Астрономия для детей > Ответы на частые вопросы > Солнечное затмение
Солнечное затмение – описание для детей: фазы и условия, схема затмения, положение Луны, Солнца и Земли в космосе, полное, частичное, кольцевое, как наблюдать.
Для самых маленьких следует знать, как же именно происходит это удивительное событие - солнечное затмение. Дети должны не забывать, что все объекты в Солнечной системе двигаются по своей траектории. В определенные даты Луна становится в пространстве между нами и Солнцем, закрывая своей тенью определенную часть Земли. Конечно, в зависимости от положения тел может быть полное, частичное или кольцевое солнечное затмение. Но все это строится на конкретных факторах, которые нужно объяснить детям. Нижняя схема покажет как формируется затмение и на какое солнечное затмение вы смотрите в конкретном случае.
Геометрия солнечного затмения
Родители или учителя в школе должны начать с предыстории. Луна появилась 4.5 миллиардов лет назад. Но изначально она располагалась намного ближе, пока не начала постепенно отдаляться (на 4 см каждый год). Сейчас Луна отошла настолько, что идеально вписывается в очертание Солнца (в небе оба объекта кажутся нам одинаковыми по размеру). Правда, не всегда получается именно так.
Когда будет следующее затмение?
Чтобы дать полное объяснение для детей, было бы хорошо изучить условия солнечного затмения и привести пример предыдущего события – 26 февраля. Его было видно с Аргентины, Южной Атлантики и в некоторых частях Африки. Хотя при современных технологиях, имея компьютер, можно наблюдать за этим в любой земной точке.
Следующее солнечное затмение можно будет разглядеть из Северной Америки 21 августа. Оно будет полным и пройдет по штатам США: от Орегона до Джорджии.
Типы солнечных затмений
Когда люди наблюдают за солнечным затмением, то не всегда понимают, какое именно видят Дети должны запомнить всего четыре разновидности: полное, кольцевое, частичное и гибридное.
Полное
Если честно, то касательно полного солнечного затмения, то нам всего лишь крупно повезло. Солнечный диаметр в 400 раз больше лунного. Но даже для самых маленьких не новость, что земной спутник расположен ближе. Поэтому, когда их орбиты пересекаются, то расстояние выравнивается и Луна может полностью покрыть солнечный диск. Обычно за этим наблюдают раз в 18 месяцев.
Первое полное солнечное затмение в 2016 году. Фотография сделана в норвегии
Тень делится на два вида. Тень – это та часть, где заблокирован весь солнечный свет (принимает форму темного конуса). Его окружает полутень. Это более светлая тень, в виде воронки, от которой лишь частично блокирован свет.
Когда наступает период полного затмения, Луна отбрасывает тень на поверхность. Следует объяснить детям, что такая тень способна пройти 1/3 земного маршрута всего лишь за пару часов. Если вам повезет попасть под прямое световое излучение, то увидите, как солнечный диск приобретает форму полумесяца.
Есть очень короткий момент, когда Солнце полностью перекрывается. Тогда вы поймаете сияние короны (внешний шар солнечной атмосферы). Этот период длится до 7 минут 31 секунды, хотя большая часть полных затмений чаще всего заканчиваются раньше.
Частичное
Частичное затмение наблюдается, когда над вами образовывается только полутень. В такие моменты определенная часть Солнца всегда остается видимой (какая из них будет зависеть от обстоятельств).
Частичное солнечное затмение происходит, когда Луна скрывает от зрителя только лишь часть Солнца
Чаще всего полутень ложится над полярными областями. Другие области рядом с этой зоной наблюдают лишь тонкую солнечную полоску, скрытую за Луной. Если же находиться в самом центре событий, то можно увидеть закрытую тенью часть. Важно объяснить детям, что чем ближе они к эпицентру, тем большим будет казаться событие. Например, если вы оказались вне зоны видимости, то сможете заметить, как Солнце уменьшается до формы полумесяца, а затем постепенно возвращается к привычному виду.
Кольцевое
Кольцевое относят к разновидности частичного затмения, и длится оно 12 минут 30 секунд (максимум). Чтобы дать понятное объяснение для детей, стоит отметить, что это происходит редко и не похоже на полное. Все начинается с того, что небо темнеет, напоминая сумерки, ведь большая часть звезды все еще видна.
Фотография кольцевого солнечного затмения, сделанное Даниэлем Линчем
Иногда его все же путают с полным, потому что Луна занимает всю центральную солнечную плоскость. Но здесь кроется главная разница. Дело в том, что наш спутник в этот момент недостаточно близко, поэтому кажется маленьким и не покрывает весь диск. Поэтому кончик тени не отмечается на Земле. Если вам повезет оказаться в самом центре, то вы увидите «огненное кольцо», обрамляющее Луну. Родители или учителя в школе могут продемонстрировать это явление, если на светящийся фонарик положить монетку.
Гибриды
Их еще называют кольцеобразными (А-Т) затмениями. Подобное случается, когда Луна достигает своего предела в расстоянии, позволяя тени коснуться нашей поверхности. В большинстве случаев, начало напоминает кольцевой тип, потому что теневой кончик еще не достигает Земли. Затем оно становится полным, так как в самой средине тень падает на земную округлость, после чего снова возвращается к кольцевому типу.
Так как создается впечатление, что спутник пересекает солнечную черту, то полное, кольцевое и гибридное затмения называют «центральными», чтобы не путать их с частичными. Если брать в процентном соотношении, то получим: полное – 28%, частичное – 35%, кольцевое – 32% и гибридное – 5%.
Прогнозы на затмения
Конечно, для самых маленьких важно понять, что затмения не будут происходить с каждым новолунием. Лунная тень чаще всего проходит выше или ниже земного уровня, потому что орбита спутника наклонена на 5 градусов. Но 2 раза в год (может быть и 5) новолуние становится в правильную точку, позволяющую заслонить Солнце. Эту точку называют узлом. Частичность или центральность будут зависеть от приближения спутника к этому узлу. А вот на образование полного, кольцеобразного или гибридного затмения повлияет дистанция между Землей и Луной, а также планетой и Солнцем.
Родители должны напомнить, что эти события не происходят случайно и их можно высчитать, благодаря чему люди получают возможность подготовиться. Есть определенный интервал, называемый циклом Сароса. Дети удивятся, но его умудрились высчитать еще 28 столетий назад ранние халдейские астрономы. Само слово «saros» обозначало процесс повторения и приравнивалось к 18 годам и 11⅓ дням (конечно, в високосный год количество дней меняется). По окончанию интервала Солнце и Луна выравниваются в прежнее расположение. Что же означает треть? Это путь каждого затмения, которое с каждым новым разом перемещается ближе к западу по отношению к долготе. Например, полное затмение 29 марта 2006 года прошлось по западной и северной Африке, а потом перешло на южную Азию. 8 апреля 2024 года оно повторится, но уже будет охватывать северную Мексику, центральные и восточные регионы США, а также приморские канадские провинции.
Безопасное наблюдение
Чем ближе событие, тем активнее в новостях стараются рассказать о самых главных мерах предосторожности касательно наблюдения за затмением. Они запрещают смотреть прямым взглядом, так как можно ослепнуть. Из-за этого многие стали относиться к затмениям, как к чему-то опасному. Как бы не так!
Если говорить в общем смысле, то Солнце никогда не теряет своей опасности. Каждую секунду оно одаривает нашу планету невидимыми инфракрасными лучами, которые могут повредить зрение. Дети наверняка это проверяли на себе, когда долго засматривались на обычное Солнце. Конечно, в большинстве случаев мы этого не делаем, но вот затмение заставляет взглянуть вверх.
Но есть и безопасные методы…
Максимальную безопасность гарантируют «камеры-обскуры». Подойдет также бинокль или небольшой телескоп на штативе. С его помощью можно найти пятна, а также заметить, что Солнце будет темнее на краях. В иных случаях никогда нельзя смотреть прямо на Солнце без защитных средств.
Использование специальных очков - отличное решение при наблюдении за солнечным затмением
Есть также зеркало со специальными отверстиями. Его можно сделать самостоятельно. Для этого возьмите бумагу с небольшим отверстием и накройте ею зеркальце (не больше ладони). Откройте окно с солнечной стороны, и положите зеркало на освещенный лучами подоконник. Разместить его нужно так, чтобы отражательная сторона отбивала солнечный свет на стену внутри дома. Вы увидите проявление диска – это солнечное лицо. Чем больше расстояние от стены, тем лучше видимость. Каждые три метра изображение проявляется всего на 3 см. Нужно поэкспериментировать с размером отверстия, так как большое придаст изображению яркости за счет потери четкости. А вот маленькое сделает его темнее, но резким. Не забудьте закрыть шторами остальные окна и не включайте свет. Лучше всего организовать максимальную мрачность в комнате. Не забывайте также, что зеркало должно быть ровным и не смотрите на само отражение.
Для наблюдения можно использовать и алюминиевый майлар 14 дуговой сварки. Его можно приобрести в магазинах по продаже сварочных материалов. Конечно, лучше всего, если вы проверите их работу до самого события.
Стоит отказаться от негативов старой пленки для камеры, а также черно-белой пленки (в ней нет серебра), солнцезащитных очков, фотографических фильтров нейтральной плотности и поляризационных фильтров. Конечно, они не сильно пропускают солнечный свет, но дети должны понять, что им не удается защитить глаза от попадания огромного количества ближнего инфракрасного излучения, которое может привести к ретинальному ожогу. И не думайте, что отсутствие дискомфорта делает наблюдение безопасным.
Правда, есть один момент, когда можно без страха смотреть на Солнце – полное затмение. В это время солнечный диск перекрывается. Но это длится всего лишь несколько секунд или минут, зато появляется возможность полюбоваться восхитительным сиянием короны жемчужно-белого цвета. С каждым затмением она будет менять оттенки и свой размер. Иногда кажется мягкой, а бывает так, что от звезды как бы расходится несколько длинных лучей. Но как только появляется Солнце, нужно быстро воспользоваться защитой.
Затмения в древности
Объяснение для детей будет неполным, если не упомянуть исторические события. Самые ранние записи появились 4000 лет назад. Китайцы считали, что это гигантский дракон, пытающийся проглотить Солнце. При дворе императора даже были специальные астрономы, которые во время события пускали в небо стрелы, были в барабаны и шумели, чтобы напугать чудовище.
Инки боялись, что лунное затмение было вызвано атакой ягуара на Луну. Они пытались прогнать его, шумя, избивая своих собак, чтобы заставить их выть и лаять.
Это отображено в книге древнего Китая Шуджинг (Книга документов). В ней рассказывается о двух астрономах при дворе: Си и Хо. Их поймали пьяными до того, как началось затмение. Император так разозлился, что отдал приказ отрубить им головы. Это событие произошло 22 октября 2134 года до н.э.
О затмениях упоминается и в Библии. Например, в книге Амоса 8:9: «произведу закат солнца в полдень и омрачу землю среди светлого дня». Ученые говорят, что речь идет о затмении в Ниневии 15 июня 763 года до н.э.
Солнечное затмение может остановить войну
Геродот рассказывал, что лидийцы и мидяни вели 5-летнюю войну. Когда она должна была растянуться еще на один год, Фалес Милетский (греческий мудрец) сказал, что скоро наступит момент, когда день станет ночью. И это случилось 17 мая 603 года до н.э. Воины подумали, что это предупредительный знак от богов и примирились.
Наверняка, дети могли слышать выражение «испугаться до смерти». Так вот у этого есть реальная отсылка к сыну Карла Великого императору Луи Баварскому. 5 мая 840 года н.э. он заметил полное затмение, которое растянулось на целых 5 минут. Но как только Солнце появилось из тени, Луи был так поражен, что скончался от ужаса!
Современные исследования
Астрономы долго изучали нашу систему, стараясь разобраться, что же представляет собою затмение. И хотя тогда было очень сложно добывать информацию (люди не могли выйти в космос), но к 18 веку было собрано много полезных знаний.
Чтобы проследить за полным солнечным затмением 27 октября 1780 года, гарвардский профессор Самуэль Уильямс организовал поездку в Панебскот-Бей (Мэн). Это было опасно, так как в то время эта территория находился во вражеской зоне (Война за независимость). Но англичане оценили важность для науки и пропустили без претензий на политические разногласия.
Но все это оказалось напрасным. Уильямс сделал серьезную ошибку в расчетах, поэтому разместил людей в Исльсборо, а это находилось прямо за пределами события. Он с разочарованием смотрел, как полумесяц скользнул вокруг темного края луны и начал набирать силу.
В период полного цикла можно заметить вокруг черного диска спутника несколько ярких красных пятен. Это солнечные протуберанцы – раскаленный водород, вырывающийся на поверхность звезды. Явление удалось отследить Пьеру Янссену (астроном из Франции) 18 августа 1868 года. Благодаря этому он открыл новый элемент, который позже другие астрономы (Дж. Норман Локьер и Эдвард Франкленд) прозвали гелием (греческое слово «гелиос» означало «Солнце»). Его идентифицировали только в 1895 году.
Ученые со всего мира используют полное солнечное затмение для наблюдения за солнечной короной
Полное затмение интересно и тем, что в этот момент блокируется солнечный свет, поэтому окружающие звезды намного легче наблюдать. Именно в этих условиях астрономам удается испытать общую теорию относительности, которая предсказывала, что звездный свет пройдет за чертой Солнца и сойдет с прямого пути. Для этого сравнили два снимка одних и тех же звезд, снятые в период полного затмения 29 мая 1919 года и днем.
Современные технологии могут обходиться и без затмений, чтобы отследить другие звезды. Но полное затмение навсегда останется долгожданным и удивительным событием, которое должен увидеть каждый. Вы изучили описание и условия создания солнечного затмения. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться в описании и характеристике звезды. Кроме того, на сайте есть онлайн телескопы, наблюдающие за Солнцем в режиме реального времени, и 3D-модель Солнечной системы со всеми планетами, картой Солнца и видом на поверхность. Обязательно посетите страницы с календарями, чтобы узнать, когда будет следующее солнечного затмение.