Что такое лунное затмение и как его наблюдать? Схема лунного затмения.

В наши дни даже младшего школьника вряд ли получится напугать историями о страшном волке, который живет в ночи и временами пожирает Луну на черном небосводе, предвещая несчастья.

Однако, еще относительно недавно по астрономическим меркам затмение Луны вызывало ужас у человечества. На многих наскальных рисунках запечатлено это астрономическое явление, которое в основном интерпретировалось как знак о гневе богов и предвестнике несчастий. А кроваво-красный облик Луны недвусмысленно намекал на скорое кровопролитие. В древнем Китае, например, подобное затмение считалось «ненормальным» или даже «ужасным». В древнекитайских текстах можно встретить иероглифы, которые означают «противоестественную связь Луны и Солнца», «пожирать», «несчастье». Придворные астрономы считали, что Луна «пожирается драконом». Для того чтобы помочь дракону скорее выплюнуть светило жители выносили зеркала на улицу, так как последние ассоциировались с небесными телами, из-за их способности отражать свет. Примечательно, что математики Древнего Китая уже во времена династии Хань (206 г. До н.э. – 220 г. н. э.) могли предсказывать как лунные, так и солнечные затмения на многие десятки лет вперед, но эти знание держались в секрете. В Индийской «Махабхарате» сказано, что Лунное затмение случается, когда боги индийского пантеона собираются для варки сомы – эликсира бессмертия. Викинги свято верили, что два прожорливых волка по очереди пожирают светила, чтобы утолить свой безудержный голод. В противовес другим народам, у австралийских аборигенов лунное затмение, напротив, ассоциировалось с любовью.

Первые астрономы и предсказания затмений

Как же менялось отношение людей к такому интересному астрономическому событию? Как уже было сказано выше, в Древнем Китае, несмотря на глубокое мистическое отношение к затмениям, звездочеты пытливо изучали этот природный феномен. Благодаря высокому развитию математики и алгебры в Поднебесной, древним ученым удалось разгадать астрономическую тайну. Оказалось, с использованием простых на первый взгляд математических расчетов можно предсказать наступление лунного затмения с высокой степенью вероятности. Есть свидетельства, что еще раньше, во времена правления великих Фараонов Древнего Египта, люди уже умели предсказывать многие астрономические явления. Но больше всего поражает, что чуть ли не раньше строительства египетских пирамид существовала целая обсерватория, способная предсказывать не только лунные затмения, но и составлять график большинства важнейших астрономических событий, связанных с нашей планетой, его спутником и Солнцем. Знаменитый Стоунхендж позволял делать большое количество предсказаний и наблюдений астрономических явлений, и он вполне заслуженно носит титул древнейшей обсерватории человечества.

Как все устроено

Но в чем же состоит гениальность древних астрономов и математиков? Что такого сложного может скрываться в столь простом, казалось бы, явлении, как затмение Луны Землей? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе. После открытия Николаем Коперником гелиоцентрической системы мира стало ясно, что Луна, обращаясь вокруг Земли за 29,5 суток, дважды пересекает плоскость эклиптики в так называемых лунных узлах. Узел, пересекая который Луна уходит вверх к Северному полюсу Земли, называют Северным или Восходящим, противоположный называют Нижним или Нисходящим. Но из-за несовпадения плоскостей Лунной и Земной орбит, далеко не каждое полнолуние сопровождается затмением.

Полные, неполные и частичные затмения

Также не каждое лунное затмение является полным. И если полнолуние придется на прохождение Луной такого узла, то мы сможем наблюдать затмение. Но только половина Земного шара может наблюдать это явление, так как оно будет видно только там, где Луна находится над горизонтом. Из-за прецессии Лунной орбиты узлы движутся вдоль эклиптики. Полный цикл по эклиптике узлы совершают за 18,61 лет или за так называемый Драконический период. То есть Лунные затмения происходят ровно через этот период времени. Зная, где и когда проходило затмение можно с очень высокой точностью предсказать следующее подобное событие. По сути, затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, которая отбрасывается Землей. На расстоянии орбиты нашего спутника или в 384 000 километрах диаметр пятна тени приблизительно равен 2,6 дискам Луны. Вследствие этого Луна вполне может быть затемнена целиком, а максимальное время полной фазы затмения может составлять не более 108 минут. Подобные затмения называются Центральными, так как Луна проходит через центр тени, которая отбрасывает Земля.

Почему луна «кровавая»?

Примечателен тот факт, что даже при прохождении Луны через центр тени она не остается полностью темной. Дело в том, что под действием Земной атмосферы происходит преломление солнечного света, что приводит к частичной освещенности поверхности Луны даже на пике затмения. А из-за того, что наша атмосфера наиболее проницаема для оранжево-красного спектра солнечного света, то именно этот свет достигает поверхности Луны, делая ее кроваво-красной. Подобный эффект можно увидеть на небосводе после заката или перед рассветом. Однако, если же Луна не проходит через центр пятна Земной тени, то может произойти так называемое неполное или полутеневое Лунное затмение, в результате которого часть спутника останется освещенной.

Самые редкие и необычные лунные затмения

Кроме вышеперечисленных фактов есть еще один не менее удивительный. Парадоксально, но лунное затмение фактически можно наблюдать, когда и Луна и Солнце находятся над горизонтом и явно находятся не совсем в противоположных точках. Другими словами, лунное затмение можно наблюдать тогда, когда слева от вас восходящая или заходящая Луна, а справа Солнце, тоже в одной из двух фаз. Данный феномен может возникнуть из-за того, что Земная атмосфера искривляет движение света. Это одно из самых странных естественных явлений, которое может происходить, и которое на первый взгляд кажется невозможным, если учитывать, что затмение происходит тогда, когда три тела выстраиваются в линию (сизигия). Подобная аномалия происходит из-за рефракции атмосферы. Солнце фактически уже село, а Луна еще не взошла, но линзирование света атмосферой Земли искажает окружающую астрономическую действительность. В результате «двойного» смещения небесных тел их мнимое сближение происходит более чем на 1 градус большого круга.

Подобного рода невероятное затмение наблюдалось Плинием Старшим 22 февраля 72 года н.э. Но на этом экзотичные виды Лунных затмений не заканчиваются. Порой Луна проходит через тень Земли, находясь в так называемом суперлунии, то есть точке наибольшего сближения с Землей. Так как орбита Луны обладает эксцентриситетом, то в определенные периоды времени наш спутник то приближается к Земле, то удаляется. При стечении всех обстоятельств, наряду с совпадением полнолуния и прохождением Луны через узел орбиты происходит еще и максимальное сближение Луны с Землей. Последнее полное Лунное затмение с суперлунием произошло утром 28 сентября 2015 года. К тому же, лунное затмение может совпасть с днем летнего или зимнего солнцестояния. 21 декабря 2010 года впервые за 372 года лунное затмение совпало с днем зимнего солнцестояния. В следующий раз подобное произойдет только 21 декабря 2094 года.

Когда следующее Лунное затмение?

В следующем 2016 году будет два лунных затмения: 9 марта в 5:57 утра и 1 сентября в 13:06 по Московскому времени. Мало того, что в обоих случаях насладится затмением помешает дневная засветка, так и сами затмения будут лишь полутеневыми.

Лунное затмение 8 октября 2014 сжато до 1 минуты

«Кровавая Луна» появляется, когда земной спутник проходит фазу затмения. Хотя феномен не имеет особой астрономической значимости, вид в небе поражает — обычно белая Луна становится красной или кирпично-коричневой.

Следующая «кровавая Луна» появится во время полного лунного затмения 31 января, которое можно будет увидеть в Северной Америке, Австралии, Тихом океане и Азии.

Когда будет следующее лунное затмение?

Последнее лунное затмение (частичное затмение) произошло 7 августа 2017 года. НАСА составило список всех лунных затмений до 2100 года, и вот несколько событий, которые ждут нас впереди:

31 января 2018 года: полное затмение. Будет видно в Азии, Австралии, Тихом океане, на западе Северной Америки. В центральной части России его будет видно только полутеневое затмение.
27 июля 2018 года: полное затмение. Будет видно в Южной Америке, Европе, Африке, Азии, Австралии.
19 января 2019 года: полное затмение. Будет видно в Северной и Южной Америках, Европе и Африке.
16 июля 2019 года: частичное затмение. Будет видно в Южной Америке, Европе, Азии, Австралии.

Почему Луна становится красной?

Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца. Луне требуется около 27 дней, чтобы обойти вокруг Земли, а также она проходит через регулярные фазы за 29,5-дневный цикл. Разница между эти двумя циклами связана с расположением Солнца, Земли и Луны относительно друг друга, которое постоянно меняется.

Лунные затмения могут происходить только в полнолуния, когда Солнце полностью освещает поверхность. Обычно полная Луна не создает затмений, так как вращается в немного другой плоскости, нежели Земля и Солнце. Однако, когда плоскости совпадают, Земля проходит между Луной и Солнцем и блокирует солнечный свет, создавая затмение.

Если Земля частично закрывает Солнце, и самая темная часть ее тени падает на поверхность Луны, феномен называется частичным затмением. Вы увидите тень, которая «откусывает» часть спутника. Иногда Луна проходит через более светлую часть земной тени, становясь причиной полутеневого затмения. Только опытные наблюдатели за небом могут заметить разницу, так как Луна темнеет совсем чуть-чуть.

Во время полного затмения, однако, происходит нечто зрелищное. Луна полностью находится в земной тени, однако солнечный свет, рассеивающийся в атмосфере Земли все-таки доходит до поверхности Луны. Поскольку лучи красного спектра рассеиваются хуже всего, Луна выглядит кровавой.

Насколько красной становится Луна, зависит от загрязнения, облачного покрова или мусорных частиц в атмосфере. Например, если затмение происходит вскоре после вулканического извержения, частицы в атмосфере могут заставить Луну выглядеть темнее обычного.

AZSTARMAN | shutterstock

Итересные факты о затмении

Хотя планеты и луны есть по всей Солнечной системе, только Земля переживает лунные затмения, так как ее тень достаточно велика, чтобы полностью перекрыть спутник.

Луна понемногу удаляется от нашей планеты (примерно 4 см в год), и число затмений изменится. Каждый год происходит в среднем 2–4 лунных затмения, и каждое из них видно примерно на половине Земли.

В древних культурах часто не понимали, почему Луна становится красной. По меньшей мере, один исследователь — Христофор Колумб — использовал это для собственной выгоды в 1504 году. Колумб и его экипаж застряли на Ямайке. Сперва местные жители были гостеприимны, но мореплаватели грабили и убивали аборигенов. Понятно, что ямайцы не имели ни малейшего желания помогать им в поисках еды, и Колумб понял, что голод приближается. У Колумба был с собой альманах, в котором значилось, что скоро произойдет следующее лунное затмение. Он сказал ямайцам, что христианский бог расстроен, потому что у Колумба и его команды нет еды, и перекрасит Луну в красный цвет, как символ своего гнева. Когда событие на самом деле произошло, испуганные ямайцы «с громкими воплями и плачем прибежали отовсюду к кораблям, нагруженные провизией, моля адмирала вступиться за них перед богом».

ЛУННОЕ ЗАТМЕНИЕ, см. ЗАТМЕНИЕ … Научно-технический энциклопедический словарь

См. Затмения … Большой Энциклопедический словарь

лунное затмение - Mėnulio užtemimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. lunar eclipse vok. Mondfinsternis, f rus. затмение Луны, n; лунное затмение, n pranc. éclipse de la Lune, f … Fizikos terminų žodynas

Смотри Затмения. * * * ЛУННОЕ ЗАТМЕНИЕ ЛУННОЕ ЗАТМЕНИЕ, см. Затмения (см. ЗАТМЕНИЯ) … Энциклопедический словарь

Затмение, вызванное прохождением Луны внутри конуса земной тени … Астрономический словарь

См. Затмение … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

См. Затмения … Большая советская энциклопедия

См. Затмения … Естествознание. Энциклопедический словарь

Лунное затмение 21 декабря 2010 года полное лунное затмение, наблюдавшееся в ночь с 20 декабря на 21 декабря 2010 года. Лучше всего его было видно на территории Северной Америки, несколько хуже на территории Западной Европы и С … Википедия

Книги

• Правосудие. Грек ищет гречанку. Авария. Лунное затмение. Зимняя война в Тибете. Поручение... Рассказ , Фридрих Дюрренматт. Ф. Дюрренматт - классик швейцарской литературы (род. В 1921 г.), выдающийся художник слова, один из крупнейших драматургов XX века. Его комедии и детективные романы известны широкому кругу…
• Санитар морга, или Лунное затмение в зимнем саду , Пономаренко Сергей. В этом произведении нет "самого главного" героя, так как оно состоит из ряда историй, где каждый человек является героем своего романа - романа жизни. Разные по устремлениям, желаниям,…

Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,6 диаметра Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком. В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения. Величина фазы Φ определяется расстоянием θ от центра Луны до центра тени. В астрономических календарях приводятся величины Φ и θ для разных моментов затмения.

Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении , когда частично - о частном затмении . Когда Луна входит только в полутень Земли, говорят о частном полутеневом затмении . Необходимыми условиями наступления лунного затмения являются полнолуние и близость Луны к узлу её орбиты (то есть к точке, где орбита Луны пересекает плоскость эклиптики); лунное затмение происходит, когда выполняются одновременно оба эти условия.

Полное затмение

Лунное затмение может наблюдаться на всём полушарии Земли , обращённом в этот момент к Луне (то есть там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом). Вид затемнённой Луны с любой точки Земли, где она вообще видна, практически одинаков - в этом состоит коренное отличие лунных затмений от солнечных, которые видны лишь на ограниченной территории. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут; такими были, например, лунные затмения 26 июля 1953 года , 16 июля 2000 года . При этом Луна проходит через центр земной тени; полные лунные затмения такого типа называют центральными , они отличаются от нецентральных большей продолжительностью и меньшей яркостью Луны во время полной фазы затмения.

Во время затмения (даже полного) Луна не исчезает полностью, а становится тёмно-красной. Этот факт объясняется тем, что Луна даже в фазе полного затмения продолжает освещаться. Солнечные лучи, проходящие по касательной к земной поверхности, рассеиваются в атмосфере Земли и засчёт этого рассеяния частично достигают Луны . Поскольку земная атмосфера наиболее прозрачна для лучей красно-оранжевой части спектра , именно эти лучи в большей мере достигают поверхности Луны при затмении, что и объясняет окраску лунного диска. По сути, это тот же эффект, что и оранжево-красное свечение неба у горизонта (заря) перед восходом или сразу после заката . Для оценки яркости Луны во время затмения используется шкала Данжона .

Наблюдатель, находящийся в момент полного или частного теневого лунного затмения на затенённой части Луны, видит полное затмение Солнца Землёй .

Частное затмение

Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение . При этом та часть Луны, на которую падает тень Земли, оказывается тёмной, но часть Луны, даже в максимальной фазе затмения, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами. Наблюдатель на Луне, находящийся в полутеневой зоне, видит частное затмение Солнца Землёй.

Полутеневое затмение

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. Если Луна полностью попадает в полутень (но не касается тени), такое затмение называется полным полутеневым ; если же лишь часть Луны входит в полутень, такое затмение называется частным полутеневым . Полные полутеневые затмения происходят редко, в отличие от частных; последним полным полутеневым было затмение 14 марта 2006 года, а следующее произойдёт лишь в 2042 году.

Периодичность

В связи с несовпадением плоскостей лунной и земной орбит, далеко не каждое полнолуние сопровождается лунным затмением, и далеко не каждое лунное затмение - полное. Максимальное количество лунных затмений за год - 4 (например, это произойдёт в 2020 и 2038 годах), минимальное количество лунных затмений - два в год. Затмения повторяются в прежнем порядке каждые 6585⅓ дней (или 18 лет 11 дней и ~8 часов - период, называемый са́рос); 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.

Следует отметить, что лунные затмения часто сопровождаются предшествующими (за две недели) или последующими (через две недели) солнечными затмениями . Это связано с тем, что за те две недели, за которые Луна проходит половину своей орбиты, Солнце не успевает удалиться от линии узлов лунной орбиты, и в результате выполняются условия, необходимые для наступления солнечного затмения (новолуние и Солнце вблизи узла). Иногда наблюдаются даже три последовательных затмения (солнечное, лунное и солнечное либо лунное, солнечное и лунное), разделённые двумя неделями. Например, последовательность из трёх затмений наблюдалась в 2013 году: 25 апреля (лунное, частное), 10 мая (солнечное, кольцеобразное) и 25 мая (лунное, частное полутеневое). Другой пример - в 2011 году: 1 июня (солнечное, частное) , 15 июня (лунное, полное) , 1 июля (солнечное, частное) . Время, когда Солнце находится вблизи узла лунной орбиты и могут происходить затмения, называется сезоном затмений ; его длительность составляет около месяца.

Следующее лунное затмение происходит иногда через лунный месяц (тогда примерно посредине между этими двумя затмениями всегда происходит солнечное затмение), однако чаще оно происходит примерно через полгода, в следующий сезон затмений. За это время Солнце на небесной сфере проходит по эклиптике от одного узла лунной орбиты к другому (линия узлов лунной орбиты тоже движется, но более медленно), и снова восстанавливается необходимый для лунного затмения набор условий: полнолуние и Солнце вблизи узла. Период между последовательными прохождениями Солнцем узлов лунной орбиты равен 173,31 суток , половине так называемого

Инструкция

Как известно, Луна – единственный естественный спутник Земли. На земном небосклоне она - самый яркий объект после Солнца. В своем движении по орбите Луна, в разные периоды времени, оказывается то между нашей планетой и Солнцем, то по другую сторону Земли. Земля освещается Солнцем постоянно и отбрасывает в космическое пространство конусообразную тень, диаметр которой на минимальном расстоянии до Луны в 2,5 раза превышает ее диаметр.

Плоскость орбиты Луны располагается под углом порядка 5° к плоскости эклиптики.
Если учитывать прецессию земной оси и плоскости лунной орбиты и принимать во внимание возмущения, вызываемые Солнцем и другими планетами Солнечной системы, становится ясно, что движение Луны по орбите периодически изменяется.

В некоторые моменты времени Солнце, Земля и Луна могут оказаться на одной или почти на одной прямой, и земная тень частично или полностью накроет Луну. Такое астрономическое событие и называется лунным затмением. Если лунный диск погружен в область земной тени полностью, происходит полное лунное затмение. При частичном погружении наблюдается частное затмение. Фаза полного затмения может не наступить вообще.

Даже при полном затмении лунный диск виден на небосклоне. Луна освещается солнечными лучами, проходящими по касательной к земной поверхности. Земная атмосфера наиболее проницаема для лучей красно-оранжевого спектра. Поэтому во время затмения лунный диск становится темно-красным и не таким ярким. В 2014 году будет 2 полных лунных затмения – 15 апреля и 8 октября. Понятно, что затмение можно наблюдать только в той части земного шара, где Луна, на момент прохождения ею области тени находится над горизонтом. Максимальная продолжительность полного лунного затмения составляет 108 минут.

При частном затмении земная тень накрывает только часть лунного диска. С Земли наблюдатель увидит несколько размытую, вследствие рассеяния света атмосферой, границу между освещенной и затененной частями Луны. Затененные области приобретают красноватый оттенок.

Как известно, световые лучи способны огибать препятствия. Данное явление называется дифракцией. Таким образом, вокруг конуса полной тени в пространстве существует частично освещаемая область – полутень. Прямые солнечные лучи туда не проникают. Если Луна проходит через эту область, наблюдается полутеневое затмение. Яркость ее свечения уменьшается незначительно. Как правило, затмение даже невозможно заметить без специальных приборов. Для астрономов полутеневые затмения интереса не представляют.