Napfogyatkozás akkor következik be, amikor a Hold a Föld és a Nap közé kerül, és a Hold árnyékot vet a Földre. Napfogyatkozásra csak újhold fázisában kerülhet sor, amikor a Hold közvetlenül a Nap és a Föld között halad el, és árnyéka a Föld felszínére esik. De hogy az együttállás teljes napfogyatkozást, részleges napfogyatkozást vagy gyűrűs napfogyatkozást eredményez-e, az több tényezőtől függ, amelyek mindegyike az alábbiakban kerül kifejtésre.
A 2020-as év egyetlen teljes napfogyatkozása a borult égbolt ellenére is lenyűgözte az égi megfigyelőket Dél-Amerikában. Olvassa el teljes cikkünket és nézze meg a fotókat itt!
A tény, hogy egy napfogyatkozás egyáltalán bekövetkezhet, az égi mechanika és az idő szerencséje. Mióta a Hold körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt kialakult, fokozatosan távolodik a Földtől (évente körülbelül 1,6 hüvelykkel, azaz 4 centiméterrel). Jelenleg a Hold tökéletes távolságban van ahhoz, hogy égboltunkon pontosan ugyanolyan méretűnek tűnjön, mint a Nap, és így eltakarja azt. De ez nem mindig van így.
A következő napfogyatkozás egy gyűrűs napfogyatkozás lesz 2021. június 10-én. Észak-Grönland egy része, a közeli Baffin-öböl egy része, a Hudson-öböl keleti része és Oroszország északkeleti része a “tűzgyűrű” útjába kerül. Ez a napfogyatkozás reggel 6:41-kor EDT (1041 GMT) fog tetőzni.
A napfogyatkozások típusai
A napfogyatkozásoknak négy típusa van: teljes, gyűrűs, részleges és hibrid. Íme, mi okozza az egyes típusokat:
Teljes napfogyatkozás
A természet szerencsés véletlenje. A Nap 864 000 mérföldes átmérője teljesen 400-szor nagyobb, mint a mi kicsinyes Holdunké, amely mindössze kb. 2160 mérföldes. De a Hold történetesen 400-szor közelebb van a Földhöz, mint a Naphoz (az arány változik, mivel mindkét pálya elliptikus), és ennek eredményeként, amikor a pályasíkok metszik egymást, és a távolságok kedvezően illeszkednek, az újhold úgy tűnhet, hogy teljesen eltakarja a Nap korongját. Átlagosan körülbelül 18 havonta fordul elő teljes napfogyatkozás valahol a Földön.
Valójában kétféle árnyék létezik: az umbra az árnyéknak az a része, ahol az összes napfényt elzárják. Az umbra egy sötét, karcsú kúp alakját veszi fel. Ezt veszi körül a félárnyék, egy világosabb, tölcsér alakú árnyék, amelyből a napfényt részben eltakarja.
Teljes napfogyatkozáskor a Hold az umbráját a Föld felszínére vetíti; ez az árnyék néhány óra alatt a bolygó egyharmadát is körbejárhatja. Azok, akik elég szerencsések ahhoz, hogy az umbra közvetlen útvonalában helyezkedjenek el, láthatják, ahogy a napkorong félholddá zsugorodik, miközben a Hold sötét árnyéka a tájon keresztül feléjük siet.
A totalitás rövid időszakában, amikor a Napot teljesen eltakarja, feltárul a gyönyörű korona – a Nap vékony külső légköre. A totalitás akár 7 perc 31 másodpercig is eltarthat, bár a legtöbb teljes napfogyatkozás általában sokkal rövidebb.
Parciális napfogyatkozás
A részleges napfogyatkozás akkor következik be, amikor csak a félárnyék (a részleges árnyék) halad át felettünk. Ilyenkor a Nap egy része mindig látható marad a napfogyatkozás alatt. Az, hogy a Nap mekkora része marad látható, az adott körülményektől függ.
A félárnyék általában csak egy pillantást ad bolygónkra a sarkvidékek felett; ilyenkor a pólusoktól távol eső, de a félárnyék zónájába eső helyeken talán nem is látnak többet, mint a Hold által eltakart Nap egy kis fésűskagylóját. Egy másik forgatókönyv szerint azok, akik a teljes napfogyatkozás útvonalától néhány ezer mérföldön belül helyezkednek el, részleges napfogyatkozást fognak látni.
Minél közelebb vagyunk a totalitás útvonalához, annál nagyobb a napfogyatkozás. Ha például éppen a teljes napfogyatkozás útvonalán kívül helyezkedik el, akkor látni fogja, ahogy a Nap keskeny sarlóvá fogyatkozik, majd az árnyék elhaladtával ismét megvastagszik.
Gyűrűs napfogyatkozás
A gyűrűs napfogyatkozás, bár ritka és lenyűgöző látvány, messze különbözik a teljes napfogyatkozástól. Az ég elsötétül … némileg; egyfajta furcsa “hamisított szürkület”, mivel a Nap nagy része még mindig látszik. A gyűrűs napfogyatkozás a részleges napfogyatkozás egyik alfaja, nem teljes. A gyűrűs napfogyatkozás maximális időtartama 12 perc 30 másodperc.
A gyűrűs napfogyatkozás azonban abban hasonlít a teljes napfogyatkozáshoz, hogy a Hold látszólag középen halad át a Napon. A különbség az, hogy a Hold túl kicsi ahhoz, hogy teljesen eltakarja a napkorongot. Mivel a Hold elliptikus pályán kering a Föld körül, a Földtől való távolsága 221 457 mérföld és 252 712 mérföld között változhat. A Hold umbrájának sötét árnyékkúpja azonban legfeljebb 235 700 mérföldig terjedhet; ez kevesebb, mint a Hold átlagos távolsága a Földtől.
Ha tehát a Hold valamilyen nagyobb távolságban van, az umbra csúcsa nem éri el a Földet. Egy ilyen napfogyatkozás során az antumbra, az umbra elméleti folytatása eléri a földet, és aki ezen belül helyezkedik el, felnézhet az umbra két oldalán túlra, és egy gyűrűt, vagy “tűzgyűrűt” láthat a Hold körül. Jó hasonlat, ha egy fillért teszünk egy ötcentesre, a fillér a Hold, az ötcentes a Nap.
Hybrid napfogyatkozások
Ezeket gyűrűs-teljes (“A-T”) fogyatkozásoknak is nevezik. Ez a különleges típusú napfogyatkozás akkor következik be, amikor a Hold távolsága közel van ahhoz a határhoz, hogy az umbra elérje a Földet. A legtöbb esetben az A-T napfogyatkozás gyűrűs napfogyatkozásként kezdődik, mert az árnyékcsúcs éppen csak nem éri el a Földet; majd totálissá válik, mert a bolygó gömbölyűsége felér és az árnyékcsúcsot az út közepe táján elkapja, majd végül az út vége felé visszatér a gyűrűs állapotba.
Mert mivel a Hold látszólag közvetlenül a Nap előtt halad el, a teljes, gyűrűs és hibrid fogyatkozásokat “központi” fogyatkozásoknak is nevezik, hogy megkülönböztessék őket a csupán részleges fogyatkozásoktól.
A napfogyatkozások mintegy 28%-a teljes, 35%-a részleges, 32%-a gyűrűs, és mindössze 5%-a hibrid.
Napfogyatkozások előrejelzése
A napfogyatkozások természetesen nem minden újholdkor következnek be. Ennek az az oka, hogy a Hold pályája alig több mint 5 fokot dől el a Föld Nap körüli pályájához képest. Emiatt a Hold árnyéka általában vagy a Föld felett vagy alatt halad el, így napfogyatkozás nem következik be.
De általában évente legalább kétszer (és néha egy évben akár ötször is) egy újhold éppen úgy igazodik, hogy napfogyatkozást okozzon. Ezt az igazodási pontot nevezzük csomópontnak. Attól függően, hogy az újhold mennyire közelíti meg a csomópontot, függ, hogy az adott napfogyatkozás központi vagy részleges lesz-e. És természetesen a Holdnak a Földtől való távolsága – és kisebb mértékben a Földnek a Naptól való távolsága – fogja végső soron meghatározni, hogy egy központi napfogyatkozás teljes, gyűrűs vagy hibrid-e.
És ezek az összehangolódások nem véletlenszerűen történnek, mert egy bizonyos időintervallum után a napfogyatkozás megismétlődik vagy visszatér. Ezt az intervallumot Saros-ciklusnak nevezik, és már a korai káldeus csillagászok idejében, mintegy 28 évszázaddal ezelőtt is ismert volt. A Saros szó “ismétlődést” jelent, és 18 évnek, 11⅓ napnak felel meg (vagy egy nappal kevesebbnek vagy többnek a közbeeső szökőévek számától függően). Ezen intervallum után a Nap és a Hold egy csomóponthoz viszonyított relatív helyzete majdnem ugyanaz, mint korábban. Ez a harmadnapnyi intervallum azt okozza, hogy a sorozat minden egyes napfogyatkozásának útvonala a Föld körüli hosszúság egyharmadával nyugat felé tolódik el az elődjéhez képest.
2006. március 29-én például teljes napfogyatkozás söpört végig Nyugat- és Észak-Afrika egyes részein, majd Dél-Ázsián. Egy Sarossal később, 2024. április 8-án ez a napfogyatkozás megismétlődik, csakhogy Afrika és Ázsia helyett Észak-Mexikón, az Egyesült Államok középső és keleti részén és Kanada tengerparti tartományain fog végigvonulni.
Napfogyatkozás biztonsága
A napfogyatkozás közeledtével a mainstream média gyakran különböző figyelmeztetésekkel és tanácsokkal szolgál, hogy ne nézzünk a Napba puszta szemmel, mert vakságot okozhat. Ez a legtöbb emberben azt a képzetet keltette, hogy a napfogyatkozások veszélyesek.
Nem így van!
A nap az, ami veszélyes – mindig! A Nap folyamatosan láthatatlan infravörös sugarakat bocsát ki, amelyek károsíthatják a szemünket. Általában nincs okunk arra, hogy a Napot bámuljuk. Egy napfogyatkozás okot ad rá, de nem szabad.
Vannak azonban biztonságos módszerek…
A napfogyatkozás megtekintésének messze legbiztonságosabb módja egy “lyukkamera” építése. Egy tűlyuk vagy kis nyílás segítségével képet alkotunk a Napról egy képernyőn, amelyet a nyílás mögött kb. 3 láb (vagy kb. 1 méter) magasságban helyezünk el. Egy állványra szerelt távcső vagy egy kis távcső is használható a Nap nagyított képének egy fehér kártyára történő kivetítésére. Minél távolabb van a kártya, annál nagyobbra lehet fókuszálni a képet. Keresse meg a napfoltokat. Vegye észre, hogy a Nap a pereme vagy széle körül kissé sötétebbnek tűnik. A napmegfigyelésnek ez a módszere mindaddig biztonságos, amíg nem felejted el, hogy ne nézz át a távcsövön vagy a távcsövön, amikor az a Nap felé van irányítva; másképpen fogalmazva, soha ne nézz közvetlenül a Napba, amikor vakítóan fényes felszínének bármely része látható.
A lyukkamerás téma egy változata a “lyukkamerás tükör”. Fedjünk le egy zsebtükröt egy papírdarabbal, amelybe egy ¼ hüvelykes lyukat lyukasztunk. Nyissunk ki egy napra néző ablakot, és helyezzük a lefedett tükröt a napsütötte párkányra úgy, hogy az egy fénykorongot tükrözzön a belső, távoli falra. A fénykorong a nap arcának képe. Minél távolabb van a faltól, annál jobb; a kép a tükör minden 9 láb (vagy 3 centiméter) után csak 1 hüvelyk átmérőjű lesz. A modellezőgyurma jól működik a tükör rögzítéséhez. Kísérletezz különböző méretű lyukakkal a papíron. A nagy lyuk ismét világos, de homályos képet eredményez, a kicsi pedig homályos, de éles képet. Sötétítsd el a szobát, amennyire csak lehet. Mindenképpen próbáld ki ezt előzetesen, hogy megbizonyosodj arról, hogy a tükör optikai minősége elég jó ahhoz, hogy tiszta, kerek képet vetítsen. Természetesen ne engedje, hogy bárki is a napot nézze a tükörben.
Ha lombos fák közelében van, nézze meg az általuk vetett árnyékot a részleges fázisok alatt. Mit látsz? Érdemes lefényképezni? Rengeteg részlegesen fogyatkozó napot fogsz látni a levelek közötti tűlyuknyi réseken keresztül kivetítve. Ezt a fény egyik tulajdonsága, a diffrakció okozza. Vince Huegele, a NASA Marshall Űrrepülési Központ optikai fizikusa szerint a fénysugarak nem egyenesen lövellnek el a rések peremén, vagyis egy tűlyukon, hanem meghajlanak a perem körül. Ez a hullámhatás gyűrűkből álló mintázatot hoz létre, amely egy bikaszemhez hasonlít.
A segédeszköz nélküli vizuális napmegfigyeléshez elfogadható szűrők közé tartozik az aluminizált mylar. Egyes csillagászati szakkereskedők kifejezetten napmegfigyelésre tervezett Mylar szűrőanyagot forgalmaznak. Szintén elfogadható a 14-es árnyalatú ívhegesztő üveg, amely néhány dollárért kapható a hegesztőellátó boltokban. Természetesen mindig jó ötlet a napfogyatkozás napja előtt tesztelni a szűrőket és/vagy a megfigyelési technikákat.
Az elfogadhatatlan szűrők közé tartoznak a napszemüvegek, a régi színes filmnegatívok, az ezüstöt nem tartalmazó fekete-fehér filmek, a fotográfiai semleges sűrűségű szűrők és a polarizációs szűrők. Bár ezeknek az anyagoknak nagyon alacsony a látható fényt áteresztő szintje, elfogadhatatlanul nagy mennyiségű közeli infravörös sugárzást bocsátanak ki, ami termikus retinaégést okozhat. Az a tény, hogy a nap halványnak tűnik, vagy hogy nem érez kellemetlen érzést, amikor az ilyen típusú szűrőkön keresztül nézi a napot, nem garancia arra, hogy a szeme biztonságban van.
Egyetlen alkalommal nézhet biztonságosan közvetlenül a napba: teljes napfogyatkozáskor, amikor a napkorong teljesen beborul. Az alatt a néhány értékes másodperc vagy perc alatt a csodálatos korona teljes pompájában ragyogja körül az elsötétített Napot; a gyöngyházfehér fény csodálatos szegélye. Méretében, árnyalataiban és mintázatában napfogyatkozásról napfogyatkozásra változik. Mindig halvány és finom, fénye olyan, mint egy halvány sarki fény. Változó a megjelenése. Néha lágy, folyamatos megjelenésű; máskor hosszú sugarak lövellnek ki belőle három vagy négy irányba. Előfordulhat, hogy filmszerű szirmokban és patakokban emelkedik ki a korongból. Amikor azonban a Nap ismét kezd a látóterünkbe kerülni, a korona gyorsan eltűnik, és ismét védeni kell a szemünket.
Napfogyatkozások az ókori történelemben
Amilyen jól tudjuk, a legkorábbi feljegyzés napfogyatkozásról több mint négy évezreddel ezelőtt történt. Kínában úgy hitték, hogy a Nap fokozatos eltompulását egy sárkány okozza, amely megpróbálja felfalni a Napot, és az udvari csillagászok feladata volt nyilakat lőni, dobolni és bármilyen kakofóniát kelteni, hogy elijesszék a sárkányt.
Az ősi kínai klasszikus Shujing (vagy iratok könyve) beszámol Hsziről és Hóról, két udvari csillagászról, akiket teljesen váratlanul ért egy napfogyatkozás, mivel közvetlenül az esemény kezdete előtt berúgtak. Az eseményt követően Zhong Kang, a Xia-dinasztia negyedik császára elrendelte, hogy Hszit és Hót fejük levágásával büntessék. A szóban forgó napfogyatkozás az i. e. 2134. év október 22-én volt.
A Bibliában, Ámosz 8:9-ben olvashatóak a következő szavak: “A napot délben lemenekítem, és elsötétítem a Földet a derült napon”. A bibliakutatók úgy vélik, hogy ez egy híres napfogyatkozásra utal, amelyet az ókori Asszíriában, Ninivében észleltek Kr. e. 763. június 15-én. Egy asszír tábla is tanúskodik az eseményről.
Egy napfogyatkozás még egy háborút is megállított.
A történész Hérodotosz szerint öt évig tartó háború dúlt a lídiaiak és a médek között. Amikor a háború a hatodik évébe lépett, egy görög bölcs, a milétoszi Thalész megjósolta a jóniaiaknak, hogy hamarosan elérkezik az idő, amikor a nappal éjszakába fordul. Kr. e. 603. május 17-én a nap épp úgy elhalványult, ahogyan azt Thalész megjósolta. A harcoló felek tehát abban a hitben, hogy ez egy felülről jövő jel volt, fegyverszünetet kötöttek, amelyet kettős házasságkötéssel erősítettek meg, mert ahogy Hérodotosz írta: “Valami erős kötelék nélkül kevés biztonságot nyújtanak az emberek szövetségei.”
A “halálra rémült” kifejezésnek pedig új értelmet ad a félénk Bajor Lajos császár, Nagy Károly fia, aki Kr. u. 840. május 5-én tanúja volt egy szokatlanul hosszú, több mint öt percig tartó teljes napfogyatkozásnak. De alighogy a Nap kezdett újra a látóterébe kerülni, Lajost annyira lenyűgözte, amit az imént látott, hogy meghalt az ijedtségtől.
A napfogyatkozások modern tanulmányozása
A csillagászok sokat tanultak a napfogyatkozások tanulmányozása révén, és a 18. századra a napfogyatkozások megfigyeléseit úgy ismerték fel, mint amelyek csillagászati információk valóságos kincsesbányáját szolgáltatják, bár néha nem volt könnyű hozzájutni ezekhez az információkhoz.
Samuel Williams, a Harvard professzora expedíciót vezetett a Maine állambeli Penobscot-öbölbe, hogy megfigyelje az 1780. október 27-i teljes napfogyatkozást. Mint kiderült, ez a napfogyatkozás a függetlenségi háború idején történt, és a Penobscot-öböl az ellenséges vonalak mögött feküdt. Szerencsére a britek megadták az expedíciónak a biztonságos átkelést, arra hivatkozva, hogy a tudomány érdeke fontosabb a politikai nézeteltéréseknél.
Az egész végül mégis hiábavalónak bizonyult.
Williams nyilvánvalóan döntő hibát vétett a számításaiban, és véletlenül Islesborónál – éppen a teljesség útvonalán kívül – helyezte el az embereit – valószínűleg nehéz szívvel jött rá erre, amikor a napfény szűkülő sarlója teljesen körbecsúszott a hold sötét széle körül, majd sűrűsödni kezdett!
Teljes napfogyatkozáskor néhány rubinvörös folt látszik lebegni a hold koromfekete korongja körül. Ezek napkitüremkedések, izzó hidrogéngázból álló, a Nap felszíne fölé emelkedő nyelvek. Az 1868. augusztus 18-i teljes napfogyatkozás során Pierre Janssen francia csillagász a protuberanciákra irányította spektroszkópját, és felfedezett egy új kémiai elemet. Két angol csillagász, J. Norman Lockyer és Edward Frankland később héliumnak nevezte el, a görög helios (a Nap) szóból. A gázt a Földön csak 1895-ben azonosították.
És mivel a teljes napfogyatkozás során a napfényt eltakarják, a fényesebb csillagok és bolygók közül néhányat meg lehet figyelni a sötét égbolton. Ilyen körülmények között a csillagászok tesztelni tudták Einstein ma már ünnepelt általános relativitáselméletének egy részét. Ez az elmélet azt jósolta, hogy a Napon túli csillagok fénye egy bizonyos módon elhajlik az egyenes útról, amikor elhalad a Nap mellett. Az 1919. május 29-i teljes napfogyatkozás során a Nap peremének közelében lefényképezett csillagok helyzetét összehasonlították az égbolt ugyanarról a régiójáról éjszaka készült fényképekkel; az eredmények határozottan alátámasztották Einstein elméletét.
A modern technológia ma már lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy elvégezzék a legtöbb olyan megfigyelést, amelyekhez egykor a napfogyatkozásra kellett várni. A teljes napfogyatkozás azonban mindig is a leglenyűgözőbb természeti látványosságok között marad, és olyan látvány, amelyre mindig emlékezni fogunk. Mindenképpen írja fel a bakancslistájára; nem fog csalódni.”
Kiegészítő források
- A Mr. Eclipse.com a napfogyatkozás fotózásához nyújt forrásokat.
- A Napfogyatkozás-kergetők rengeteg információval szolgálnak.
- A NASA napfogyatkozással foglalkozó honlapján naptárak, térképek és információk találhatók a korábbi és jövőbeli nap- és holdfogyatkozásokról.