Τα αίτια των ηλιακών εκλείψεων

Αυτό το άρθρο παρουσιάστηκε αρχικά στο


Η συζήτηση

.

Στις 8 Απριλίου 2024, εκατομμύρια στις Ηνωμένες Πολιτείες θα έχουν την ευκαιρία να δουν μια ολική έκλειψη ηλίου, μια φορά στη ζωή τους.

Πόλεις συμπεριλαμβανομένων

Ώστιν, Τέξας; Buffalo, Νέα Υόρκη; και το Κλίβελαντ του Οχάιο θα έχουν άμεση θέα αυτού του σπάνιου κοσμικού γεγονότος που διαρκεί για λίγες μόνο ώρες.

Ενώ

μπορείτε να δείτε πολλά αστρονομικά γεγονότα

όπως

κομήτες

και οι βροχές μετεωριτών, από οπουδήποτε στη Γη, οι εκλείψεις είναι διαφορετικές. Πρέπει να ταξιδέψετε σε αυτό που λέγεται

μονοπάτι της ολότητας

για να ζήσετε την πλήρη έκλειψη. Μόνο ορισμένα μέρη έχουν την πλήρη εμφάνιση μιας έκλειψης, και αυτό οφείλεται στην κλίμακα.

Το σχετικά μικρό

μέγεθος της Σελήνης

και η σκιά του κάνει τις εκλείψεις πραγματικά μοναδικές ευκαιρίες στη ζωή. Κατά μέσο όρο, οι ολικές εκλείψεις ηλίου είναι ορατές κάπου στη Γη μία φορά κάθε λίγα χρόνια. Αλλά από οποιαδήποτε τοποθεσία στη Γη,

είναι περίπου 375 χρόνια

ανάμεσα στις εκλείψεις ηλίου.

Είμαι αστρονόμος

, αλλά δεν έχω δει ποτέ ολική έκλειψη ηλίου, γι’ αυτό σκοπεύω να οδηγήσω στο Έρι της Πενσυλβάνια, στο μονοπάτι της ολότητας, για αυτήν. Αυτό είναι ένα από τα

ελάχιστες πιθανότητες έχω

για να δείτε μια ολική έκλειψη χωρίς να κάνετε πολύ ακριβότερη

ταξίδι σε κάποιο πιο απομακρυσμένο μέρος

. Πολλοί άνθρωποι με έχουν ρωτήσει γιατί οι κοντινές εκλείψεις είναι τόσο σπάνιες και η απάντηση σχετίζεται με το μέγεθος της Σελήνης και την απόστασή της από τον Ήλιο.

Μέγεθος και κλίμακα

Μπορείτε να παρατηρήσετε μια έκλειψη Ηλίου όταν η Σελήνη περνά μπροστά από τον Ήλιο, εμποδίζοντας μέρος ή όλο τον Ήλιο να μην βλέπει. Για να μπορέσουν οι άνθρωποι στη Γη να δουν μια έκλειψη, η Σελήνη, ενώ βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη, πρέπει να βρίσκεται ακριβώς κατά μήκος της οπτικής γραμμής του παρατηρητή με τον Ήλιο. Μόνο ορισμένοι παρατηρητές θα δουν μια έκλειψη, ωστόσο, επειδή η Σελήνη δεν θα εμποδίσει τη θέαση όλων στον Ήλιο την ημέρα της έκλειψης.

Το γεγονός ότι οι ηλιακές εκλείψεις συμβαίνουν είναι λίγο αριθμητική σύμπτωση. Έτσι ακριβώς συμβαίνει

ότι ο Ήλιος

είναι περίπου 400 φορές

μεγαλύτερο από τη Σελήνη

και επίσης 400 φορές πιο μακριά από τη Γη.

Έτσι, παρόλο που η Σελήνη είναι πολύ μικρότερη

παρά τον Ήλιο

είναι ακριβώς αρκετά κοντά στη Γη ώστε να φαίνεται στο ίδιο μέγεθος με τον Ήλιο όταν φαίνεται από τη Γη.

Για παράδειγμα, το ροζ δάχτυλό σας είναι πολύ, πολύ μικρότερο από τον Ήλιο, αλλά αν το κρατάτε ψηλά στο μήκος του χεριού σας, φαίνεται στο μάτι σας να είναι αρκετά μεγάλο ώστε να εμποδίζει τον Ήλιο. Η Σελήνη μπορεί να κάνει το ίδιο πράγμα – μπορεί να μπλοκάρει τον Ήλιο εάν είναι απόλυτα ευθυγραμμισμένος με τον Ήλιο από τη δική σας οπτική γωνία.

Μονοπάτι της ολότητας

Όταν η Γη, η Σελήνη και ο Ήλιος ευθυγραμμίζονται τέλεια, η Σελήνη

ρίχνει μια σκιά στη Γη

. Δεδομένου ότι η Σελήνη είναι στρογγυλή, η σκιά της είναι στρογγυλή καθώς προσγειώνεται στη Γη. Οι μόνοι άνθρωποι που βλέπουν την έκλειψη είναι εκείνοι στην περιοχή της Γης όπου η σκιά προσγειώνεται σε μια δεδομένη στιγμή.

Η Σελήνη περιφέρεται συνεχώς γύρω από τη Γη, έτσι όσο περνά ο χρόνος κατά τη διάρκεια της έκλειψης, η σκιά της Σελήνης κινείται πάνω από το πρόσωπο της Γης. Η σκιά του καταλήγει να μοιάζει με μια παχιά γραμμή που μπορεί να καλύψει εκατοντάδες μίλια σε μήκος. Οι αστρονόμοι ονομάζουν αυτή τη γραμμή

μονοπάτι της ολότητας

.

Από οποιαδήποτε δεδομένη τοποθεσία κατά μήκος του μονοπατιού της ολότητας, ένας παρατηρητής μπορεί να δει τον Ήλιο εντελώς επισκιασμένο για λίγα λεπτά. Στη συνέχεια, η σκιά απομακρύνεται από αυτή τη θέση και ο Ήλιος γίνεται σιγά-σιγά όλο και πιο ορατός.

Μια κεκλιμένη τροχιά

Ηλιακές εκλείψεις δεν συμβαίνουν κάθε φορά που η Σελήνη περνάει ανάμεσα στη Γη και τον Ήλιο. Αν ήταν έτσι, θα γινόταν έκλειψη Ηλίου κάθε μήνα.

Εάν μπορούσατε να επιπλεύσετε πάνω από τον Βόρειο Πόλο της Γης και να δείτε την τροχιά της Σελήνης από ψηλά, θα βλέπατε τη Σελήνη να ευθυγραμμίζεται με τον Ήλιο μία φορά κάθε φορά που περιφέρεται γύρω από τη Γη, που είναι περίπου μία φορά το μήνα. Από αυτή την υψηλή σκοπιά, φαίνεται ότι η σκιά της Σελήνης πρέπει να προσγειώνεται στη Γη σε κάθε τροχιά.

Ωστόσο, αν μπορούσατε να αλλάξετε την οπτική σας γωνία για να δείτε την τροχιά της Σελήνης από το τροχιακό επίπεδο, θα δείτε ότι η τροχιά της Σελήνης είναι

κλίση κατά περίπου 5 μοίρες

σε σύγκριση με την τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο. Αυτή η κλίση σημαίνει ότι μερικές φορές η Σελήνη είναι πολύ ψηλά και η σκιά της περνά πάνω από τη Γη, και μερικές φορές η Σελήνη είναι πολύ χαμηλή και η σκιά της περνά κάτω από τη Γη. Μια έκλειψη συμβαίνει μόνο

όταν η Σελήνη βρίσκεται ακριβώς στη σωστή θέση

και η σκιά του προσγειώνεται στη Γη.

Όσο περνάει ο καιρός, η Γη και η Σελήνη συνεχίζουν να περιστρέφονται, και

τελικά η Σελήνη ευθυγραμμίζεται με την τροχιά της Γης

γύρω από τον Ήλιο την ίδια στιγμή που η Σελήνη περνά ανάμεσα στον Ήλιο και τη Γη.

Ενώ μόνο ορισμένες πόλεις βρίσκονται στο μονοπάτι της ολότητας για την έκλειψη αυτού του Απριλίου, ολόκληρες οι ΗΠΑ εξακολουθούν να είναι αρκετά κοντά σε αυτό το μονοπάτι ώστε οι παρατηρητές εκτός του μονοπατιού της ολότητας θα δουν ένα

μερική έκλειψη

. Σε αυτές τις τοποθεσίες, η Σελήνη θα φαίνεται να περνά μπροστά από μέρος του Ήλιου, αφήνοντας ένα σχήμα ημισελήνου του Ήλιου ακόμα ορατό τη στιγμή της μέγιστης έκλειψης.