¿Cómo se forman los eclipses solares y lunares?
Eclipses solares y lunares
1. Fenómenos de eclipses solares y lunares
Eclipses solares y lunares y conos de sombra celeste
Solares y lunares eclipses Comer es un fenómeno celeste espectacular y un fenómeno natural efímero e inofensivo. Su aparición está relacionada con la sombra de la luna y la tierra.
Bajo los rayos del sol, la Tierra y la Luna arrastran una larga sombra en dirección opuesta al sol. El sol, la tierra y la luna son cuerpos esféricos, y el sol es mucho más grande que la tierra y la luna. Por lo tanto, la parte principal de sus sombras es un cono convergente con su parte superior de espaldas al sol, llamado umbra. Dentro de la umbra, el disco solar está completamente oscurecido y, por tanto, oscuro (estrictamente hablando, debido a la refracción de la atmósfera, la umbra de la Tierra no está completamente oscura). Dado que el sol es una fuente de luz esférica, también existe un área de transición entre la luz y la oscuridad alrededor de la umbra. Se trata de un cono divergente mucho más grande que la umbra, llamado penumbra. En esta zona de sombra se pueden obtener parte de los rayos del sol, por lo que no queda completamente a oscuras. Dentro de la penumbra, la extensión del cono de sombra de la umbra es un cono de emisión coaxial y opuesto a la umbra, que se denomina pseudoumbra. Es un tipo especial de penumbra, en el que la parte central del disco solar está oscurecida, mientras que las partes marginales del sol todavía son visibles y, por lo tanto, no están completamente oscuras. Las diferentes partes de la penumbra y la pseudoumbra tienen diferentes grados de claridad y oscuridad: cuanto más cerca están de la umbra, más oscuras son, cuanto más lejos de la umbra, menos oscurecido está el disco solar y más brillantes son; .
La longitud de la umbra varía dependiendo del tamaño del objeto que se proyecta y de su distancia al Sol. Cuanto mayor es el radio de un cuerpo celeste, más larga es su umbra. El radio de la Luna es aproximadamente el 27% del radio de la Tierra. Si la distancia entre ellos y el Sol es igual, entonces la longitud de la umbra de la Luna también es el 27% de la longitud de la umbra de la Tierra. Cuanto más lejos está un cuerpo celeste del sol, más larga es su umbra. En el transcurso de un año, la Tierra (y la Luna) tiene una umbra más larga a medida que se acerca al afelio y una umbra más corta a medida que se acerca al perihelio. Al cabo de un mes, alrededor de la luna llena, la umbra de la luna es más larga; alrededor de la luna nueva, la umbra de la luna es más corta.
Según los radios del sol, la tierra y la luna, y la distancia promedio entre el sol y la luna, se puede observar que la longitud promedio de la umbra terrestre es de 1377 000 km, lo que es aproximadamente 3,5 veces la longitud de la umbra de la luna. Durante la luna nueva, la longitud media de la sombra umbral de la Luna es de 374.500 km, que es ligeramente menor que la distancia media entre la Luna y la Tierra (384.400 km). Por tanto, cuando la sombra de la Luna llega a la Tierra, puede ser la cima de la umbra o su pseudo-umbra.
“Sombra y sombra se suceden”, la luna arrastra su sombra alrededor de la tierra. Cuando llega al lado de la Tierra que da al sol, su sombra a veces atraviesa el suelo. En este momento, en el área barrida por la sombra de la luna, la gente ve el sol oscurecido por la luna, lo que se llama eclipse solar. Cuando la luna orbita el lado de la Tierra alejado del sol, desaparece en la sombra umbral de la Tierra. En este momento, vista desde la Tierra, la luna llena pierde su luz en el cielo. Se trata de un eclipse lunar. Es concebible que cuando ocurre un eclipse lunar, se vea un eclipse solar en el cielo lunar y cuando ocurre un eclipse solar en la Tierra, aparece una pequeña sombra negra en la "tierra" brillante del cielo nocturno de la luna, que puede ser; llamado "Lingdi".
Tipos de eclipses solares y lunares
Los eclipses solares se dividen en tres categorías: eclipse solar total, eclipse solar parcial y eclipse solar anular. Los eclipses totales y anulares también se denominan eclipses centrales. Se diferencian según qué parte de la sombra de la luna cubra el suelo.
Sabemos que el diámetro de la Luna es mucho menor que el de la Tierra. Por lo tanto, la umbra de la luna sólo puede cubrir una pequeña parte del suelo en cualquier momento. En esta pequeña zona, el disco solar parece estar completamente oscurecido, lo que se denomina eclipse solar total. Si la umbra de la luna no es lo suficientemente larga en ese momento, lo que está en contacto con el suelo no es la umbra de la luna sino su pseudo-umbra. Luego, el sol visto en la sombra pseudoumbral queda oscurecido por la luna en el medio, pero los bordes aún brillan intensamente. Este es un eclipse solar anular. No hace falta decir que cuando la umbra o pseudoumbra de la Luna cae al suelo, su penumbra debe llegar al mismo tiempo. Por lo tanto, hay un área penumbral anular alrededor del área del eclipse total o anular. A partir de ahí, el sol queda parcialmente oscurecido por la luna y el disco queda incompleto, lo que es un eclipse solar parcial. De esta manera, al mismo tiempo, el eclipse central y el eclipse parcial ocurren en diferentes áreas de la tierra y en la misma área, antes y después de que ocurra el eclipse central, debe haber una etapa de eclipse parcial;
A medida que la luna orbita la Tierra y la Tierra misma gira, la zona del eclipse se mueve a través del suelo para formar la zona del eclipse.
La parte media de la zona de eclipse solar es la zona de eclipse total (o eclipse anular), y sus lados norte y sur son las zonas de eclipse parcial. A medida que se mueve, la distancia entre la punta de la umbra de la Luna y el suelo cambia. Debido a este cambio, a veces habrá una situación en la que las etapas inicial y final de un eclipse solar sean eclipses solares anulares y se produzca un eclipse solar total en la etapa intermedia. Un eclipse solar de este tipo se denomina eclipse anular total. A veces, debido a la desviación del cono de sombra de la Luna, todas las zonas de eclipse en la Tierra son zonas de eclipse parcial. Un eclipse solar de este tipo es siempre un eclipse parcial.
Los eclipses lunares se dividen en dos tipos: eclipse lunar total y eclipse lunar parcial. No hay eclipse lunar anular. La diferencia entre un eclipse lunar total y un eclipse lunar parcial depende de si la Luna desaparece total o parcialmente en la umbra terrestre, no del lugar de observación en la Tierra. Cuando la Luna desaparece por completo en la sombra umbral de la Tierra, todo el disco de la Luna se oscurece. Este es un eclipse lunar total. Si la Luna entra sólo parcialmente en la umbra de la Tierra, el disco lunar está incompleto y se trata de un eclipse lunar parcial. Naturalmente, antes y después de un eclipse lunar total, debe haber una fase de eclipse lunar parcial al mismo tiempo. A veces, debido a que la Luna se desvía mucho del eje umbral de la Tierra, todo el eclipse lunar es siempre un eclipse lunar parcial. Ya sea un eclipse lunar total o parcial, se verán eclipses lunares similares simultáneamente en varias partes del mundo (hemisferio nocturno).
A diferencia de un eclipse solar, un eclipse lunar no tiene nada que ver con la penumbra y pseudoumbra de la Tierra. Cuando la Luna entra en la penumbra de la Tierra, no se produce ningún "eclipse", porque parte de los rayos del sol se pueden obtener en la penumbra. Todavía ilumina toda la superficie lunar, pero el brillo se vuelve ligeramente más tenue y la rueda lunar permanece intacta. . Este fenómeno se denomina eclipse penumbral y los observatorios no suelen dar avisos.
¿En cuanto a por qué no hay eclipse lunar anular? La razón es obvia, porque a la distancia orbital de la Luna, la sección transversal umbral de la Tierra es mucho mayor que el disco de la Luna.
Entre los tipos de eclipses anteriores, el más raro, espectacular y enigmático es el eclipse solar total. Cuando llega un eclipse solar total, el cielo se oscurece y la tierra se oscurece, al igual que la llegada repentina de la oscuridad. Los pájaros regresan a sus nidos, las gallinas y los perros entran en sus nidos y todos los animales muestran signos de pánico. No hay fenómeno más emocionante que el crepúsculo del sol. El eclipse solar total más famoso de la historia (ocurrió el 28 de mayo de 585 a. C., en Asia Menor, hoy Turquía), puso fin dramáticamente (debido al susto) a una guerra de cinco años entre dos tribus étnicas. la historia de la guerra.
Un eclipse solar total también tiene un importante significado científico. Es un momento excelente para estudiar el sol. Sabemos que el brillo de la cromosfera y la corona es muy débil y, por lo general, quedan completamente sumergidos en la luz solar. Sólo durante un eclipse solar total, cuando la fuente de luz dispersada atmosférica se corta y el cielo está oscuro, la cromosfera y la corona se ven afectadas. corona parecen especialmente claras. Los astrónomos pueden aprovechar esta oportunidad para fotografiar sus espectros (en este momento, no hay ninguna fuente de luz detrás de ellos que produzca líneas de Fraunhofer y estudiar la cromosfera y la corona es de gran importancia para explorar el estado físico del sol mismo y entre sí); El sol y la tierra. Significado muy importante. Por ejemplo, el helio, conocido como el "elemento solar", fue descubierto por los astrónomos en el espectro de la cromosfera tomado durante el eclipse solar total de 1868. Sin embargo, no fue hasta 1895 que los químicos lo descubrieron a partir del análisis del mineral de itrio y uranio. él. En ese momento, algunas personas elogiaron: la espectroscopia celeste en realidad ha tomado la delantera en química. Los átomos de helio son difíciles de "excitar" para que emitan luz visible, se requiere una temperatura muy alta. Sus líneas espectrales aparecen en el espectro de la cromosfera, lo que muestra que la temperatura de la cromosfera del sol es muy alta. Algunos astrónomos también aprovechan esta oportunidad "única en la vida" para buscar planetas acuáticos y cometas recientes cerca del sol... Por lo tanto, siempre que ocurre un eclipse solar total, los astrónomos siempre llevan instrumentos voluminosos y viajan largas distancias hasta el área del eclipse solar total para realizar observaciones e investigaciones en diversas disciplinas.
El proceso de un eclipse solar o lunar
Todo el proceso de un eclipse solar (lunar) total se puede dividir en tres etapas: eclipse parcial - eclipse total - eclipse parcial. Lo que divide estas tres etapas son las cuatro fases del eclipse: pérdida inicial, eclipse, nacimiento de luz y retorno a la plenitud. El período desde la comida hasta la luz es la etapa de eclipse total; la pérdida inicial de comida y el período desde la luz hasta la plenitud son las etapas de eclipse parcial antes y después del eclipse total, respectivamente.
Tanto la luna como el sol se mueven hacia el este en la esfera celeste. El primero tiene un mes sidéreo como período y su velocidad es de aproximadamente 13°10′ por día; el segundo tiene un año sidéreo como período y su velocidad es de aproximadamente 59′ por día. Obviamente, la luna se mueve mucho más rápido que el sol. Persigue al sol y la umbra terrestre de oeste a este a una velocidad de aproximadamente 13°10′-59′=12°11′ por día.
Es decir, el proceso de un eclipse solar es el proceso en el que la luna adelanta al sol hacia el este en la esfera celeste, bloqueando así el sol. Por lo tanto, el proceso de eclipse solar siempre comienza en el borde occidental del disco solar y termina en el borde oriental. Del mismo modo, el proceso de un eclipse lunar es el proceso en el que la Luna supera la umbra terrestre hacia el este en la esfera celeste y, por tanto, queda oscurecida. Por lo tanto, un eclipse lunar siempre comienza en el borde este de la Luna y termina en el borde oeste.
En el proceso en el que la Luna alcanza al Sol y la sección de sombra de la Tierra, las dos superficies circulares sufrirán dos cortes externos e internos, que son los cuatro eclipses anteriores respectivamente. Para un eclipse solar total, los significados de estos cuatro eclipses son:
Menguante inicial: el borde oriental del disco de la Luna es tangente al borde occidental del disco del Sol y comienza un eclipse solar parcial.
El eclipse ha terminado: el borde este de la rueda de la luna está inscrito con el borde este de la rueda del sol y comienza un eclipse solar total.
Generando luz: el borde occidental de la rueda lunar se inscribe con el borde occidental de la rueda solar y finaliza el eclipse solar total.
Círculo completo: el borde occidental de la rueda lunar es tangente al borde oriental de la rueda solar y termina el eclipse solar parcial.
Para el proceso de un eclipse lunar total, los significados de estos cuatro eclipses son:
Menguante inicial: el borde oriental de la Luna está circunscrito por el borde occidental de la sección de umbra. del mismo suelo, y la luna Comienza el eclipse parcial.
Comienza el eclipse: el borde occidental del disco lunar se inscribe en la sección de umbra del mismo suelo y comienza el eclipse lunar total.
Generación de luz: el borde oriental del disco lunar está inscrito en la sección de umbra del mismo suelo y el eclipse lunar total ha terminado.
Círculo completo: el borde occidental del disco lunar es tangente al borde oriental de la sección de umbra y termina el eclipse lunar parcial.
Los eclipses solares anulares también tienen las fases de eclipse anteriores. Pero no tiene una etapa de eclipse total por lo que, aunque el sol y la luna tienen dos cortes internos, no hay eclipse real ni generación de luz. Eclipse solar parcial y eclipse lunar parcial, independientemente de si el eclipse y el eclipse están relacionados entre sí, no se cruzan entre sí.
Durante un eclipse solar o lunar, el momento en el que el centro del disco de la Luna está más cerca del centro del disco del Sol o de la sección umbral de la Tierra se llama eclipse. Cuando el eclipse es severo, la medida en que el disco solar o lunar queda "eclipsado" se denomina eclipse. Los eclipses se calculan en unidades de los diámetros aparentes de los discos solar y lunar. Por ejemplo, un eclipse de 0,5 significa que el 50% del diámetro de los discos del Sol y la Luna (no la mitad de su área) está oscurecido. La porción de alimento de un eclipse parcial es > 0, < 1; la porción de alimento de un eclipse total es ≥ 1. Para el mismo eclipse solar, la cantidad y el tiempo del eclipse visto en diferentes lugares pueden ser diferentes, pero para el mismo eclipse lunar, siempre que se pueda ver todo el proceso, la cantidad de eclipse y el tiempo del eclipse visto son los mismos; en todos lados.
Condiciones para los eclipses solares y lunares
Existen ciertas condiciones para la ocurrencia de eclipses solares y lunares. Una vez que se comprenden estas condiciones, las personas pueden predecir y predecir la ocurrencia de eclipses solares y lunares. eclipses. Es una parte importante de la antigua astronomía china y ocupa una posición importante en la historia de la astronomía mundial.
El movimiento de la luna hacia el este para alcanzar al sol se produce durante sus respectivos movimientos diurnos hacia el oeste. Las condiciones específicas varían según la latitud, la estación y los hemisferios norte y sur.
——El ecuador celeste se inclina hacia el sur, y el polo norte celeste es el polo hacia arriba, lo que muestra que está en el hemisferio norte.
——El ángulo entre los; el ecuador celeste y el horizonte es la co-latitud local, por lo que la latitud es 45°N;
——La circunferencia (declinación) del sol está al sur del ecuador celeste, por lo que es invierno en el hemisferio norte ;
——El sol y la luna se están poniendo hacia el horizonte occidental. Se puede ver que ya es hora de anochecer.
En pocas palabras, la condición para un eclipse solar es que la Tierra esté ubicada en la dirección opuesta a la Luna (es decir, la dirección de la sombra de la Luna) y, por lo tanto, ubicada en la línea de extensión. conectando el sol y la luna. La condición para un eclipse lunar es que la Luna esté ubicada en la dirección opuesta a la Tierra (es decir, la dirección de la sombra de la Tierra) y, por lo tanto, ubicada en la extensión de la línea Sol-Tierra. Para facilitar la explicación, esta condición general se puede dividir en dos condiciones específicas:
——Condición sinocigótica: el eclipse solar debe ocurrir en la luna nueva y el eclipse lunar debe ocurrir en la luna nueva. En un mes sinódico, sólo en una fecha sinódica la Tierra puede estar en la dirección de la sombra de la Luna; sólo en una fecha sinódica la Luna puede estar en la dirección de la sombra de la Tierra; De esta forma, los fenómenos de los eclipses solares y lunares se vinculan con las fases de la luna. Basado en este principio, en la antigua mi país, los eclipses solares se usaban para probar el calendario. Si el eclipse solar no ocurre el primer día del mes lunar, entonces el cálculo sinódico en el calendario definitivamente se convertirá en un problema.
——Condiciones del nodo: ocurre un eclipse solar en el mes lunar y ocurre un eclipse lunar en el mes lunar, pero es posible que no ocurra un eclipse solar en el mes lunar y es posible que no ocurra un eclipse lunar; en el mes lunar. La experiencia nos dice que la mayoría de los períodos sinódicos no involucran eclipses solares o lunares.
Esto se debe a que hay un ángulo de intersección de 5°9′ entre la eclíptica y la eclíptica (llamado ángulo de intersección entre la eclíptica y la eclíptica), mientras que los diámetros aparentes del disco lunar y del disco solar son sólo de aproximadamente 0,5°. Se puede observar que las condiciones sinódicas son sólo condiciones necesarias para la ocurrencia de eclipses solares y lunares, pero no condiciones suficientes. Shuo (el sol y la luna están en conjunción) y Wang (el sol y la luna están en oposición) solo significan que las longitudes eclípticas del sol y la luna son iguales o 180° diferentes, pero que los dos realmente se superponen; en la esfera celeste, sus latitudes eclípticas deben ser iguales (o similares). Esto requiere que la luna y el sol estén en la intersección amarillo-blanco o cerca de ella al mismo tiempo. Si el sol y la luna están juntos o opuestos pero no cerca del nodo amarillo-blanco, entonces en la luna nueva, el cono de sombra de la luna pasa del norte y del sur de la tierra sin tocar el suelo al mismo tiempo; También pasa desde el norte y el sur del cono de sombra de la Tierra sin entrar en la umbra terrestre.
En resumen, la condición para un eclipse solar es que el sol y la luna estén en la intersección amarillo-blanco o cerca de ella; la condición para un eclipse lunar es que el sol y la luna estén en oposición ( mirando) al nodo amarillo-blanco.
Límites alimentarios y estaciones
La ocurrencia de eclipses solares y lunares requiere que el sol y la luna estén en conjunción (u opuestas) en o cerca de la intersección amarillo-blanco. Este "cercano" tiene un límite determinado, que es el límite de comida. En lo que respecta a un eclipse solar, dentro de este límite, el disco lunar de la eclíptica y el disco solar de la eclíptica están tan cerca de circunscribirse entre sí que la distancia angular entre sus centros es la suma de sus radios visuales, que es unos 32′. En este momento, la longitud del arco de la eclíptica desde el centro del disco solar hasta la intersección del amarillo y el blanco se llama límite del eclipse. Sabemos que el sol se mueve a lo largo de la eclíptica y su posición se expresa mediante la longitud de la eclíptica, el límite del eclipse se expresa mediante la diferencia del eclipse entre el centro del disco solar y los nodos amarillo y blanco, que está directamente relacionada con la longitud; del tiempo que ha experimentado el sol. Si se usa la oposición del Sol y la Luna en lugar de la conjunción del Sol y la Luna, y se usa la sección transversal de la sombra umbral de la Tierra para reemplazar la rueda solar, entonces este límite es el límite del eclipse lunar. Cuando el Sol y la Luna son tangentes, la longitud del arco de la eclíptica desde la intersección amarillo-blanca hasta el centro del sol es la diferencia de longitud de la eclíptica entre el centro del sol y la intersección amarilla-blanca adyacente en este momento.
El tamaño del límite de alimentos está determinado por el tamaño del ángulo entre el amarillo y el blanco, la distancia entre la luna y la tierra, y la distancia entre el sol y la tierra. Estos factores están cambiando: el ángulo amarillo-blanco cambia entre 4°59′-5°18′; la distancia entre la Luna y la Tierra cambia entre 363.300 km (perigeo) y 405.500 km (apogeo); la tierra cambia entre 147 100 000 km (perihelio) y 152 100 000 km (afelio). Por lo tanto, el tamaño del límite del eclipse solar y el límite del eclipse lunar también están cambiando. Aquí, no podemos explicar sus tamaños específicos, solo podemos explicar sus reglas generales de cambio:
——Cuanto mayor sea el ángulo de intersección entre el amarillo y el blanco, menor será el límite del eclipse solar y el límite del eclipse lunar;
——Cuanto mayor es la distancia entre la Luna y la Tierra, menor es el radio aparente del disco lunar y menores son los límites del eclipse solar y lunar;
——Cuanto mayor es la distancia entre el sol y la tierra, cuanto menor es el radio aparente del disco solar, el límite del eclipse solar también es menor, pero el radio aparente de la sección de sombra de la Tierra aumenta, por lo que el límite del eclipse lunar también aumenta;
Se puede ver que cuando el ángulo entre el amarillo y el blanco, la distancia entre la luna y la tierra y la distancia entre el sol y la tierra son todos mayores, el límite del eclipse solar es el más pequeño, por el contrario, cuando los tres son los más pequeños, el límite del eclipse solar es el más grande. La situación del límite del eclipse lunar es diferente: cuando el ángulo entre el amarillo y el blanco, la distancia entre la Luna y la Tierra es la mayor, y la distancia entre el Sol y la Tierra es la más pequeña, el límite del eclipse lunar es el más pequeño por el contrario, cuando el ángulo entre el amarillo y el blanco, la distancia entre la luna y la tierra es el más pequeño, y la distancia entre el sol y la tierra es la más grande, el límite del eclipse lunar es el más grande.
Cuando la diferencia de longitud celeste entre el centro del disco solar y la intersección amarillo-blanca es menor que el límite mínimo de eclipse, inevitablemente ocurrirá un eclipse solar (lunar) cuando sea mayor que el; límite mínimo de eclipse pero menor que el límite máximo de eclipse, puede ocurrir un eclipse solar (lunar) mayor que Cuando se alcance el límite máximo de comida, no habrá comida;
Los tamaños de los límites de los eclipses solares (incluidos los eclipses parciales y los eclipses centrales) y los límites de los eclipses lunares (incluidos los eclipses penumbrales, los eclipses parciales y los eclipses totales) se comparan de la siguiente manera:
Desde el tabla anterior Se puede ver que el límite del eclipse lunar es ligeramente mayor que el límite del eclipse solar. Sin embargo, si no se incluyen los eclipses lunares penumbrales, el límite del eclipse solar es mucho mayor que el límite del eclipse lunar.
Para calcular el tamaño del límite del eclipse, además del radio aparente del Sol y de la Luna y el ángulo de la eclíptica, también se debe considerar el paralaje del horizonte del Sol y de la Luna.
S, E, M y M′ representan los centros del sol, la tierra y la luna respectivamente. En lo que respecta a un eclipse solar, cuando el disco lunar comienza a hacer contacto con el disco solar (menguante inicial), el ángulo entre el centro del sol y el centro de la luna con respecto al centro de la tierra es la latitud amarilla de la luna en ese momento. ∠SEM=∠SEA＋∠AEB＋∠BEM.
Entre ellos, ∠SEA y ∠BEM son los radios aparentes del sol y la luna respectivamente, representados por S⊙ y Smoon; ∠AEB=∠CBE—∠CAE, respectivamente, son el paralaje del horizonte de la luna y el sol, representados; por πluna y π⊙ representa, entonces tenemos
∠SEM=S⊙＋S Luna-π⊙+πLuna
Para un eclipse lunar, durante la menguante inicial, comienza la rueda lunar para contactar con la sección umbral de la Tierra (por conveniencia, la posición de la luna se reemplaza por un círculo complejo en lugar del eclipse inicial. En este momento, la latitud de la eclíptica de la luna es ∠TEM′-∠M′ED＋superior ∠DET). Entre ellos, ∠M'ED es el radio aparente S de la luna y ∠DET = ∠CDE - ∠ETD. ∠CDE es el paralaje del horizonte de la luna π luna y ∠ETD = ∠AES-∠CAE, que son el radio aparente del sol S⊙ y el paralaje del horizonte del sol π⊙ respectivamente. Entonces hay:
∠TEM′=S Luna + π Luna - S⊙ + π⊙
Sabemos que el sol y la luna tienen diámetros visuales similares, el promedio de los El primero es 15′59〃.6, y el segundo tiene un promedio de 15′32″.6. Pero el paralaje del horizonte es muy diferente: el paralaje del horizonte del Sol tiene un promedio de sólo 8."8, mientras que el paralaje del horizonte de la Luna tiene un promedio de 57'2". Se puede observar que ∠ SEM＞∠ TEM′. Cuanto mayor es la latitud amarilla, más lejos está la intersección de amarillo y blanco, es decir, el límite del eclipse solar> el límite del eclipse lunar.
La temporada de eclipses es un periodo de tiempo en el que es probable que se produzcan eclipses solares y lunares, y está relacionado con los límites de los eclipses. Dado que la ocurrencia de eclipses solares y lunares debe cumplir dos condiciones al mismo tiempo, no todas las lunas nuevas y lunares pueden ocurrir. Por lo tanto, los eclipses solares y lunares solo pueden ocurrir durante un período de tiempo específico en un año. Sabemos que las condiciones para que ocurran los eclipses solares y lunares son que el sol y la luna deben estar en el mismo nodo amarillo-blanco (eclipse solar) al mismo tiempo, o estar separados de dos nodos amarillo-blanco (eclipse lunar). o cerca de ellos. En comparación, la Luna pasa por el nodo amarillo-blanco con frecuencia (dos veces al mes), 24,5 veces al año, mientras que el Sol sólo pasa por el nodo una vez cada seis meses; Por lo tanto, que se produzca un eclipse solar o lunar en ese momento depende principalmente de si el sol está situado en o cerca del nodo amarillo-blanco. El período durante el cual el sol atraviesa su límite de alimento se llama temporada de alimento. En términos generales, hay dos temporadas alimentarias al año, con aproximadamente medio año de diferencia.
La duración de la temporada de alimentos depende principalmente del tamaño del límite de alimentos. Cuanto mayor sea el límite de alimentos, más larga será la temporada de alimentos. Según el tamaño del límite del eclipse y la velocidad del movimiento anual del sol (promedio de 59 pies por día), las personas pueden calcular el número aproximado de días de la temporada de eclipses. Por ejemplo, el límite mínimo de eclipse de un eclipse solar parcial es de 15,9°, entonces su temporada de eclipses no será inferior a 15,9°×2÷59′=32,2 días. Esta longitud excede la luna sinódica. Esto significa que durante este período la Luna debe llegar al nodo una vez. Por tanto, debe haber dos eclipses solares en un año. Si sucede, habrá uno al principio y al final de cada temporada de eclipses, por lo que habrá cuatro eclipses solares en un año.
Para poner otro ejemplo, el límite máximo de eclipse de un eclipse lunar parcial es de 11,9°, por lo que la duración de su temporada de eclipses no excederá los 11,9°×2÷59′=24,2 días. Esta duración es inferior a un mes sinódico. En otras palabras, durante este tiempo la Luna no necesariamente llega a los nodos. Por lo tanto, algunos años no hay ni siquiera un eclipse lunar, aunque lo haya, solo puede ser una vez por temporada de eclipses, y casualmente puede haber dos en un año;
Dado que los nodos amarillos y blancos retroceden hacia el oeste unos 20° cada año, un año de nodo (también llamado año de eclipse) sólo dura 346,2600 días, que es unos 19 días más corto que el año tropical. Por lo tanto, pueden ocurrir las dos situaciones siguientes:
Primero, hay dos temporadas de alimentación completas y una temporada de alimentación incompleta en un año. Si la primera temporada alimentaria comienza a principios de año, además de la tercera temporada alimentaria a mediados de año, también puede haber una tercera temporada alimentaria a mediados de diciembre del mismo año. En este caso, son posibles cinco eclipses solares y dos eclipses lunares durante el año. La segunda situación es que hay una temporada alimentaria completa (mitad de año) y dos temporadas alimentarias incompletas (principio y final de año) en un año. En este escenario, son posibles cuatro eclipses solares y tres lunares.
Tomemos como ejemplo la situación anterior. Supongamos que la primera temporada de eclipses comienza el 1 de enero, coincide con la conjunción del Año Nuevo y se produce un eclipse solar. En los próximos 346 días (un año de eclipse), en las circunstancias más favorables, pueden ocurrir cuatro eclipses solares y dos eclipses lunares en dos temporadas de eclipses.
La tercera temporada de eclipses comienza alrededor del 12 de diciembre. Dado que los 12 meses lunares duran 354,36 días, aproximadamente 8 días más que el año del eclipse, será necesario hasta alrededor del 20 de diciembre para que se produzca la decimotercera conjunción lunar. Se produce el último eclipse solar del año. Queda menos de medio mes sinódico, e incluso si se produjera un eclipse lunar, habría que esperar hasta principios de enero del próximo año. Sin embargo, esta situación es muy rara.
A nivel mundial, hay más eclipses solares que lunares. Pero en un lugar, los eclipses lunares se ven con mucha más frecuencia que los eclipses solares. Esto se debe a que durante un eclipse lunar, el eclipse es visible en un área amplia (visible desde todas las partes del hemisferio nocturno), mientras que durante un eclipse solar, solo es visible un área estrecha de la Tierra. Según las estadísticas, para un lugar específico, un eclipse lunar total ocurre en promedio una vez cada tres o cuatro años, pero un eclipse solar total tarda un promedio de cientos de años en ocurrir; Por eso, hay muchas personas en el mundo que nunca han visto un eclipse solar total en toda su vida.
El 22 de julio de 2009 nuestro país verá un eclipse solar total. El eclipse solar tiene una anchura de 230 kilómetros y una longitud de 3.000 kilómetros, abarcando el sur del Tíbet y la cuenca del río Yangtze. La fase de eclipse total dura de 5 a 6 minutos (la fase de eclipse solar total más larga dura aproximadamente 7 minutos) y coincide con el clima soleado y caluroso en pleno verano en Jiangnan, por lo que las condiciones de observación son excelentes. Esta será una oportunidad "única en la vida".
Períodos de eclipses solares y lunares
Las condiciones de los eclipses solares y lunares incluyen diversos factores astronómicos periódicos, y por tanto tienen una periodicidad estricta y compleja. En primer lugar, el eclipse solar debe ocurrir en la luna nueva y el eclipse lunar debe ocurrir en la luna nueva. El mes sinódico es el ciclo de las fases lunares, que tiene una duración de 29,5306 días. En segundo lugar, cuando ocurre un eclipse solar o lunar, el sol debe estar en la intersección amarillo-blanco o cerca de ella. El paso del sol por los nodos amarillo y blanco es un fenómeno cíclico y su ciclo es el año del nodo (año del eclipse), que es de 346,6200 días. En tercer lugar, cuando ocurre un eclipse solar o lunar, la luna también debe acercarse al nodo amarillo-blanco al mismo tiempo. El período en el que la luna pasa por el mismo nodo amarillo-blanco dos veces seguidas es un mes nodal. que son 27,2122 días. Además, cuando la luna está cerca del perigeo, se mueve rápidamente; cuando está cerca del apogeo, se mueve lentamente. Esta diferencia de distancia y velocidad también es un cambio cíclico, y su período es el mes del periapsis, que es de 27,5546 días.
Los cuatro ciclos anteriores se combinan en un ciclo más idéntico, es decir, su mínimo común múltiplo, que se llama ciclo de Saros. Su duración es de 6585,32 días, lo que equivale a 223 meses sinódicos, casi equivalente a 242 meses nodales, equivalente aproximadamente a 239 meses de periferia y 19 años de eclipse, listados de la siguiente manera:
Meses sinódicos (29,5306 días) × 223 = 6585,32 días
Mes nodal (27,2122 días) × 242 = 6585,35 días
Mes periférico (27,5546 días) × 239 = 6585,55 días
Año del eclipse ( 346,6200 días) × 19 = 6585,78 días
Según el calendario gregoriano actual, el ciclo de Saros equivale a 11,32 días en 18 años (si hay 5 años bisiestos en el período, serán 18 años y 10,32 días). Después de un período de tiempo tan largo, las posiciones relativas del Sol, la Luna y el nodo amarillo-blanco, así como la distancia entre la Luna y la Tierra, han vuelto casi a la misma situación que antes. Como resultado, reapareció la serie de eclipses solares y lunares del ciclo anterior. Dentro de un ciclo de Saros, generalmente hay un número igual de eclipses solares y lunares y los mismos tipos de eclipses solares y lunares. Al mismo tiempo, cada eclipse solar y lunar debe repetirse después de un ciclo de Saros. Por ejemplo, el eclipse solar anular del 23 de septiembre de 1987 volverá a ocurrir el 3 de octubre de 2005.
Sin embargo, dado que el ciclo de Saros no es un múltiplo entero del día solar, los dos eclipses solares o lunares correspondientes no ocurren al mismo tiempo dentro de un día. Son menos de 0,32 días de 1 día, es decir, aproximadamente 1/3 de días, lo que hace que el segundo eclipse solar o lunar correspondiente se retrase unas 8 horas, por lo que está a unos 120° de longitud hacia el oeste. Por ejemplo, el eclipse solar anular del 23 de septiembre de 1987 fue visible en lugares como Rusia, China y el Océano Pacífico mientras que el eclipse solar anular que ocurrirá el 3 de octubre de 2005 será visible en el Océano Atlántico, África y el Océano Pacífico; Océano Índico.
Además, el ciclo de Saros no es estrictamente igual a los múltiplos enteros del mes nodal, el mes periférico y el año del eclipse. Por lo tanto, los eclipses solares o lunares correspondientes son sólo ligeramente diferentes y no pueden ser exactamente iguales.
En definitiva, el ciclo de Saros no incluye todos los factores relacionados con los eclipses solares y lunares. Su simple regularidad no tiene un significado absoluto, por lo que no puede sustituir el cálculo específico de los eclipses solares y lunares.