3–4 марта 2007 года — полное лунное затмение
|
Мартовское затмение этого года не благоволит восточным районам, зато на Европейской части России его можно будет наблюдать от начала и до конца. Все фазы затмения будут доступны к западу от Тюменской области, где окончание полутеневого затмения произойдет при заходе Луны. К востоку от нефтяного края заход Луны будет происходить в различных фазах затмения, а жители Приморья, Сахалина, Камчатки, Магаданской области и Чукотки не увидят затмения вовсе. В Москве теневое лунное затмение начнется через полчаса после полуночи.
В своем движении вокруг Земли Луна периодически проходит между Солнцем и Землей (новолуние) и в противоположной стороне от Солнца и Земли (полнолуние). Во время полнолуния ночное светило всегда оказывается вблизи земной тени, естественным образом отбрасываемой Землей в космической пространство. Если Луна заходит в тень Земли, то происходят лунные затмения.
Видимое движение Луны по отношению к звездам происходит с запада на восток, поэтому прохождение через тень Земли начинается с правого (западного) края земной тени. Луна, естественно, входит в земную тень левым краем, а заканчивается затмение на правом ее краю. Но Земля отбрасывает в пространство не только тень, но и полутень. Полутень, в отличие от сходящейся тени, расходится в пространство, а вершина конуса полутени находится на Солнце. При лунном затмении Луна сначала погружается в полутень, а затем — в тень Земли. На Луне в это время происходит солнечное затмение — частное (Луна в полутени) или полное (Луна в тени).
|
|
Если бы плоскость лунной орбиты лежала в плоскости эклиптики, то лунные (как и солнечные) затмения происходили бы ежемесячно. Но большую часть времени Луна проводит либо выше, либо ниже плоскости земной орбиты ввиду того, что плоскость лунной орбиты имеет пятиградусный наклон к плоскости орбиты Земли. Как следствие, естественный спутник Земли попадает в ее тень лишь два раза в году, то есть в то время, когда узлы лунной орбиты (точки ее пересечения с плоскостью эклиптики) находятся на линии Солнце—Земля. Тогда в новолуние происходит солнечное затмение, а в полнолуние — лунное. Такое расположение узлов лунной орбиты будут иметь место в марте 2007 года. Дни полнолуния и новолуния в этом месяце приходятся, соответственно, на 3-е и 19 марта. Значит, в эти дни произойдут лунное и солнечное затмения.
История лунных затмений уходит далеко в прошлое. Первое полное лунное затмение зарегистрировано в древнекитайских летописях. С помощью расчетов удалось вычислить, что оно произошло 29 января 1136 г. до н. э. Еще три полных лунных затмения зафиксированы в «Альмагесте» Клавдия Птолемея (19 марта 721 г. до н. э., 8 марта и 1 сентября 720 г. до н. э.). В истории часто описываются лунные затмения, что очень помогает установить точную дату того или иного исторического события. Например, военачальник афинской армии Никий испугался начавшегося полного лунного затмения, в армии началась паника, что привело к гибели афинян. Благодаря астрономическим расчетам удалось установить, что это произошло 27 августа 413 г. до н. э.
|
В средние века полное лунное затмение оказало Христофору Колумбу большую услугу. Его очередная экспедиция на острове Ямайке оказалась в тяжелом положении, продукты питания и питьевая вода были на исходе, и людям грозила голодная смерть. Попытки Колумба получить пищу у местных индейцев окончились безрезультатно. Но Колумб знал, что 1 марта 1504 г. должно произойти полное лунное затмение, и под вечер он предупредил вождей живших на острове племен, что он похитит у них Луну, если они не доставят на корабль продукты и воду. Индейцы лишь посмеялись и ушли. Но, как только началось затмение, индейцев охватил неописуемый ужас. Продукты и вода были немедленно доставлены, а вожди на коленях умоляли Колумба вернуть им Луну. Колумб, естественно, не мог «отказать» в этой просьбе, и вскоре Луна, к восторгу индейцев, снова засияла на небе. Как видим, обычное астрономическое явление может быть весьма полезным, а знание астрономии просто необходимо путешественникам.
|
Лунные затмения представляют из себя впечатляющее зрелище! Тем более что (в отличие от солнечных) они видны со всего полушария Земли, обращенного к Луне. В ясную лунную ночь Луна просто «исчезает» с небесной сферы. Это исчезновение происходит постепенно и называется частным лунным затмением. Дабы не погрешить против истины, следует отметить, что до частного лунного затмения имеет место полутеневое, когда Луна проходит через полутень Земли. Но полутеневое затмение настолько слабо, что невооруженным глазом практически не заметно. Лишь чувствительные приборы могут сказать, что идет полутеневое затмение. Поэтому, хотя полутеневое затмение и длится в среднем около полутора часов, но его ход никак не отражается на виде яркой Луны, величественно плывущей по небесной сфере.
Но вот лунный диск, пройдя полутень, касается земной тени. Сначала левый край Луны приобретает ущербный вид, и кажется, будто нечто темное и круглое наползает на лунный диск. Но, естественно, это лишь оптическая иллюзия: не тень Земли поглощает Луну, а сама Луна входит в земную тень. Это легко можно заметить, наблюдая за положением ночного светила относительно близких звезд. За час наша небесная соседка проходит чуть более своего видимого диаметра, и это движение вполне уловимо невооруженным глазом. Через час звезда, находившаяся слева около Луны, займет положение у правого ее края.
|
По мере продвижения Луны в тень Земли фаза (часть диска, закрытая тенью) лунного затмения становится всё больше, и светлое небо начинает темнеть. Чем больше фаза, тем темнее небо и тем больше звезд становится видно невооруженным глазом. При полной фазе можно увидеть самые слабые звезды, которые только способен различить глаз. Во время частных фаз следует обратить внимание на границу между освещенной и теневой частью Луны. Она имеет расплывчатый вид, что обуславливается наличием у Земли атмосферы. При отсутствии атмосферы граница тени была бы резко очерченной, что и наблюдается при солнечных, затмениях, когда диск Луны (у которой нет атмосферы) вступает на Солнце.
|
При наступлении полного затмения Луна приобретает красноватый или коричневатый оттенок. Цвет затмения зависит от состояния верхних слоев земной атмосферы, поскольку только прошедший сквозь нее свет освещает Луну во время полного затмения. Если сравнить снимки полных лунных затмений разных лет, то легко увидеть разницу в цвете. Например, затмение 6 июля 1982 года было красноватым, а затмение 20 января 2000 года имело коричневый оттенок. Такие цвета Луна приобретает во время затмений благодаря тому, что земная атмосфера больше рассеивает красные лучи, поэтому никогда нельзя наблюдать, скажем, синего или зеленого лунного затмения. Но полные затмения различаются не только цветом, но и яркостью. Да, именно, яркостью, и существует специальная шкала для определения яркости полного затмения, называемая шкалой Данжона (в честь французского астронома Андре Данжона, 1890–1967).
Градация шкалы Данжона имеет 5 пунктов. 0 — затмение очень темное (Луна еле угадывается на небе), 1 — затмение темно-серое (на Луне заметны детали), 2 — затмение серое с коричневым оттенком, 3 — светлое красно-коричневое затмение, 4 — очень светлое медно-красное затмение (Луна видна отчетливо, и различимы все основные детали поверхности). При наблюдении затмения этого года оцените его по шкале Данжона.
Максимальная звездная величина Луны в полнолуние равна –12,7m, но, когда она полностью затмится, ее блеск может упасть на 15–18 звездных величин! После полного вхождения в земную тень Луна, тем не менее, продолжает погружение дальше, так как диаметр земной тени на расстоянии лунной орбиты больше, чем видимый лунный диаметр, и составляет 1,31 градуса. Это значение будет иметь место для описываемого затмения, так как из-за эксцентричности лунной орбиты и разной удаленности Луны во время различных затмений оно варьируется в небольших пределах. Сразу после погружения в земную тень фаза затмения принимает значение 1,0, но поскольку Луна погружается дальше, то фаза, соответственно, становится еще больше. Максимальное ее значение может достигать 1,85!
Продолжительность полного затмения зависит от того, насколько близко к центру земной тени пройдет Луна. При прохождении через центр тени затмение будет максимально долгим и продлится 1 час 43 минуты. Следует сказать, что максимальная продолжительность зависит не только от расстояния от центра Луны до центра тени, но и от удаленности Луны от Земли на орбите. Максимальная продолжительность полного лунного затмения будет иметь место, если Луна в это время будет находиться в апогее, то есть в наиболее удаленной точке своей орбиты. Такое продолжительное затмение наблюдалось последний раз 16 июля 2000 года, а следующее состоится 27 июля 2018 года. Чем дальше от центра тени, тем менее продолжительной будет полная фаза затмения. Затмение, которое произойдет в ночь с 3-го на 4 марта 2007 года, будет иметь продолжительность полной фазы 1 час 14 минут, а общая продолжительность (от касания лунным краем земной тени до полного схода с нее) составит 3 часа 41 минуту.
|
В последний раз лунное затмение на Земле наблюдалось 7 сентября 2006 года. Это было частное затмение с максимальной фазой всего 0,18. При этом затмился верхний край Луны. Зато наблюдалось это затмение почти на всей территории России и СНГ. Следующее лунное затмение ожидает нас 28 августа 2007 года, но оно будет благоприятным лишь для жителей восточных районов страны. Мартовское затмение этого года, наоборот, не благоволит восточным районам, но на Европейской части России его можно будет наблюдать от начала и до конца. Все фазы затмения будут доступны к западу от Тюменской области, где окончание полутеневого затмения произойдет при заходе Луны. К востоку от нефтяного края заход Луны будет происходить в различных фазах затмения, а жители Приморья, Сахалина, Камчатки, Магаданской области и Чукотки не увидят затмения вовсе.
Затмение 3–4 марта 2007 года является повторением через сарос (цикл повторений затмений равный 6585 дней, или 18 лет и 11 дней) полного лунного затмения от 20 февраля 1989 года (с максимальной фазой 1,23), которое было хорошо видно в Сибири и на Дальнем Востоке. В этом году мартовское лунное затмение начнется спустя полчаса после полуночи по московскому времени, или в 21 час 30 минут 04 секунды по всемирному времени (UT). Московское время отличается от всемирного на три часа (летом — на четыре). Момент начала частного затмения называется первым контактом с земной тенью. После этого контакта лунный диск станет ущербным с левого края в районе кратера Николсон (Nicholson crater), фаза затмения начнет увеличиваться, и Луна медленно, но верно будет «терять» освещенную поверхность. В Москве высота Луны над горизонтом при этом составит 41 градус, что весьма удобно для наблюдения явления. Через 40 минут в тени скроется половина лунного диска, и он примет вид Луны в фазе первой четверти. Но, в отличие от терминатора в такой фазе, граница земной тени никогда не будет прямой.
|
Поглощая лунные моря (Кризисов, Спокойствия, Плодородия, Ясности, Дождей и т. д.), Океан Бурь, горы и кратеры земная тень закончит свое действо в районе моря Гумбольта. Это будет момент второго контакта, точное время которого 01 час 43 минуты 49 секунд по московскому времени. Час и 14 минут понадобится Луне, чтобы полностью погрузиться в тень Земли. В зависимости от типа затмения по Данжону на затмившейся поверхности спутника Земли в телескоп можно разглядеть многие объекты, которые видно в обычных условиях. Конечно, видны они будут не так четко, как при ясной Луне, но полезно будет проследить за изменением их яркости по мере увеличения фазы затмения. Ведь, когда мы наблюдаем лунное затмение, на Луне в это время происходит солнечное! В отличие от узкой полосы солнечного затмения на Земле, селениты Уэллса могли бы наблюдать затмение Солнца со всего обращенного к Земле полушария.
Полное лунное затмение более чем на час предоставит нам возможность наблюдать необыкновенно звездное небо во время полнолуния. Если кто-нибудь скажет, что наблюдал слабые кометы или туманности при полной Луне, знайте — это было во время затмения. Действительно, самые слабые звезды могут быть найдены даже вблизи затмившегося светила, а телескоп позволит совершить прогулку по звездному небу в поисках галактик, планетарных и диффузных туманностей и астероидов. В полутора градусах северо-западнее затмившегося небесного тела будет находиться астероид Психе 16 (16 Psyche), который трудно обнаружить при полной Луне из-за слабого блеска (10,3m). Но наступившая темнота позволит это сделать даже в скромный телескоп или сильный бинокль. Во время затмения легко заметить также метеоры. В ночь затмения будут активны метеорные потоки: гамма-Нормиды (южный поток) и дельта-Леониды (северный поток).
Середина затмения наступит в 02 часа 29 минут 56 секунд по московскому времени. Это будет момент максимальной фазы (Ф = 1,24) и максимального погружения в земную тень. Миновав кульминационный момент затмения, Луна устремится к краю земной тени, чтобы «вырваться на свободу». Для этого ей понадобится еще около 40 минут, и в 02 часа 58 минут 01 секунду по московскому времени край Луны в районе кратеров Рассел, Струве и Эддингтон коснется границы земной тени, и эти лунные образования снова увидят солнечный свет. Общая продолжительность полного затмения составит час с четвертью.
Узенькая светлая полоска в левой верхней части затмившегося диска постепенно увеличится, и Луна примет вид серпа в фазе последней четверти. К 3:30 утра откроется уже половина диска, и от земной тени освободится весь Океан Бурь (Oceanus Procellarum). Звезды заметно померкнут, и лунный свет вновь разольется по небесной сфере. В конце частного затмения произойдет интересное событие, а именно: в двух угловых минутах над северным полюсом Луны пройдет звезда 59 Льва имеющая 5-ю звездную величину. Звезда окажется над полюсом практически в момент последнего контакта Луны с земной тенью — в 04 часа 11 минут 46 секунд по московскому времени. Высота Луны над горизонтом в столице России в это время составит 22 градуса.
По окончании частного теневого затмения будет продолжаться полутеневое затмение, которое продлится до 5 часов 25 минут 27 секунд по московскому времени. Но для невооруженного глаза оно будет незаметно и имеет чисто теоретический интерес. Остается отметить, что Луна во время затмения будет находиться в созвездии Льва (на границе с созвездием Секстанта) в 14 градусах восточнее Регула и 24 градусах восточнее Сатурна. Планета Юпитер (вторая по яркости после Луны) будет находиться в 94 градусах, а яркая Спика из созвездия Девы — в 40 градусах восточнее Луны.
|
Общее представление о ходе затмения можно получить из рисунка-схемы, составленного Фредом Эспенаком (Fred Espenak) из NASA. На нём показаны положения Луны относительно земной тени в моменты контактов с краем земной полутени (P1, P4) и тени (U1, U2, U3 и U4), а также положение Луны в середине затмения. Моменты контактов указаны по всемирному времени — UT. Ниже схемы затмения показана карта видимости для всей Земли. По ней приблизительно можно определить видимость явления в вашем пункте наблюдения. Моменты времени одинаковы для всех пунктов, находящихся на обращенном к Луне полушарии Земли, поэтому таблицы обстоятельств затмения для городов не приводятся. Для того чтобы узнать по данной схеме местное время контактов затмения в вашем пункте, нужно прибавить различие по времени с Москвой, плюс еще три часа на всемирное время.
|
Для удобства приводится еще одна схема, где даны моменты контактов по московскому времени, а также высота Луны в эти моменты над горизонтом. Общий вид неба во время затмения показан на следующем рисунке.
|
Некоторые рекомендации к наблюдениям лунного затмения
Наблюдения лунных затмений могут принести некоторую научную пользу, так как дают материал для изучения структуры земной тени и состояния верхних слоев атмосферы Земли. Любительские наблюдения лунных затмений сводятся к точной регистрации моментов контактов, фотографированию, зарисовкам и описанию изменений яркости Луны и лунных объектов в затмившейся части Луны. Идентифицировать эти объекты вам поможет карта Луны. Моменты касания лунного диска с земной тенью и схождения с нее фиксируются (с возможно большей точностью) по часам, выверенным по сигналам точного времени. Необходимо отмечать и контакты земной тени с крупными объектами на Луне.
Наблюдения можно проводить невооруженным глазом, в бинокль или телескоп. Точность наблюдений, естественно, увеличивается при наблюдении в телескоп. Для регистрации контактов затмения необходимо установить на телескопе максимальное для него увеличение и направить его на соответствующие точки касания диска Луны с земной тенью за несколько минут до предсказанного момента. Все записи заносятся в тетрадь (журнал наблюдений затмения). Если в распоряжении любителя астрономии имеется фотоэкспонометр, то есть прибор, измеряющий яркость объекта, то с его помощью можно построить график изменения яркости лунного диска (или общей освещенности) в течение затмения. Для этого надо установить экспонометр так, чтобы его чувствительный элемент был направлен точно на диск Луны или на небо, если замеряется общий фон. Показания прибора снимаются через каждые 2-5 минут и записываются в таблицу тремя столбцами: номер замера яркости, время и яркость Луны (неба). По окончании затмения, используя данные таблицы, можно будет вывести график изменения яркости Луны (неба) во время этого астрономического явления. В качестве экспонометра можно использовать любой фотоаппарат, где имеется система автоматического экспонирования со шкалой экспозиций.
Фотографирование явления можно производить любым фотоаппаратом, имеющим съемный объектив. При съемке затмения объектив из фотоаппарата удаляется, а корпус аппарата прилаживается к окулярной части телескопа при помощи переходника. Это будет съемка с окулярным увеличением. Если объектив вашего фотоаппарата несъемный, то можно просто приставить аппарат к окуляру телескопа, но качество такого снимка будет хуже. При наличии у вашего фотоаппарата или видеокамеры функции Zoom необходимость в дополнительных увеличительных средствах, как правило, отпадает, так как размеры Луны при максимальном увеличении такой камеры достаточны для съемок.
|
Тем не менее лучшее качество снимков получается при фотографировании Луны в прямом фокусе телескопа. В этом случае из телескопа удаляется окуляр, а из фотоаппарата — объектив. Затем аппарат прикрепляется к окулярной части телескопа при помощи колец или переходника. В такой оптической системе объектив телескопа автоматически становится объективом фотоаппарата, только с большим фокусным расстоянием. В зависимости от фокусного расстояния телескопа размеры Луны на фотопленке будут такими: F = 200 мм — d = 1,8 мм, 500 мм — 4,6 мм, 1000 мм — 9,2 мм, 1500 мм — 13,8 мм, 2000 мм — 18,4 мм.
Для малых телескопов фокусное расстояние можно увеличить при помощи линзы Барлоу. Пробные снимки Луны делаются за день-другой до затмения для определения параметров съемки. Для расчетов параметров съемки можно использовать также таблицу экспозиций для разной чувствительности фотопленок. В ней приведены значения диафрагмы камеры для различной чувствительности фотопленок и выдержки для различных фаз затмившейся Луны.
Успешных наблюдений лунного затмения 3–4 марта 2007 года!
Использованная литература и софт:
1) Астрономический календарь на 2007 год, АстроКА.
2) Сайт Фреда Эспенака, посвященный лунным и солнечным затмениям.
3) АК 4.06 (Кузнецов А.В.).
4) StarryNightBackyard 3.1.
5) Календарь наблюдателя на март 2007 года, АстроКА.
Александр Козловский, sev_kip2@samaratransgaz.gazprom.ru, moscowaleks.narod.ru, astrogalaxy.ru
