжительность дня равна двум земным неделям и две наши недели составляют там ночь.

Легко понять что фазы Земли и Луны взаимно противоположны. Когда Луна почти полная, Земля с Луны видна как узкий серп. На рисунке 42 представлена фотография неба и лунного горизонта с Землей, у которой видна лишь ее освещенная часть - меньше полукруга.

Упражнение 5

1. Серп Луны вечером обращен выпуклостью вправо и близок к горизонту. В какой стороне горизонта он находится?

2. Сегодня верхняя кульминация Луны произошла в полночь. Когда наступит следующая верхняя кульминация Луны?

3. Через какие промежутки времени звезды кульминируют на Луне?

2. Лунные и солнечные затмения

Земля и Луна, освещенные Солнцем (рис. 22), отбрасывают конусы тени (сходящиеся) и конусы полутени (расходящиеся). Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично, происходит полное или частное затмение Луны . С Земли оно видно одновременно отовсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны продолжается, пока Луна не начнет выходить из земной тени, и может длиться до 1 ч 40 мин. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи (см. рис. 40), а пропускает внутрь конуса преимущественно красные, которые поглощаются слабее. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый цвет, а не пропадает совсем. В старину затмения Луны боялись как страшного предзнаменования, считали, что "месяц обливается кровью". Лунные затмения бывают до трех раз в году, разделенные почти полугодовыми промежутками, и, конечно, лишь в полнолуние.

Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени . Диаметр пятна не превышает 250 км, и поэтому одновременно полное затмение Солнца видно лишь на малом участке Земли. Когда Луна перемещается по своей орбите, ее тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения (рис. 23).

Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца (рис. 24).

Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр Луны бывает то немного больше, то немного меньше солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца длится до 7 мин 40 с, в третьем - только одно мгновение, а во втором случае Луна вообще не закрывает Солнца целиком, наблюдается кольцеобразное затмение . Тогда вокруг темного диска Луны виден сияющий ободок солнечного диска.

На основе точного знания законов движения Земли и Луны вычислены на сотни лет вперед моменты затмений и то, где и как они будут видны. Составлены карты, на которых показаны полоса полного затмения, линии (изофазы), где затмение будет видно в одинаковой фазе, и линии, относительно которых для каждой местности можно отсчитать моменты начала, конца и середины затмения.

Солнечных затмений в году для Земли может быть от двух до пяти, в последнем случае непременно частных. В среднем в одном и том же месте полное солнечное затмение бывает видно чрезвычайно редко - лишь однажды в течение 200-300 лет.

Особый интерес для науки представляют полные затмения Солнца, наводившие ранее суеверный ужас на невежественных людей. Такие затмения считали предзнаменованием войны, конца света.

Астрономы предпринимают экспедиции в полосу полного затмения, чтобы в течение секунд, редко минут полной фазы изучать внешние разреженные оболочки Солнца, невидимые непосредственно вне затмения. Во время полного солнечного затмения небо темнеет, вдоль горизонта горит заревое кольцо - свечение атмосферы, освещенной лучами Солнца в местностях, где затмение неполное, вокруг черного солнечного диска простираются жемчужные лучи так называемой солнечной короны (см. рис. 69).

Если бы плоскость лунной орбиты совпадала с плоскостью, эклиптики, то в каждое новолуние происходило бы солнечное, а в каждое полнолуние - лунное затмение. Но плоскость лунной орбиты пересекает плоскость эклиптики под углом 5°9". Поэтому Луна обычно проходит севернее или южнее плоскости эклиптики, и затмений не происходит. Лишь в течение двух периодов в году, разделенных почти полугодом, когда в полнолунии и новолунии Луна находится вблизи эклиптики, возможно наступление затмения.

Плоскость лунной орбиты вращается в пространстве (это один из видов возмущений в движении Луны, производимых притяжением Солнца) * и за 18 лет делает полный поворот. Поэтому периоды возможных затмений смещаются по датам года. Ученые древности подметили периодичность в затмениях, связанную с этим 18-летним периодом, и могли поэтому приближенно предсказывать наступление затмений. Сейчас ошибки предвычисления моментов затмения составляют менее 1 с.

Сведения о предстоящих затмениях и об условиях их видимости даются в "Школьном астрономическом календаре".

Упражнение 6

1. Вчера было полнолуние. Может ли быть затмение Солнца завтра? через неделю?

2. Послезавтра будет солнечное затмение. Будет ли сегодня лунная ночь?

3. Можно ли с Северного полюса Земли наблюдать солнечное затмение 15 ноября? 15 апреля? Ответ пояснить.

4. Можно ли с Северного полюса Земли видеть лунные затмения, происходящие в июне и ноябре? Ответ пояснить.

5. Как отличить фазу затмения Луны от одной из ее обычных фаз?

6. Какова продолжительность солнечных затмений на Луне по сравнению с продолжительностью их на Земле?

Лунным затмением называют природное явление, во время которого Луна входит в область земной тени. Когда наступает лунное затмение, на линии одновременно должны располагаться Луна с Солнцем и Землей . Выходит, что Луна загораживается от Солнца с помощью Земли. Это значит, что затмение возможно исключительно в полнолуние. В это время можно увидеть Луну, которая затенена с Земли полностью либо частично. Возможно наблюдать затмение с той части нашей планеты, которая располагается над горизонтом.

Частное лунное затмение

Диаметр земной тени превышает лунный в 2.5 раза, именно поэтому земная тень накрывает весь диск Луны. В ситуации, когда это случается, затмение — полное. Если происходит частичное погружение Луны в земную тень, то подобное затмение считается частным.

В тех ситуациях, когда линия Луна с Солнцем и Землей далеки от идеальных, возможен вариант, при котором не наступит фаза затмения. Возможно еще такое, что земная тень затронет край лунного диска, она покроется полутенью.

Длительность фаз любого затмения, частного или полного, зависит напрямую от расположения всех 3 вышеупомянутых небесных тел . Самая большая длительность лунного затмения способна составить 108 минут. От этой же причины зависит и яркость лунного диска при полном лунном затмении. Возникают случаи, когда Луны совсем не видно, а бывает и так, что Луна настолько яркая, что наблюдатели даже не верят тому, что наступило лунное затмение.

Полутень, которая присутствует вокруг конуса земной тени, может частично заслонить Солнце. Когда Луна начинает проходить эту область, но не вошла в тень, наступает полутеневое затмение. Яркость Луны становится меньше, но совсем на немного. Подобное снижение яркости не увидеть невооруженным глазом, это могут зафиксировать лишь приборы.

Даже тогда, когда лунное затмение полное, Луна совсем не пропадает, становясь темно-красной . Объяснение этому есть: с наступлением полного затмения, лучи Солнца освещают Луну и дальше. Эти лучи светят касательно на земную поверхность, преломляются, а затем рассеиваются в земной атмосфере.

Атмосфера Земли способна поглотить коротковолновые спектровые части голубых и синих оттенков, но в тоже время без проблем пропускать красные. Они достигают лунной поверхности при наступлении затмения. У этого явления такая же природа, которая наблюдается у окрашивающих западную часть неба в нежно-розовый цвет солнечных лучей.

Однажды, после того как во время одной из экспедиций Христофора Колумба все съестные запасы и вода на судне подошли к концу, а попытки договориться с индейцами успехов не принесли, знания о приближающемся лунном затмении оказали мореплавателю колоссальную услугу.

Он заявил местным жителям, что если до вечера они не пришлют ему продовольствия, он отберёт у них ночное светило. Те в ответ лишь рассмеялись, но когда ночью Луна начала темнеть и приобрела багровый оттенок, они попросту пришли в ужас. Вода и съестные припасы были незамедлительно доставлены на судно, а индейцы на коленях просили Колумба возвратить на небо светило. Мореплаватель отказать им в просьбе не смог – и спустя несколько минут Луна опять засияла на небосводе.

Лунное затмение можно увидеть в полнолуние, когда на спутник Земли падает её тень (для этого планета должна пребывать между Солнцем и Луной). Поскольку ночное светило от Земли отделяет не менее 363 тыс. км, а диаметр тени, которую отбрасывает планета, в два с половиной раза превышает диаметр спутника, когда Луну накрывает земная тень, она оказывается полностью затемненной.

Случается это не всегда: иногда тень закрывает спутник частично, а иногда она не доходит до тени и оказывается возле её конуса, в полутени, когда заметно лишь слабое потемнение одного из краёв спутника. Поэтому в лунных календарях степень затемнения измеряют в величинах от 0 и Ф:

• Начало и конец частного (частичного) периода затмения – 0;
• Начало и конец частной фазы – от 0,25 до 0,75;
• Начало и конец полного периода затмения – 1;
• Период наивысшей фазы – 1,005.

Лунные узлы

Одним из непременных условий, необходимых для наступления полного лунного затмения, является близость Луны к узлу (в этом месте лунная орбита пересекается с эклиптикой).

Поскольку плоскость орбиты ночного светила находится под наклоном к плоскости земной орбиты под углом в пять градусов, спутник, пересекая эклиптику, движется в сторону Северного полюса, достигнув которого поворачивает в обратном направлении и движется вниз, к Южному. Точки, где орбита спутника пересекается с точками эклиптики, называют лунными узлами.

Когда Луна находится возле узла, можно увидеть полное лунное затмение (обычно раз в полгода). Интересно, что для лунных узлов нехарактерно постоянное пребывание на одной точке эклиптики, так как они постоянно смещаются по линии созвездий Зодиака против хода Солнца и Луны, совершая один оборот за 18 лет и 6 месяцев. Поэтому определять, когда будет ближайшее полное лунное затмение, лучше всего по календарю. Например, если они были в ноябре и мае, то в следующем году произойдут в октябре и апреле, затем – в сентябре и марте.

Когда происходит дивное явление

Если бы орбита Луны всё время совпадала с линией эклиптики, затмения проходили бы каждый месяц и были бы абсолютно обычным явлением. Так как спутник находится в основном выше или ниже земной орбиты, тень нашей планеты накрывает его два, максимум три раза в году.

В это время новая или полная Луна как раз пребывает возле одного из своих узлов (в пределах двенадцати градусов по обе стороны), а Солнце, Земля и Луна располагаются на одной линии. В этом случае сначала можно увидеть затмение Солнца, а через две недели, во время полной фазы Луны – лунное (эти два вида затмения всегда идут парой).

Бывает, что лунное затмение вовсе не наступает: происходит это тогда, когда Солнце, Земля и Луна не оказываются в нужный момент на одной прямой, и земная тень или проходит мимо спутника, или затрагивает её полутенью. Правда, событие — это с Земли практически неразличимо, поскольку яркость спутника в это время уменьшается лишь незначительно и увидеть его можно только через телескопы (если Луна, пребывая в полутеневом затмении, проходит очень близко от теневого конуса, можно увидеть слабое потемнение с одной стороны). Если спутник оказывается в тени лишь частично, происходит частное лунное затмение: часть небесного светила темнеет, другая — остаётся в полутени и освещается лучами Солнца.

Как происходит затмение

Поскольку тень Земли значительно больше спутника, ночному светилу на то, чтобы её миновать, иногда требуется немало времени, поэтому полное лунное затмение может длиться как очень непродолжительный промежуток времени, около четырёх-пяти минут, так и более часа (например, максимально зафиксированная продолжительность фазы в ночь лунного затмения составляла 108 минут).

Длительность этого явления во многом будет зависеть от расположения друг к другу трёх небесных светил.

Если наблюдать за Луной из северного полушария, можно увидеть, что земная полутень закрывает Луну с левой стороны. Через полчаса спутник нашей планеты полностью оказывается в тени – и в ночь лунного затмения светило приобретает тёмно-красный или коричневый оттенок. Солнечные лучи освещают спутник даже во время полного затмения и, по касательной линии проходят относительно земной поверхности, рассеиваются в атмосфере, достигая ночного светила.

Поскольку красный имеет наиболее длинную волну, он, в отличие от других цветов, не исчезает и достигает лунной поверхности, подсвечивая её красным цветом, оттенок которого во многом зависит от состояния земной атмосферы в данный момент. Яркость спутника в ночь лунного затмения определяют специальной шкалой Данжона:

• 0 – полное лунное затмение, спутник будет почти не виден;
• 1 – Луна тёмно-серого цвета;
• 2 – спутник Земли серо-коричневого цвета;
• 3 – для Луны характерен красновато-коричневый оттенок;
• 4 – спутник медно-красного цвета, виден очень чётко и все детали лунной поверхности хорошо различаются.

Если сравнивать фото, которые были отсняты в ночь лунного затмения в различный период, можно заметить, что цвет Луны отличается. Например, спутник Земли во время летнего затмения 1982 года был красного цвета, тогда как зимой 2000 года Луна была коричневого тона.

История лунного календаря

Люди издавна поняли, насколько важную роль в жизни планеты играет Луна, а потому всю свою деятельность планировали, ориентируясь на её фазы (новолуния, полнолуния, убывания, затмения), так как именно они являлись наиболее наблюдаемыми небесными явлениями.

Не удивительно, что лунный календарь считается самым древним календарём мира: именно по нему люди на ранних стадиях своего развития определяли, когда нужно начинать и заканчивать посевные работы, наблюдали за влиянием Луны на рост растительности, за приливами и отливами и даже на то, как ночное светило воздействует на человеческий организм, который, как известно, содержит в себе большое количество жидкостей.

Невозможно определить, какой именно народ первым создал лунный календарь. Первые предметы, которые использовались в качестве лунных календарей, были найдены во Франции и Германии и были созданы тридцать тысячелетий тому назад. Это были нанесённые знаки в виде полумесяца или извилистые линии на стенах пещер, камнях или костях животных.

Также были найдены лунные календари, созданные восемнадцать тысяч лет назад в России возле города Ачинска на территории Красноярского края. Был найден календарь и в Шотландии, возраст которого составляет не менее десяти тысяч лет.

Современный вид лунному календарю придали китайцы, которые уже во II тыс. до н.э. сформировали основные положения, и использовали его вплоть до XX ст. Также немаловажная роль в развитии лунного календаря принадлежит индусам, которые впервые дали основные описания фаз, лунных дней и положений Луны относительно Земли и Солнца.

Лунный календарь был заменён на солнечный, поскольку во время становления оседлого образа жизни стало очевидно, что земледельческие работы всё же больше привязаны ко временам года, то есть к Солнцу. Лунный календарь оказался неудобным из-за того, что лунный месяц не имеет стабильного времени и постоянно смещается на 12 часов. На 34 солнечных года припадает один лишний лунный год.

Тем не менее Луна оказывала достаточное влияние. Например, современный григорианский календарь, принятый около пятисот лет назад, содержит в себе такие ведомости, почерпнутые из лунных календарей, как количество дней в неделе и даже термин «месяц».