Луна и Солнце на нашем небе выглядят почти одинакового размера, но на самом деле они не одинакового размера. Солнце огромно. Луна по сравнению с ней крошечная. Причина, по которой они кажутся похожими, — расстояние.
Солнце примерно в 400 раз шире Луны и примерно в 400 раз дальше от Земли. Эти два соотношения почти компенсируются. С нашей точки зрения, диски Солнца и Луны кажутся шириной примерно в полградуса.
Это совпадение является причиной того, что могут происходить полные солнечные затмения.
Видимый размер равен углу
Когда вы держите большой палец на расстоянии вытянутой руки, он может охватить отдаленное здание. Ваш большой палец не больше здания. Только с вашей точки зрения он занимает аналогичный ракурс.
Астрономы называют это угловым размером или видимым размером. Это зависит как от реального размера объекта, так и от его расстояния от наблюдателя.
Луна находится достаточно близко, чтобы ее маленький диск мог покрыть гораздо большее, но гораздо более отдаленное Солнце. Во время полного солнечного затмения совпадение настолько хорошее, что Луна скрывает яркую солнечную поверхность, оставляя видимой слабую корону вокруг себя.
Совпадение не идеальное
Орбита Луны вокруг Земли имеет эллиптическую форму, а не идеальный круг. Иногда Луна оказывается ближе к Земле, вблизи перигея. Иногда оно находится дальше, около апогея.
Когда Луна приближается, она выглядит немного больше и может полностью закрыть Солнце, если расположение правильное. Это приводит к полному солнечному затмению.
Когда Луна находится дальше, она кажется немного меньше. Если он пройдет по центру Солнца на таком расстоянии, он не сможет покрыть весь солнечный диск. Вокруг Луны остается видно яркое кольцо, вызывающее кольцевое затмение.
Вот почему два затмения могут иметь одинаковое расположение, но разный внешний вид.
Солнце тоже меняет видимый размер
Орбита Земли вокруг Солнца также слегка эллиптическая. Солнце кажется немного больше, когда Земля находится вблизи перигелия в начале января, и немного меньше вблизи афелия в начале июля.
Это изменение меньше, чем изменение видимого размера Луны, но оно все еще имеет значение для геометрии затмения. Прогнозы затмения учитывают размеры и расстояния до обоих тел.
Тотальность — временное совпадение
Луна медленно удаляется от Земли в течение геологического времени. В далеком будущем Луна окажется слишком маленькой, чтобы полностью закрыть Солнце. На Земле больше не будет полных солнечных затмений, хотя кольцевые затмения продолжатся.
Сейчас мы живем в счастливую эпоху. Луна находится на правильном диапазоне расстояний, чтобы иногда точно закрывать Солнце, создавая целостность, а иногда казаться слишком маленькой, создавая кольцеобразность.
Почему появляется корона
Видимая поверхность Солнца настолько яркая, что затмевает гораздо более слабую внешнюю атмосферу, называемую короной. Во время полноты Луна блокирует эту яркую поверхность. Поскольку видимые размеры так близко совпадают, корона может сиять вокруг края Луны.
Если бы Луна выглядела намного больше, она бы скрывала большую часть внутренней короны. Если бы оно выглядело намного меньше, яркая поверхность Солнца оставалась бы видимой и размывала бы корону.
Зрелище зависит от посадки.
Почему это легко пропустить
Наш мозг не способен судить о реальном размере только по небу. И Солнце, и Луна кажутся маленькими, потому что они находятся далеко, а на небе мало повседневных объектов, с которыми можно было бы их сравнивать. Затмения делают сравнение очевидным. Луна приближается к Солнцу, их края выравниваются, и почти одинаковый видимый размер становится тем, что вы действительно можете наблюдать.
Источники и соответствующие руководства
- Геометрия солнечного затмения НАСА GSFC объясняет, почему видимый размер Луны определяет полные, кольцевые и гибридные затмения.
- Исследование НАСА Момент Луны на Солнце объясняет 400-кратное совпадение размеров и расстояний за целостностью.
- Сопутствующие руководства SolarWatch: что такое солнечное затмение, четыре типа солнечного затмения, эллиптическая орбита Луны и объяснения чисел затмений.
Посмотрите это в SolarWatch
SolarWatch показывает, является ли затмение полным, кольцевым, частичным или гибридным, а местные обстоятельства объясняют, что это означает для выбранного места. Используйте каталог, чтобы сравнить полные и кольцевые затмения и увидеть, как небольшие изменения видимого размера создают совершенно разные события.