Un’eclissi solare si verifica quando la luna si mette tra la Terra e il sole, e la luna getta un’ombra sulla Terra. Un’eclissi solare può avvenire solo nella fase di luna nuova, quando la luna passa direttamente tra il sole e la Terra e la sua ombra cade sulla superficie terrestre. Ma se l’allineamento produce un’eclissi solare totale, un’eclissi solare parziale o un’eclissi solare anulare dipende da diversi fattori, tutti spiegati di seguito.
L’unica eclissi solare totale del 2020 ha stupito gli osservatori del cielo in Sud America nonostante il cielo coperto. Leggi la nostra storia completa e guarda le foto qui!
Il fatto che un’eclissi possa verificarsi è un colpo di fortuna della meccanica celeste e del tempo. Da quando la luna si è formata circa 4,5 miliardi di anni fa, si è gradualmente allontanata dalla Terra (di circa 1,6 pollici, o 4 centimetri all’anno). In questo momento la luna è alla distanza perfetta per apparire nel nostro cielo esattamente della stessa dimensione del sole, e quindi bloccarlo. Ma questo non è sempre vero.
La prossima eclissi solare sarà un’eclissi solare anulare il 10 giugno 2021. Una parte della Groenlandia settentrionale, parti della vicina Baia di Baffin, la Baia di Hudson orientale e la Russia nord-orientale si troveranno nel percorso dell'”anello di fuoco”. Questa eclissi raggiungerà il picco alle 6:41 a.m. EDT (1041 GMT).
Tipi di eclissi solari
Ci sono quattro tipi di eclissi solari: totale, anulare, parziale e ibrida. Ecco cosa causa ogni tipo:
Eclissi solari totali
Sono un felice incidente della natura. Il diametro del sole di 864.000 miglia è 400 volte più grande di quello della nostra gracile luna, che misura solo circa 2.160 miglia. Ma la luna è anche circa 400 volte più vicina alla Terra del sole (il rapporto varia perché entrambe le orbite sono ellittiche), e di conseguenza, quando i piani orbitali si intersecano e le distanze si allineano favorevolmente, la luna nuova può sembrare che oscuri completamente il disco del sole. In media un’eclissi totale si verifica da qualche parte sulla Terra circa ogni 18 mesi.
Ci sono in realtà due tipi di ombre: l’umbra è quella parte dell’ombra dove tutta la luce solare è bloccata. L’umbra ha la forma di un cono scuro e sottile. È circondata dalla penombra, un’ombra più leggera, a forma di imbuto, dalla quale la luce del sole è parzialmente oscurata.
Durante un’eclissi solare totale, la luna proietta la sua umbra sulla superficie terrestre; quell’ombra può percorrere un terzo del percorso intorno al pianeta in poche ore. Coloro che sono abbastanza fortunati da essere posizionati nel percorso diretto dell’umbra vedranno il disco del sole diminuire in una mezzaluna mentre l’ombra scura della luna si precipita verso di loro attraverso il paesaggio.
Durante il breve periodo di totalità, quando il sole è completamente coperto, la bella corona – la tenue atmosfera esterna del sole – è rivelata. La totalità può durare fino a 7 minuti e 31 secondi, anche se la maggior parte delle eclissi totali sono di solito molto più brevi.
Eclissi solari parziali
Un’eclissi solare parziale si verifica quando solo la penombra (l’ombra parziale) passa sopra di voi. In questi casi, una parte del sole rimane sempre in vista durante l’eclissi. Quanta parte del sole rimane in vista dipende dalle circostanze specifiche.
Di solito la penombra dà solo un colpo d’occhio al nostro pianeta sopra le regioni polari; in questi casi, luoghi lontani dai poli ma ancora all’interno della zona della penombra potrebbero non vedere molto più di una piccola scaglia di sole nascosta dalla luna. In uno scenario diverso, coloro che sono posizionati entro un paio di migliaia di miglia dal percorso di un’eclissi totale vedranno un’eclissi parziale.
Più si è vicini al percorso della totalità, maggiore è l’oscuramento solare. Se, per esempio, sei posizionato appena fuori dal percorso dell’eclissi totale, vedrai il sole calare fino a una stretta mezzaluna, per poi addensarsi di nuovo al passaggio dell’ombra.
Eclissi solari anulari
Un’eclissi anulare, sebbene sia uno spettacolo raro e sorprendente, è molto diversa da una totale. Il cielo si oscura… un po’; una sorta di strano “crepuscolo contraffatto”, dato che gran parte del sole è ancora visibile. L’eclissi anulare è una sottospecie di eclissi parziale, non totale. La durata massima di un’eclissi anulare è di 12 minuti e 30 secondi.
Tuttavia, un’eclissi solare anulare è simile a un’eclissi totale in quanto la luna sembra passare centralmente attraverso il sole. La differenza è che la luna è troppo piccola per coprire completamente il disco del sole. Poiché la luna gira intorno alla Terra in un’orbita ellittica, la sua distanza dalla Terra può variare da 221.457 miglia a 252.712 miglia. Ma il cono d’ombra scura dell’umbra della luna non può estendersi per più di 235.700 miglia; che è meno della distanza media della luna dalla Terra.
Quindi se la luna è ad una distanza maggiore, la punta dell’umbra non raggiunge la Terra. Durante un’eclissi di questo tipo, l’antumbra, una continuazione teorica dell’umbra, raggiunge la terra, e chiunque si trovi al suo interno può guardare in alto oltre entrambi i lati dell’umbra e vedere un anello, o “anello di fuoco” intorno alla luna. Una buona analogia è mettere un penny sopra un nichelino, il penny è la luna, il nichelino è il sole.
Eclissi solari ibride
Queste sono anche chiamate eclissi anulari-totali (“A-T”). Questo speciale tipo di eclissi si verifica quando la distanza della luna è vicina al limite perché l’umbra raggiunga la Terra. Nella maggior parte dei casi, un’eclissi A-T inizia come un’eclissi anulare perché la punta dell’umbra cade appena prima di entrare in contatto con la Terra; poi diventa totale, perché la rotondità del pianeta raggiunge e intercetta la punta dell’ombra vicino alla metà del percorso, poi infine torna anulare verso la fine del percorso.
Perché la luna sembra passare direttamente davanti al sole, le eclissi totali, anulari e ibride sono chiamate anche eclissi “centrali” per distinguerle dalle eclissi che sono solo parziali.
Di tutte le eclissi solari, circa il 28% sono totali; il 35% sono parziali; il 32% anulari; e solo il 5% sono ibride.
Previsioni delle eclissi solari
Le eclissi non avvengono ad ogni luna nuova, naturalmente. Questo perché l’orbita della luna è inclinata di poco più di 5 gradi rispetto all’orbita della Terra intorno al sole. Per questo motivo, l’ombra della luna di solito passa o sopra o sotto la Terra, quindi non si verifica un’eclissi solare.
Ma di regola, almeno due volte ogni anno (e a volte fino a cinque volte in un anno), una luna nuova si allineerà in modo tale da eclissare il sole. Questo punto di allineamento è chiamato nodo. A seconda di quanto da vicino la luna nuova si avvicina ad un nodo determinerà se una particolare eclissi è centrale o parziale. E, naturalmente, la distanza della luna dalla Terra – e in misura minore, la distanza della Terra dal sole – determinerà infine se un’eclissi centrale è totale, anulare o un ibrido.
E questi allineamenti non avvengono a caso, perché dopo un intervallo di tempo specifico, un’eclissi si ripeterà o tornerà. Questo intervallo è conosciuto come il ciclo Saros ed era noto fin dai tempi dei primi astronomi caldei, circa 28 secoli fa. La parola Saros significa “ripetizione” ed è pari a 18 anni, 11⅓ giorni (o un giorno in meno o in più a seconda del numero di anni bisestili che sono intervenuti). Dopo questo intervallo, le posizioni relative del sole e della luna rispetto ad un nodo sono quasi le stesse di prima. Quel terzo di giorno nell’intervallo fa sì che il percorso di ogni eclissi di una serie sia spostato in longitudine di un terzo del percorso intorno alla Terra verso ovest rispetto al suo predecessore.
Per esempio, il 29 marzo 2006, un’eclissi totale ha attraversato parti dell’Africa occidentale e settentrionale e poi l’Asia meridionale. Un Saros più tardi, l’8 aprile 2024, questa eclissi si ripeterà, solo che invece dell’Africa e dell’Asia, attraverserà il Messico settentrionale, gli Stati Uniti centrali e orientali e le province marittime del Canada.
Sicurezza delle eclissi solari
Quando si avvicina un’eclissi solare, i media tradizionali spesso forniscono una serie di avvertimenti e consigli contro il guardare il sole ad occhi nudi, poiché potrebbe derivarne la cecità. Questo ha dato alla maggior parte delle persone l’idea che le eclissi siano pericolose.
Non è così!
È il sole che è pericoloso – sempre! Il sole emette costantemente raggi infrarossi invisibili che possono danneggiare gli occhi. Normalmente, non abbiamo motivo di guardare il sole. Un’eclissi ci dà una ragione, ma non dovremmo.
Ci sono modi sicuri, tuttavia…
Di gran lunga, il modo più sicuro per vedere un’eclissi solare è quello di costruire una “pinhole camera”. Un foro stenopeico o una piccola apertura viene utilizzato per formare un’immagine del sole su uno schermo posto a circa 3 piedi (o circa 1 metro) dietro l’apertura. Un binocolo o un piccolo telescopio montato su un treppiede può anche essere usato per proiettare un’immagine ingrandita del sole su una carta bianca. Più lontano è il cartoncino, più grande è la messa a fuoco dell’immagine. Cerca le macchie solari. Nota che il sole appare un po’ più scuro intorno al suo arto o bordo. Questo metodo di osservazione solare è sicuro fino a quando ci si ricorda di non guardare attraverso il binocolo o il telescopio quando sono puntati verso il sole; in un altro modo, non guardare mai direttamente il sole quando qualsiasi parte della sua superficie accecante e luminosa è visibile.
Una variazione sul tema del foro stenopeico è lo “specchio stenopeico”. Coprire uno specchio tascabile con un pezzo di carta che ha un foro da ¼ di pollice. Aprite una finestra rivolta al sole e mettete lo specchio coperto sul davanzale illuminato dal sole in modo che rifletta un disco di luce sulla parete interna. Il disco di luce è un’immagine del volto del sole. Più lontano dal muro è, meglio è; l’immagine sarà solo 1 pollice per ogni 9 piedi (o 3 centimetri per ogni 3 metri) dallo specchio. L’argilla per modellare funziona bene per tenere lo specchio in posizione. Sperimenta con fori di diverse dimensioni nella carta. Ancora una volta, un foro grande rende l’immagine luminosa, ma sfocata, e uno piccolo la rende fioca ma nitida. Oscura la stanza il più possibile. Assicurati di provarlo in anticipo per assicurarti che la qualità ottica dello specchio sia abbastanza buona da proiettare un’immagine pulita e rotonda. Naturalmente, non lasciare che nessuno guardi il sole nello specchio.
Se sei vicino ad alberi frondosi, guarda l’ombra proiettata da essi durante le fasi parziali. Cosa vedi? Vale la pena di fotografarlo? Vedrete decine di soli parzialmente eclissati proiettati attraverso le fessure stenopeiche tra le foglie. Questo è causato dalla diffrazione, una proprietà della luce. Secondo Vince Huegele, un fisico ottico del Marshall Space Flight Center della NASA, i raggi di luce non passano dritti attraverso il bordo delle fessure, o un foro stenopeico, ma si piegano intorno al bordo. Questo effetto onda crea un modello di anelli che assomiglia a un occhio di bue.
Filtri accettabili per le osservazioni solari non assistite includono Mylar alluminato. Alcuni commercianti di astronomia vendono materiale filtrante Mylar appositamente progettato per l’osservazione solare. È accettabile anche il vetro da saldatore ad arco 14, disponibile per pochi dollari nei negozi di forniture per saldatori. Naturalmente, è sempre una buona idea testare i filtri e/o le tecniche di osservazione prima del giorno dell’eclissi.
I filtri inaccettabili includono occhiali da sole, vecchi negativi a colori, pellicole in bianco e nero che non contengono argento, filtri fotografici a densità neutra e filtri polarizzatori. Anche se questi materiali hanno livelli molto bassi di trasmittanza della luce visibile, trasmettono un livello inaccettabilmente alto di radiazione nel vicino infrarosso che può causare un’ustione termica della retina. Il fatto che il sole appaia fioco, o che non sentiate alcun disagio guardando il sole attraverso questi tipi di filtri, non è una garanzia che i vostri occhi siano al sicuro.
C’è un momento in cui potete guardare direttamente il sole in sicurezza: durante un’eclissi totale, quando il disco del sole è interamente coperto. Durante quei pochi preziosi secondi o minuti, la magnifica corona risplende in tutto il suo splendore circondando il sole oscurato; una meravigliosa frangia di luce bianca perlacea. Essa differisce in dimensioni, in tinte e modelli da eclissi a eclissi. È sempre debole e delicata, con una lucentezza come una pallida aurora. Ha un aspetto variabile. A volte ha un aspetto morbido e continuo; altre volte, lunghi raggi sparano in tre o quattro direzioni. Può stagliarsi dal disco in petali e festoni di pellicola. Ma quando il sole comincia ad emergere di nuovo in vista, la corona scompare rapidamente e sarà necessario proteggere gli occhi ancora una volta.
Eclissi nella storia antica
Per quanto possiamo determinare, la prima testimonianza di un’eclissi solare è avvenuta oltre quattro millenni fa. In Cina, si credeva che il graduale oscuramento del sole fosse causato da un drago che tentava di divorare il sole, ed era dovere degli astronomi di corte lanciare frecce, battere tamburi e sollevare qualsiasi cacofonia possibile per spaventare il drago.
Nell’antico classico cinese Shujing (o Libro dei Documenti) c’è il racconto di Hsi e Ho, due astronomi di corte che furono colti completamente impreparati da un’eclissi solare, essendosi ubriacati poco prima dell’inizio dell’evento. In seguito, Zhong Kang, il quarto imperatore della dinastia Xia, ordinò che Hsi e Ho fossero puniti con il taglio della testa. L’eclissi in questione fu quella del 22 ottobre dell’anno 2134 a.C.
Nella Bibbia, nel libro di Amos 8:9, ci sono le parole: “Farò scendere il sole a mezzogiorno, e oscurerò la Terra nel giorno chiaro”. Gli studiosi biblici ritengono che questo sia un riferimento a una celebre eclissi osservata a Ninive, nell’antica Assiria, il 15 giugno 763 a.C. Anche una tavoletta assira attesta l’evento.
Un’eclissi solare fermò persino una guerra.
Secondo lo storico Erodoto, ci fu una guerra di cinque anni che infuriò tra i Lidi e i Medi. Mentre la guerra stava per entrare nel suo sesto anno, un saggio greco, Talete di Mileto, predisse agli ionici che si stava avvicinando il momento in cui il giorno sarebbe diventato notte. Il 17 maggio del 603 a.C. il sole si spense proprio come aveva predetto Talete. Credendo quindi che fosse un segno dall’alto, i combattenti chiamarono una tregua, che fu cementata da un doppio matrimonio, perché, come scrisse Erodoto: “Senza qualche forte legame, c’è poco di sicuro da trovare nei patti degli uomini.”
E a dare un nuovo significato al termine “spaventato a morte”, è il timido imperatore Luigi di Baviera, figlio di Carlo Magno, che il 5 maggio 840 fu testimone di un’eclissi totale di sole insolitamente lunga, che durò oltre cinque minuti. Ma non appena il sole cominciò a tornare in vista, Luigi fu così sopraffatto da ciò che aveva appena visto che morì di paura.
Lo studio moderno delle eclissi
Gli astronomi hanno imparato molto dallo studio delle eclissi e nel XVIII secolo, le osservazioni delle eclissi solari erano riconosciute come veri e propri scrigni di informazioni astronomiche, anche se a volte ottenere queste informazioni non era facile.
Samuel Williams, un professore di Harvard, guidò una spedizione a Penobscot Bay, nel Maine, per osservare l’eclissi solare totale del 27 ottobre 1780. Come si è scoperto, questa eclissi ha avuto luogo durante la guerra rivoluzionaria, e Penobscot Bay si trovava dietro le linee nemiche. Fortunatamente, gli inglesi concessero alla spedizione un passaggio sicuro, citando l’interesse della scienza al di sopra delle differenze politiche.
E tuttavia, alla fine, fu tutto inutile.
Williams apparentemente fece un errore cruciale nei suoi calcoli e posizionò inavvertitamente i suoi uomini a Islesboro – appena fuori dal percorso della totalità – probabilmente scoprendolo a malincuore quando la mezzaluna di luce solare che si restringeva scivolò completamente intorno al bordo scuro della luna e poi iniziò ad addensarsi!
Durante un’eclissi solare totale, alcune macchie rosso rubino possono sembrare librarsi intorno al disco nero getto della luna. Queste sono prominenze solari, lingue di gas idrogeno incandescente che salgono sopra la superficie del sole. Durante l’eclissi totale del 18 agosto 1868, l’astronomo francese Pierre Janssen ha puntato il suo spettroscopio sulle prominenze e ha scoperto un nuovo elemento chimico. Due astronomi inglesi, J. Norman Lockyer e Edward Frankland, lo chiamarono in seguito “elio”, dal greco helios (il sole). Il gas non fu identificato sulla Terra fino al 1895.
E poiché la luce del sole è bloccata durante un’eclissi totale, alcune delle stelle e dei pianeti più luminosi possono essere osservati nel cielo oscurato. In tali condizioni gli astronomi sono stati in grado di testare una parte della ormai celebrata teoria della relatività generale di Einstein. Quella teoria prevedeva che la luce delle stelle oltre il sole si sarebbe piegata da un percorso rettilineo in un certo modo mentre passava davanti al sole. Le posizioni delle stelle fotografate vicino al bordo del sole durante un’eclissi totale il 29 maggio 1919, furono confrontate con le fotografie della stessa regione del cielo scattate di notte; i risultati supportarono fortemente la teoria di Einstein.
La nostra tecnologia moderna ora permette agli astronomi di fare la maggior parte delle osservazioni che una volta dovevano aspettare un’eclissi. Ma un’eclissi totale di sole rimarrà sempre tra gli spettacoli naturali più impressionanti ed è uno spettacolo che sarà sempre ricordato. Assicuratevi di metterla nella vostra lista di cose da fare; non rimarrete delusi.
Risorse aggiuntive
- Mr. Eclipse.com fornisce risorse per la fotografia di eclissi.
- Trova molte informazioni dagli Eclipse Chasers.
- Il sito web della NASA sull’eclissi ha calendari, mappe e informazioni sulle eclissi solari e lunari passate e future.