Le eclissi solari sono prevedibili perché i movimenti della Terra e della Luna seguono schemi orbitali regolari. La parte difficile è non sapere che accadrà un'eclissi. La parte difficile è calcolare esattamente dove cadrà l'ombra della Luna, quando si verifica ciascun contatto e cosa vedrà un osservatore in un determinato luogo.
La moderna previsione delle eclissi combina la meccanica orbitale, standard temporali precisi, la forma della Terra e il terreno irregolare della Luna. Il risultato è un programma locale sufficientemente accurato per la pianificazione dei viaggi, la fotografia, le osservazioni scolastiche e il lavoro scientifico.
Inizia con l'orbita della Luna
Un'eclissi solare può verificarsi solo durante la Luna nuova, quando la Luna si trova tra la Terra e il Sole. Ma la maggior parte delle Lune nuove non crea eclissi perché l’orbita della Luna è inclinata di circa cinque gradi rispetto all’orbita della Terra attorno al Sole.
Un'eclissi richiede che la Luna nuova si verifichi vicino a uno dei nodi orbitali della Luna, dove il percorso della Luna attraversa il piano dell'orbita terrestre. Ecco perché esistono le stagioni delle eclissi e perché le eclissi non si verificano ogni mese.
La previsione inizia calcolando dove si troveranno il Sole, la Terra e la Luna in un dato momento e se il loro allineamento è abbastanza vicino da consentire all'ombra della Luna di raggiungere la Terra.
Dall'allineamento al percorso dell'ombra
Una volta conosciuta la geometria, il passo successivo è proiettare l'ombra della Luna sulla Terra. L’ombra segna dove la totalità è possibile. La penombra segna la regione dell’eclissi parziale molto più ampia. Per le eclissi anulari, l'antumbra segna il punto in cui è visibile l'anello di fuoco.
La Terra non è uno schermo piatto. È una sfera rotante e leggermente appiattita con montagne, valli e osservatori a diverse altitudini. Il percorso dell'ombra cambia mentre la Terra gira sotto l'ombra della Luna in movimento.
Ecco perché le mappe delle eclissi hanno percorsi curvi anziché semplici linee rette.
Cosa fanno gli elementi besseliani
Molti calcoli sull'eclissi solare utilizzano gli elementi besseliani, un insieme compatto di numeri che descrivono la geometria dell'ombra della Luna rispetto alla Terra in prossimità del momento di un'eclissi.
Invece di ricalcolare da zero ogni dettaglio orbitale per ogni città , il software può utilizzare questi elementi per calcolare le circostanze locali: tempi di contatto, magnitudo, oscuramento, altitudine del sole e se si verifica la totalità .
Gli elementi besseliani non rappresentano l’intera eclissi da soli. Sono un riassunto matematico preciso che rende pratici i calcoli locali.
Il terreno lunare è importante
Il bordo della Luna non è liscio. Le montagne e le valli lungo il lembo lunare influenzano i momenti esatti in cui la luce solare scompare e ritorna. Questo è il motivo per cui si verificano le perle di Baily e perché il secondo e il terzo contatto possono dipendere dalla posizione dell'osservatore.
Le previsioni moderne possono spiegare la topografia lunare dettagliata. Ciò migliora la tempistica dei punti di contatto, soprattutto vicino al bordo del percorso della totalità , dove i secondi contano.
Perché le vecchie previsioni erano ancora impressionanti
Gli antichi astronomi, soprattutto in Mesopotamia, riconobbero i modelli di eclissi molto prima della fisica moderna. Il ciclo di Saros ha mostrato che le eclissi correlate si ripetono dopo circa 18 anni, 11 giorni e 8 ore.
Questo modello è potente, ma non è sufficiente per la moderna previsione locale. I Saros possono dirti che potrebbe verificarsi un'eclissi correlata. Non può fornirti gli orari esatti di contatto locali per una città , una spiaggia, un passo di montagna o un tetto.
Cosa significa precisione per gli osservatori
Per la maggior parte degli osservatori di eclissi, precisione significa sapere se ci si trova all'interno del percorso, quando mettere o togliere i filtri, quanto dura la totalità e quanto sarà alto il Sole.
Le piccole differenze contano. Un breve viaggio può modificare la durata totale. Un sole basso può far sì che un edificio o un crinale blocchino la vista. Una posizione vicino al bordo del percorso può avere tempi notevolmente diversi da una posizione vicino alla linea centrale.
Fonti e relative guide
- La spiegazione delle previsioni dell'eclissi solare della NASA GSFC descrive le effemeridi, gli elementi besseliani e le circostanze locali.
- La NASA descrive come la topografia del Lunar Reconnaissance Orbiter migliora la precisione della moderna mappa delle eclissi.
- Guide SolarWatch correlate: il ciclo di Saros, spiegazione dei numeri dell'eclissi, tempi di contatto dell'eclissi e l'orbita ellittica della Luna.
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