Zatmění Slunce nastává, když se Měsíc dostane mezi Zemi a Slunce a Měsíc vrhne na Zemi stín. Zatmění Slunce může nastat pouze ve fázi novu, kdy Měsíc prochází přímo mezi Sluncem a Zemí a jeho stín dopadá na zemský povrch. To, zda při souhře vznikne úplné, částečné nebo prstencové zatmění Slunce, však závisí na několika faktorech, které jsou vysvětleny níže.
Jediné úplné zatmění Slunce v roce 2020 ohromilo pozorovatele oblohy v Jižní Americe i přes zataženou oblohu. Celý náš článek a fotografie si můžete přečíst zde!
To, že k zatmění vůbec může dojít, je dílem nebeské mechaniky a času. Od doby, kdy Měsíc asi před 4,5 miliardami let vznikl, se postupně vzdaluje od Země (asi o 1,6 palce, tedy 4 centimetry za rok). Právě teď se Měsíc nachází v ideální vzdálenosti, aby se na naší obloze objevil přesně ve stejné velikosti jako Slunce, a tudíž ho zastínil. Neplatí to však vždy.
Příští zatmění Slunce bude prstencové 10. června 2021. V dráze „ohnivého prstence“ se bude nacházet část severního Grónska, části nedalekého Baffinova zálivu, východní část Hudsonova zálivu a severovýchodní Rusko. Toto zatmění dosáhne vrcholu v 6:41 EDT (1041 GMT).
Typy zatmění Slunce
Existují čtyři typy zatmění Slunce: úplné, prstencové, částečné a hybridní. Zde je uvedeno, co jednotlivé typy způsobují:
Úplná zatmění Slunce
Ty jsou šťastnou náhodou přírody. Průměr Slunce 864 000 km je plných 400krát větší než průměr našeho maličkého Měsíce, který měří jen asi 2 160 km. Měsíc je však také asi 400krát blíže k Zemi než Slunce (poměr se mění, protože obě dráhy jsou eliptické), a proto když se oběžné roviny protnou a vzdálenosti se příznivě vyrovnají, může se zdát, že nov Měsíce zcela zakrývá sluneční disk. V průměru dochází k úplnému zatmění někde na Zemi přibližně každých 18 měsíců.
Ve skutečnosti existují dva typy stínů: umbra je ta část stínu, kde je veškeré sluneční světlo blokováno. Umbra má tvar tmavého štíhlého kužele. Je obklopen polostínem, světlejším, trychtýřovitým stínem, z něhož je sluneční světlo částečně zakryto.
Při úplném zatmění Slunce vrhá Měsíc na zemský povrch svou umbru; tento stín může za několik hodin obejít třetinu cesty kolem planety. Ti, kteří mají to štěstí, že se nacházejí v přímé dráze umbry, uvidí, jak se sluneční kotouč zmenšuje do půlměsíce, zatímco se k nim krajinou řítí temný stín Měsíce.
Během krátkého období totality, kdy je Slunce zcela zakryto, se odhalí nádherná koróna – slabá vnější atmosféra Slunce. Totalita může trvat až 7 minut a 31 sekund, i když většina úplných zatmění je obvykle mnohem kratší.
Částečné zatmění Slunce
Částečné zatmění Slunce nastává, když přes vás přechází pouze polostín (částečný stín). V těchto případech zůstává během zatmění vždy část Slunce na dohled. Jak velká část Slunce zůstane na dohled, závisí na konkrétních okolnostech.
Obvykle polostín dává naší planetě jen letmý zásah nad polárními oblastmi; v takových případech nemusí být v místech vzdálených od pólů, ale přesto v zóně polostínu vidět o mnoho více než malý škraloup Slunce zakrytý Měsícem. V jiném případě ti, kteří se nacházejí do vzdálenosti několika tisíc kilometrů od dráhy úplného zatmění, uvidí částečné zatmění.
Čím blíže jste dráze totality, tím větší je sluneční zákryt. Pokud se například nacházíte těsně za dráhou úplného zatmění, uvidíte, jak se Slunce zmenšuje na úzký půlměsíc a poté opět zhoustne, když stín projde kolem.
Prstencovité zatmění Slunce
Prstencovité zatmění je sice vzácná a úžasná podívaná, ale od úplného zatmění se značně liší. Obloha se zatáhne … poněkud; jakýsi podivný „falešný soumrak“, protože se stále ukazuje velká část Slunce. Prstencové zatmění je poddruhem částečného zatmění, nikoliv úplného. Maximální doba trvání prstencového zatmění je 12 minut a 30 sekund.
Prstencové zatmění Slunce je však podobné úplnému zatmění v tom, že Měsíc zdánlivě prochází středem Slunce. Rozdíl je v tom, že Měsíc je příliš malý na to, aby zcela zakryl sluneční disk. Protože Měsíc obíhá kolem Země po eliptické dráze, jeho vzdálenost od Země se může pohybovat od 221 457 mil do 252 712 mil. Kužel tmavého stínu měsíční umbry však nemůže sahat dále než na vzdálenost 235 700 mil; to je méně, než je průměrná vzdálenost Měsíce od Země.
Pokud je tedy Měsíc v nějaké větší vzdálenosti, špička umbry k Zemi nedosáhne. Při takovém zatmění dosahuje k Zemi antumbra, teoretické pokračování umbry, a každý, kdo se v ní nachází, může vzhlédnout za obě strany umbry a spatřit prstenec neboli „ohnivý prstenec“ kolem Měsíce. Dobrou analogií je položení mince na niklák, přičemž mince představuje Měsíc a niklák Slunce.
Hybridní zatmění Slunce
Těmto zatměním se také říká prstencově-totální („A-T“). K tomuto zvláštnímu typu zatmění dochází, když se vzdálenost Měsíce blíží hranici, kdy umbra dosáhne Země. Ve většině případů začíná A-T zatmění jako prstencové, protože hrot umbry nedosáhne kontaktu se Zemí; pak se stane úplným, protože kulatost planety dosáhne až nahoru a zachytí hrot stínu blízko středu dráhy, a nakonec se ke konci dráhy vrátí k prstencovému.
Protože se zdá, že Měsíc prochází přímo před Sluncem, nazývají se úplné, prstencové a hybridní zatmění také „centrální“, aby se odlišila od zatmění, která jsou pouze částečná.
Ze všech zatmění Slunce je asi 28 % úplných, 35 % částečných, 32 % prstencových a jen 5 % hybridních.
Předpovědi zatmění Slunce
Zatmění samozřejmě nenastávají při každém novoluní. Je to proto, že dráha Měsíce je vůči dráze Země kolem Slunce skloněna o něco více než 5 stupňů. Z tohoto důvodu prochází stín Měsíce obvykle buď nad Zemí, nebo pod ní, takže k zatmění Slunce nedojde.
Zpravidla se však minimálně dvakrát ročně (a někdy až pětkrát za rok) novoluní srovná právě tak, aby došlo k zatmění Slunce. Tomuto bodu zarovnání se říká uzel. Podle toho, jak blízko se novoluní k uzlu přiblíží, se určí, zda bude konkrétní zatmění centrální nebo částečné. A samozřejmě vzdálenost Měsíce od Země – a v menší míře i vzdálenost Země od Slunce – nakonec určí, zda je centrální zatmění úplné, prstencové nebo hybridní.
A k těmto vyrovnáním nedochází náhodně, neboť po určitém časovém intervalu se zatmění opakuje nebo vrací. Tento interval je znám jako Sarosův cyklus a byl znám již v dobách prvních chaldejských astronomů asi před 28 stoletími. Slovo Saros znamená „opakování“ a rovná se 18 letům, tedy 11⅓ dnům (nebo o den méně či více v závislosti na počtu přestupných let, které mezi nimi nastaly). Po tomto intervalu jsou relativní polohy Slunce a Měsíce vůči uzlu téměř stejné jako předtím. Tato třetina dne v intervalu způsobuje, že dráha každého zatmění z řady je posunuta v zeměpisné délce o třetinu cesty kolem Země na západ vzhledem ke svému předchůdci.
Například 29. března 2006 se úplné zatmění přehnalo přes část západní a severní Afriky a poté přes jižní Asii. O jeden saros později, 8. dubna 2024, se toto zatmění zopakuje, jen místo Afriky a Asie bude probíhat přes severní Mexiko, střední a východní část Spojených států a přímořské provincie Kanady.
Bezpečnost při zatmění Slunce
Při blížícím se zatmění Slunce se v mainstreamových médiích často objevují různá varování a doporučení, aby se lidé nedívali do Slunce holýma očima, protože by mohlo dojít k oslepnutí. To ve většině lidí vyvolává představu, že zatmění je nebezpečné.
Není tomu tak!
Nebezpečné je Slunce – a to neustále! Slunce neustále vyzařuje neviditelné infračervené paprsky, které mohou poškodit vaše oči. Za normálních okolností nemáme důvod dívat se do slunce. Zatmění nám dává důvod, ale neměli bychom.
Existují však bezpečné způsoby…
Daleko nejbezpečnějším způsobem, jak pozorovat zatmění Slunce, je zkonstruovat „dírkovou kameru“. Pomocí dírkové komory nebo malého otvoru se vytvoří obraz Slunce na obrazovce umístěné asi 3 stopy (nebo asi 1 metr) za otvorem. K promítání zvětšeného obrazu Slunce na bílou kartu lze použít také dalekohled nebo malý teleskop umístěný na stativu. Čím je karta vzdálenější, tím větší obraz můžete zaostřit. Hledejte sluneční skvrny. Všimněte si, že Slunce se zdá být na svém okraji poněkud tmavší. Tento způsob pozorování Slunce je bezpečný, pokud si pamatujete, že se nesmíte dívat skrz dalekohled nebo teleskop, když jsou namířeny směrem ke Slunci; jinak řečeno, nikdy se nedívejte přímo na Slunce, když je vidět jakákoli část jeho oslnivě jasného povrchu.
Variantou na téma dírkové komory je „dírkové zrcadlo“. Zakryjte kapesní zrcátko kouskem papíru, do kterého je vyražena díra o velikosti ¼ palce. Otevřete okno obrácené ke slunci a zakryté zrcátko položte na parapet osvícený sluncem tak, aby odráželo světelný kotouč na vzdálenou stěnu uvnitř. Světelný kotouč je obrazem tváře Slunce. Čím dále od stěny, tím lépe; obraz bude mít průměr pouze 1 palec na každých 9 stop (nebo 3 centimetry na každé 3 metry) od zrcadla. K udržení zrcadla na místě se dobře hodí modelína. Experimentujte s různě velkými otvory v papíru. Opět platí, že s velkým otvorem je obraz jasný, ale rozmazaný, a s malým otvorem je matný, ale ostrý. Místnost co nejvíce zatemněte. Nezapomeňte si to předem vyzkoušet, abyste se ujistili, že optická kvalita zrcadla je dostatečně dobrá pro promítání čistého, kulatého obrazu. Samozřejmě nikomu nedovolte, aby se na slunce v zrcadle díval.
Jestliže se nacházíte v blízkosti listnatých stromů, podívejte se na stín, který vrhají během částečných fází. Co uvidíte? Stojí to za vyfotografování? Uvidíte desítky částečně zatmělých Sluncí promítaných dírkovanými mezerami mezi listy. Je to způsobeno difrakcí, vlastností světla. Podle Vince Huegeleho, optického fyzika z Marshallova střediska vesmírných letů NASA, světelné paprsky nevystřelují přímo okrajem mezer neboli dírkou, ale ohýbají se kolem okraje. Tento vlnový efekt vytváří obrazec prstenců, který připomíná býčí oko.
Mezi přijatelné filtry pro vizuální pozorování Slunce bez pomoci patří aluminizovaný Mylar. Někteří prodejci astronomických materiálů prodávají filtrační materiál Mylar speciálně určený pro pozorování Slunce. Přijatelné je také obloukové svářečské sklo odstínu 14, které je k dostání za několik dolarů v obchodech se svářečskými potřebami. Samozřejmě je vždy dobré vyzkoušet si filtry a/nebo pozorovací techniky před dnem zatmění.
Mezi nepřijatelné filtry patří sluneční brýle, staré barevné filmové negativy, černobílý film, který neobsahuje stříbro, fotografické filtry s neutrální hustotou a polarizační filtry. Přestože tyto materiály mají velmi nízkou úroveň propustnosti viditelného světla, propouštějí nepřijatelně vysokou úroveň blízkého infračerveného záření, které může způsobit tepelné popálení sítnice. Skutečnost, že se vám slunce zdá tlumené nebo že při pohledu na slunce přes tyto typy filtrů nepociťujete žádné nepříjemné pocity, není zárukou, že jsou vaše oči v bezpečí.
Existuje jeden okamžik, kdy se můžete bezpečně dívat přímo na slunce: při úplném zatmění, kdy je sluneční kotouč zcela zakryt. Během těchto několika vzácných vteřin nebo minut se nádherná koróna rozzáří v celé své kráse a obklopí potemnělé Slunce; je to úžasný lem perleťově bílého světla. Její velikost, odstíny a vzory se liší od zatmění k zatmění. Vždy je slabá a jemná, s leskem podobným bledé polární záři. Má proměnlivý vzhled. Někdy má jemný souvislý vzhled, jindy z něj dlouhé paprsky vystřelují do tří nebo čtyř směrů. Může vystupovat z disku v podobě filmových plátků a stužek. Když se však Slunce začne opět vynořovat na obzoru, koróna rychle zmizí a vy si budete muset opět chránit oči.
Zatmění Slunce v dávné historii
Pokud můžeme určit, k nejstaršímu záznamu zatmění Slunce došlo před více než čtyřmi tisíciletími. V Číně se věřilo, že postupné zhasínání Slunce způsobuje drak, který se snaží Slunce pohltit, a povinností dvorních astronomů bylo střílet šípy, tlouct na bubny a vyvolávat jakoukoli kakofonii, aby draka zaplašili.
V klasické staročínské knize Šu-ťing (neboli Knize dokumentů) je vyprávění o Hsi a Ho, dvou dvorních astronomech, které zatmění Slunce zastihlo zcela nevědomé, protože se těsně před začátkem události opili. Čung Kchang, čtvrtý císař dynastie Sia, následně nařídil, aby byli Hsi a Ho potrestáni useknutím hlavy. Zmíněné zatmění se odehrálo 22. října roku 2134 př. n. l.
V Bibli, v knize Ámos 8,9, jsou uvedena slova: „Způsobím, aby slunce zapadlo v poledne, a za jasného dne zatemním zemi.“
V Bibli, v knize Ámos 8,9, jsou uvedena slova: „Způsobím, aby slunce zapadlo v poledne, a za jasného dne zatemním zemi.“ Bibličtí badatelé se domnívají, že jde o odkaz na slavné zatmění, které bylo pozorováno v Ninive ve starověké Asýrii 15. června 763 př. n. l. O této události svědčí také asyrská tabulka.
Zatmění Slunce dokonce zastavilo válku.
Podle historika Hérodota zuřila pět let válka mezi Lýdijci a Médy. Když se válka chýlila ke svému šestému roku, řecký mudrc Thalés z Milétu předpověděl Ióncům, že se brzy přiblíží doba, kdy se den změní v noc. Dne 17. května 603 př. n. l. slunce pohaslo přesně tak, jak Thalés předpověděl. Bojovníci tedy uvěřili, že jde o znamení shůry, a uzavřeli příměří, které bylo stvrzeno dvojím sňatkem, neboť, jak napsal Hérodotos: „Bez nějakého pevného pouta je v lidských smlouvách jen málo jistoty.“
Nový význam výrazu „vyděšený k smrti“ dává bázlivý císař Ludvík Bavorský, syn Karla Velikého, který byl 5. května 840 n. l. svědkem neobvykle dlouhého úplného zatmění Slunce, jež trvalo více než pět minut. Sotva se však Slunce začalo znovu objevovat na obzoru, byl Ludvík tak ohromen tím, co právě viděl, že zemřel strachy.
Moderní studium zatmění
Studiem zatmění se astronomové naučili mnoho nového a v 18. století byla pozorování zatmění Slunce uznávána jako skutečná pokladnice astronomických informací, i když někdy nebylo snadné tyto informace získat.
Samuel Williams, profesor na Harvardu, vedl expedici do Penobscotského zálivu ve státě Maine, aby pozoroval úplné zatmění Slunce 27. října 1780. Jak se ukázalo, toto zatmění se odehrálo během revoluční války a Penobscotský záliv ležel za nepřátelskou linií. Britové naštěstí výpravě umožnili bezpečný průjezd, přičemž se odvolávali na zájem vědy, který byl nadřazen politickým sporům.
A přesto to nakonec bylo všechno k ničemu.
Williams se zřejmě dopustil zásadní chyby ve svých výpočtech a nedopatřením umístil své muže na Islesboro – těsně mimo dráhu totality -, což pravděpodobně s těžkým srdcem zjistil, když zužující se srpek slunečního světla zcela sklouzl po tmavém okraji Měsíce a poté začal houstnout!“
Při úplném zatmění Slunce se může zdát, že se kolem černého měsíčního kotouče vznáší několik rubínově červených skvrn. Jedná se o sluneční protuberance, jazyky žhavého vodíkového plynu, které vystupují nad povrch Slunce. Během úplného zatmění 18. srpna 1868 francouzský astronom Pierre Janssen zaměřil svůj spektroskop na protuberance a objevil nový chemický prvek. Dva angličtí astronomové, J. Norman Lockyer a Edward Frankland, jej později pojmenovali „helium“ z řeckého helios (Slunce). Tento plyn byl na Zemi identifikován až v roce 1895.
A protože během úplného zatmění je sluneční světlo blokováno, lze na potemnělé obloze pozorovat některé jasnější hvězdy a planety. Za takových podmínek mohli astronomové ověřit část dnes již slavné Einsteinovy obecné teorie relativity. Tato teorie předpovídala, že světlo z hvězd za Sluncem se při průchodu kolem Slunce určitým způsobem vychýlí z přímé dráhy. Polohy hvězd vyfotografovaných v blízkosti okraje Slunce během úplného zatmění 29. května 1919 byly porovnány s fotografiemi stejné oblasti oblohy pořízenými v noci; výsledky silně podpořily Einsteinovu teorii.
Naše moderní technika dnes astronomům umožňuje provádět většinu pozorování, která kdysi musela čekat na zatmění. Úplné zatmění Slunce však vždy zůstane jedním z nejpůsobivějších přírodních úkazů a je to podívaná, na kterou se bude vždy vzpomínat. Určitě si ho zapište na svůj seznam, nebudete zklamáni.
Další zdroje
- Mr. Eclipse.com poskytuje zdroje pro fotografování zatmění.
- Sledovat mnoho informací od Eclipse Chasers.
- Webové stránky NASA věnované zatmění obsahují kalendáře, mapy a informace o minulých a budoucích zatměních Slunce a Měsíce.
.