Как вращаются Земля, Луна и Солнце
Луна, Земля, Солнце — три важнейших небесных тела, определяющих существование человечества. Первое поддерживает стабильность вращения нашей планеты, влияет на приливы и отливы, второе — наш родной дом, а третье обеспечивает поступление к нам тепла и света.
Размеры Солнца и Луны
Для понимания природы солнечных затмений нужно знать, во сколько раз Луна меньше Солнца. Диаметр центральной звезды нашей системы составляет 1,4 млн км, аналогичный параметр земного спутника — почти 3,5 тыс. км, разница составляет примерно 400 раз.
В то же время Луна находится ближе к Земле, почти в те же 400 раз (при нахождении этих объектов в некоторых точках относительно планеты): на расстоянии около 385 тыс. км, в то время как дистанция от нас до центра Солнечной системы равна 150 млн км.
И хотя светило расположено от нас намного дальше, чем спутник, земному наблюдателю они часто кажутся на небе равными по величине.
Это и есть объяснение солнечных затмений: спутник полностью или частично перекрывает собой Солнце.
Смена лунных фаз
В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга светлую часть нашего спутника мы видим по-разному.
Части, освещенные светом центральной звезды, называются лунными фазами, это:
- новолуние;
- первая четверть;
- полнолуние;
- последняя четверть.
Иногда выделяют 2 промежуточные фазы: растущую (молодую) и убывающую (стареющую) луну.
Во время новолуния спутник земному наблюдателю не виден, потому что находится между планетой и Солнцем, и к планете обращена его темная сторона, не освещенная звездой. Некоторое свечение лунного диска в этот период все же можно заметить, оно имеет характерный пепельный оттенок, который небесному телу придает солнечный свет, отраженный от Земли.
Через два дня наступает фаза растущей луны, или неомения — это первое после новолуния появление объекта на небе, когда он имеет вид узкого серпа. С каждым днем он увеличивается в размерах и через 7 суток принимает вид полукруга, появляющегося вскоре после заката на западе или юго-западе.
Относительно светила Луна в этой фазе расположена на 90° в восточном направлении, ее видно только вечером и в первой половине ночи.
Через 2 недели после начала лунного цикла наступает полнолуние: Луна расположена в противостоянии с нашей звездой, в сторону Земли обращено все ее освещенное полушарие. Она восходит в момент захода солнца, видна всю ночь и заходит на рассвете.
Еще через неделю начинается фаза последней четверти: спутник имеет вид полукруга, видимого в восточной части неба во второй половине ночи и перед восходом.
Он будет постепенно уменьшаться в размерах и в последние дни примет вид тонкой буквы «С».
Все указанное справедливо для наблюдения из северного полушария Земли. В южном полушарии положения серпа и полукруга противоположные: букву «С» напоминает не убывающий, а растущий месяц.
Совсем иной вид спутник в разных фазах имеет на экваторе, там положение его освещенной части не вертикальное, а горизонтальное. Например, стареющая луна имеет вид узкой лодки, расположенной в нижней половине диска.
Для расчетов принята продолжительность каждой из 4 основных лунных фаз в 7,38 земных дней, но их фактическая длительность постоянно немного меняется из-за вытянутости орбиты спутника и непостоянства его орбитальной скорости.
Так как лунный месяц короче большинства земных (29,5 дней вместо 30 или 31), 1 раз в год в календарном месяце может случиться второе полнолуние. Это явление получило название «Голубая Луна».
Такое наименование обусловлено не изменением оттенка земного спутника, а происхождением из английского фразеологизма «Однажды при голубой луне», смысл которого можно трактовать как «После дождичка в четверг», т. е. никогда. Голубой цвет сателлит может принимать, но это явление крайне редкое и объясняется оптическим эффектом.
Орбитальные характеристики Луны, Земли и Солнца, схема взаимного вращения
Луна совершает 3 вида движений:
- вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот примерно за 27,3 земных дней;
- обращается вокруг нашей планеты по эллиптической орбите с точно таким же (27,3 суток) периодом;
- обращается вокруг Солнца в связке «Земля-Луна».
Равенство периодов собственного вращения и обращения Луны вокруг Земли объясняет, почему она всегда повернута к нам одной стороной.
Земля совершает 2 вида движения: вокруг своей оси и вокруг Солнца. В первом случае движение происходит в направлении с запада на восток, и это явление объясняет смену времени суток. На освещенной половине земного шара наблюдается день, а на обратном — ночь.
Каждый такой оборот называется сутками, он длится 23 часа 56 минут и несколько секунд, но для расчетов длительность этого периода принята равной 24 часа.
Вращение планеты вокруг Солнца происходит по эллиптической орбите, среднее расстояние от центральной звезды — около 149,6 млн км, орбитальная скорость — в среднем 29,8 км/с. При этом в перигелии (ближайшей к светилу точке) Земля движется быстрее, со скоростью более 30 км/с, а в самой удаленной позиции (афелии) — медленнее 29,3 км/с.
За время 1 полного витка вокруг Солнца планета делает 365,25 собственных оборотов — это количество дней в 1 астрономическом году. Календарный аналогичный период, в котором сутки приняты равными 24 часам, длится 365 дней, но через каждые 3 годовых срока в календарь добавляется четвертый особый — високосный, с дополнительным 366-м днем.
Солнце неподвижно относительно Земли, но оно также не стоит на месте, а вращается вокруг центра галактики, и 1 такой оборот занимает 220-230 млн лет.
За время своего существования светило успело совершить только 20 полных витков вокруг Млечного Пути.
Ученые отводят нашей звезде срок жизни от сегодняшнего дня 7 млрд лет, за которые она сделает еще примерно 30 таких оборотов.
Линейная скорость движения Солнца в пространстве — 200-220 км/с. Направление его пути называется апекс, оно перемещается в направлении созвездия Геркулес.
Кроме того, светило вращается вокруг собственной оси, ученые определили это по изменению положения пятен на нем. Передвигается оно не как твердая модель: вращение на экваторе быстрее, по направлению к полюсам движение замедляется. Это касается лишь поверхности и массы, близкой к ней.
Внутренние слои и солнечное ядро при вращении ведут себя как классическое твердое тело. Похоже вращаются газовые гиганты Сатурн и Юпитер. Один полный виток вокруг оси Солнце совершает за 25,4 земных дней, его ось не вертикальная, а наклонена на 7°.
Источник
Фазы Луны
Фазы Луны: новолуние
молодая луна, первая четверть, прибывающая луна
В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.
- новолуние — состояние, когда Луна не видна. Новолуние — фаза Луны, при которой её эклиптическая долгота такая же, как у Солнца. Таким образом, в это время Луна находится между Землёй и Солнцем примерно на одной прямой с ними. Если они находятся точно на одной прямой, происходит солнечное затмение. Луна при новолунии не видна на ночном небе, поскольку она в это время очень близка к Солнцу на небесной сфере (не дальше 5°) и при этом повёрнута к нам ночной стороной. Но иногда её можно увидеть на фоне солнечного диска (солнечное затмение). Кроме того, спустя некоторое время (обычно около двух дней) после или до новолуния при очень ясной атмосфере всё-таки можно заметить диск Луны, освещённый отражённым от Земли слабым светом (пепельный свет Луны). Интервал между новолуниями составляет в среднем 29,530589 суток (синодический месяц). В новолуние начинаются еврейский Новый год и китайский (японский, корейский, вьетнамский) Новый год 60-летнего цикла.
- молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
- первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
- прибывающая луна
- полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком. Полнолуние — фаза Луны, при которой разность эклиптических долгот Солнца и Луны равна 180°. Это означает, что плоскость, проведённая через Солнце, Землю и Луну, перпендикулярна плоскости эклиптики. Если все три объекта находятся на одной линии, происходит лунное затмение. Луна в полнолунии имеет вид правильного светящегося диска. В астрономии момент полнолуния рассчитывается с точностью до нескольких минут; в быту полнолунием называют обычно период нескольких суток, в течение которых Луна визуально почти не отличается от полной. Во время полнолуния в течение нескольких часов может происходить так называемый эффект противостояния, при котором заметно возрастает яркость диска, несмотря на его неизменные размеры. Эффект объясняется полным исчезновением (для земного наблюдателя) теней на поверхности Луны в момент противостояния. Максимальный блеск Луны во время полнолуния составляет -12,7m.
- убывающая луна
- последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина луны.
- старая луна
Мнемоническое правило определения фаз Луны
Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С (d)», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть (по-французски dernier). Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р (p)» — луна «Растущая», то есть это первая четверть (по-французски premier).
Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.
Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лежа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы. В Южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С» (Crescendo, ). Интересные факты Обычно, на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуние за месяц, называемые голубой луной.
Источник
Луна закроет Солнце последний раз в году. В следующем затмений будет непривычно мало
Вечером в понедельник произойдет полное солнечное затмение, которое можно будет посмотреть онлайн. Во время эфира астроном объяснит россиянам, как работают такие явления. Это последнее солнечное затмение в 2020 году — в 2021-м их будет два.
Вечернее затмение
Вечером 14 декабря произойдет солнечное затмение — момент, когда Луна полностью закрывает собой солнечный диск. Явление наблюдается, когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются в одну прямую и возникает впечатление, что спутник нашей планеты затмевает собой звезду.
Его полная фаза пройдет узкой полосой по территории Чили и Аргентины. Затмение достигнет своего максимума и продержится на этой планке две минуты и 10 секунд.
Процесс затмения выглядит так: 14 декабря 2020 года расстояние от Земли до Луны составляет более 364 тысяч километров, а средняя длина лунной тени — 373,3 тысячи километров (на Земле только 90 километров). Видимый диаметр Луны в 1,02 раза больше диаметра солнечного диска, а значит, Луна полностью закроет Солнце.
При полном солнечном затмении видны солнечная корона, звезды и планеты, находящиеся вблизи Солнца. Кроме того, в ночь на 14 декабря придется пик метеорного потока Геминиды. Наблюдать за ним можно будет с 02:00 до 04:00.
Так как россияне не смогут увидеть солнечное затмение, оно будет транслироваться на YouTube-канале Московского планетария (а также в «ВКонтакте» и Facebook). Эфир начнется в 17:25.
Комментировать трансляцию будет астроном Олег Угольников. Он расскажет, почему происходят такие явления и как они различаются. Также специалист объяснит, как правильно наблюдать за затмениями в тех случаях, когда они заметны на территории России. Тем более что одно из двух явлений в 2021 году получится увидеть и россиянам.
Солнечные затмения в 2021 году
По астрономическому календарю в следующем году произойдут два солнечных и два лунных затмения.
Июнь 2021-го
Первое солнечное затмение состоится 10 июня, оно будет кольцеобразным — это значит, что Луна не полностью закроет солнце, оставив светящееся кольцо. Его можно будет наблюдать на севере Канады, в Гренландии и на Дальнем Востоке. Лучше всего явление рассмотрят жители некоторых российских городов, таких как Чокурдах, Белая Гора, Среднеколымск и Зырянка, канадских Икалуит и Алерт, а также гренландского Каанаака.
Событие, которое ожидается 10 июня, считается затмением через сарос (интервал времени из 223 месяцев, по прошествии которого затмения Луны и Солнца повторяются в прежнем порядке). Это явление — повторение солнечного затмения 31 мая 2003 года, полоса которого проходила по Гренландии, а частные (когда Луна скрывает только часть Солнца) были видны почти на всей территории бывшего СССР. Следующее подобное событие произойдет только 21 июня 2039 года.
Затмение 10 июня (кольцеобразное или частное) будет видно в 60 странах и зависимых территориях.
Кольцеобразное солнечное затмение / Источник фото: Pixabay
Частное затмение увидят, например, жители Европы (кроме юга Италии, Балканского полуострова и южных районов Румынии), стран бывшего СССР (кроме южных районов Молдавии, Украины, Средней Азии). Жители Крыма, Кавказа, Приморского края, Камчатки затмение не увидят.
Декабрь 2021-го
Второе солнечное затмение будет полным. Оно ожидается 4 декабря 2021 года. Максимальную фазу явления большинство жителей Земли не увидят. Ведь это затмение лучше всего можно рассмотреть в Антарктиде.
Событие 4 декабря — повторение затмения, которое было 23 ноября 2003 года. Следующий раз оно произойдет 15 декабря 2039 года.
Частные фазы пройдут по всей Антарктиде, на юге Африки, на крайнем юго-востоке Австралии (штат Виктория и остров Тасмания), а также в южных районах акваторий Атлантического, Индийского и Тихого океанов.
Лунные затмения в 2021 году
В 2021 году ожидаются два лунных затмения. Первое состоится 26 мая — оно будет полным. Понаблюдать за явлением можно будет в 17:14 в Австралии и Тихом океане, Восточной Азии, Северной и Южной Америке.
Второе произойдет 19 ноября, но будет частным. Увидеть его можно в тех же районах, где и первое, — в Австралии и Тихом океане, Восточной Азии, Северной и Южной Америке.
На территории России в обоих случаях будет светлое время суток, то есть увидеть зрелище во всей красе не получится.
В 2020 году Земля испытала на себе шесть затмений. Норма в год — четыре. Астролог рассказал «360», что чем больше таких явлений, тем больше негативных событий происходит в течение года.
Источник