Солнечные и лунные затмения — увлекательнейшие явления природы, привычные человеку с глубокой древности. Они бывают относительно довольно часто, но видны не из всех местностей земной поверхности и исходя из этого многим кажутся редкими.
Солнечные затмения происходят в новолуния, в то время, когда Луна, обращаясь около Почвы, выясняется между Солнцем и Землёй и абсолютно либо частично заслоняет его. Луна расположена ближе к Почва, чем Солнце, практически в 400 раз, и одновременно с этим ее диаметр меньше диаметра Солнца кроме этого примерно в 400 раз. Исходя из этого видимые Солнца и размеры Луны практически однообразны, и Луна может закрыть собой Солнце.
Казалось бы, солнечные затмения должны происходить через 29,53 сут, т. е. каждое новолуние (см. Фазы Луны и планет). В действительности это не верно.
Луна движется около Земли с запада на восток, и ее видимый путь на небе пересекается под углом 5° с эклиптикой — видимым методом, по которому происходит кажущееся годичное перемещение Солнца на фоне звезд из-за обращения Почвы около него. Точки пересечения лунного пути с эклиптикой именуются лунными узлами и отстоят друг от друга на 180°. Лунные узлы все время смещаются по эклиптике к западу (т. е. навстречу перемещению Луны) на 19,3° за год, либо на 1,5° за месяц. Исходя из этого Луна поочередно проходит лунные узлы (т. е. пересекает эклиптику) через каждые 13,6 сут и в середине этих промежутков времени удаляется от эклиптики на 5°. В то время, когда новолуния происходят вдалеке от лунных узлов, Луна не закрывает Солнца (рис. 1, новолуния 1, 2, 6, 7, 8, 9, 13, 14). Но приблизительно через дважды в год новолуния бывают вблизи лунных узлов, и тогда происходят солнечные затмения (рис. 1, новолуния 3, 4, 5, 10, 11, 12).
Шарообразная Луна освещается Солнцем, и без того как линейный, диаметр Луны практически в 400 раз меньше солнечного диаметра, то лунная тень имеет форму сходящегося круглого конуса и окружена расходящимся конусом полутени (рис. 2). В то время, когда новолуние наступает на расстоянии не более 11° от лунного узла, то полутень и лунная тень падают на Землю в виде круглых пятен, каковые с громадной скоростью — около 1 км/с — пробегают по земной поверхности с запада на восток. В районах земной поверхности, появлявшихся в лунной тени (А на рис. 2), видно полное солнечное затмение, т. е. Солнце абсолютно закрыто Луной. В местностях, покрытых полутенью (В, С на рис. 2), происходит частное солнечное затмение: из южной территории С полутени видна закрытой северная (верхняя) часть солнечного диска, а из северной территории В — южная (нижняя) его часть. За рубежом лунной полутени затмения по большому счету не происходит. Так, солнечное затмение видно не на всей поверхности Почвы, а лишь в том месте, где пробегает полутень и тень Луны.
Путь лунной тени по земной поверхности именуется полосой полного солнечного затмения. Ширина данной полосы и длительность полного солнечного затмения зависят от обоюдных расстояний Солнца, Луны и Земли на протяжении затмения. Значительно чаще ее ширина не редкость от 40 до 100 км, а длительность полной фазы затмения — 2-3 мин. Громаднейшая же вероятная ширина полосы полного затмения не превышает 270 км, продолжительность полного затмения доходит до 7 мин 31 с. Но такие затмения очень редки.
В случае, если на протяжении солнечного затмения Луна находится в громаднейшем удалении от Почвы, то лунный диск будет меньше солнечного, и лунная тень не доходит до Почвы. Около чёрной Луны видно броское кольцо незакрытой поверхности Солнца, т. е. случится кольцеобразное солнечное затмение (рис. З, Л), которое может длиться до 12 мин.
По обе стороны от полосы полного либо кольцеобразного затмения, время от времени до расстояния практически в 3500 км, видно лишь частное затмение (В и С).
Полное и кольцеобразное солнечные затмения начинаются с частных фаз. Замечать затмение возможно лишь через чёрный светофильтр (чёрное стекло). Через чёрное стекло отлично видно, как Луна понемногу заслоняет Солнце с его правого края. В то время, когда же Луна абсолютно закроет Солнце, т. е. лишь при полном затмении, наступает полумрак, на потемневшем небе появляются планеты и яркие звёзды, а около затмившегося Солнца видно прекрасное лучистое сияние жемчужного цвета — солнечная корона. По окончании полного (либо кольцеобразного) затмения следуют убывающие частные фазы.
В то время, когда новолуния наступают на расстоянии от 11 до 17° от лунного узла, то лунная тень проходит мимо Почвы, а на земную поверхность падает лишь лунная полутень, и тогда в покрытых ею местностях происходит лишь частное затмение. При новолуниях же, наступающих на расстоянии более 18° от лунных узлов, полутень и тень Луны проходят мимо солнечных затмений и Земли по большому счету не происходит.
Так как новолуния вблизи лунных узлов наступают примерно через полгода (177—178 сут), то каждый год непременно не редкость два солнечных затмения различного вида. Существенно реже смогут наступать два новолуния подряд, поделённые промежутком времени в один месяц, по обе стороны от одного и того же лунного узла, и тогда у каждого узла случится по два частных затмения. в течении года их будет четыре, а крайне редко кроме того пять. Таковой случай случился в 1935 г. и до 2206 г. больше не повторится.
Значительно чаще за год не редкость 2—3 солнечных затмения, причем одно из них, в большинстве случаев, полное либо кольцеобразное. Но так как в различные годы лунная тень пробегает по разным районам земной поверхности, то в каждом таком районе полные либо кольцеобразные солнечные затмения происходят весьма редко. Так, в окрестностях Москвы полное солнечное затмение было 19 августа 1887 г., а очередное случится только 16 октября 2126 г. Частные же солнечные затмения наблюдаются в среднем в каждой местности через 2—3 года.
Лунные затмения происходят тогда, в то время, когда Луна попадает в земную тень, которая кроме этого имеет форму круглого конуса и окружена полутенью (рис. 4). Так как земная тень направлена в сторону, противоположную Солнцу, то Луна может пройти через нее лишь в полнолуния, в то время, когда они наступают вблизи одного из лунных узлов. В случае, если полнолуние наступает на расстоянии не более 5° от узла, то Луна абсолютно погружается в земную тень, и происходит полное лунное затмение. В случае, если же полнолуние наступает на расстоянии от 5 до 11° от узла, то лунное затмение не редкость частным, т. е. Луна погружается в земную тень не абсолютно. При полнолуниях же, происходящих потом 11° от лунного узла, Луна в земную тень не попадает, быть может пройти через земную полутень. Наряду с этим ослабления лунного света фактически не случится, и такое затмение увидено не будет.
Луна понемногу погружается в земную тень своим левым краем. При полном затмении цвет Луны делается бурым либо темнокрасным, потому, что солнечный свет, преломляясь в земной воздухе, все же слабо освещает Луну в основном красными лучами, поскольку они менее всего рассеиваются и ослабляются земной воздухом. Полное лунное затмение может продолжаться до 1,8 ч, а вместе с предшествующими и последующими частными фазами — до 3,8 ч.
В большинстве случаев, ежегодно происходит 1 — 2 лунных затмения, но бывают годы, в то время, когда затмений совсем нет. Лунные затмения видны со всего ночного полушария Почвы, где сейчас Луна будет над горизонтом. По данной причине в каждой местности они наблюдаются чаще солнечных, не смотря на то, что происходят в 1,5 раза реже.
Еще в VI в. до н. э. астрологи установили, что через 6585 ? сут, что образовывает 18 лет 11 ? сут (либо 10 ? сут, в случае, если в этом периоде было 5 високосных лет), все затмения повторяются в одной и той же последовательности. Данный период повторения затмений именуется саросом и разрешает заблаговременно выяснить дни грядущих затмений на много лет вперед. В течение одного сароса
не редкость 43 затмений Луны и 28 затмения Солнца. Прибавляя к датам затмений, наблюдавшихся в течение одного сароса, 18 лет 11 ? (либо 10 ? сут), мы можем выяснить наступление затмений в будущем. Так, затмение Солнца, которое было 25 февраля 1952 г., повторилось 7 марта 1970 г., после этого оно будет наблюдаться 18 марта 1988 г. и т. д. На основании сароса возможно угадать сутки затмения, но без момента наступления места и точного указания видимости. На данный момент наступление затмений вычисляется с громадной точностью на базе теории перемещения Луны.