Saulės ir mėnulio užtemimai

Reiškiniai, kai Mėnulio diskas uždengia Saulės diską. Skiriami visiškieji ir daliniai.

Visiškasis Saulės užtemimas įvyksta tada, kai Mėnulis yra arti perigėjaus ir abiejų diskų centrai beveik sutampa. Tada ant Žemės krinta apskritas Mėnulio šešėlis, kuris nebūna didesnis kaip 270 km. Šešėlį supa apskritas pusšešėlis, kurio skersmuo 3000-4500 km. Ten matomas dalinis Saulės užtemimas. Kadangi Mėnulis skrieja aplink Žemę, jo šešėlis slenka iš vakarų į rytus maždaug 3360 km/ h greičiu. Dėl Žemės sukimosi į tą pačią ppusę Mėnulio šešėlio greitis sumažėja iki 1700 km/ h ties pusiauju. Ilgiausia visiškojo Saulės užtemimo trukmė – 7min 40s.

Jei Mėnulis yra arti apogėjaus, jo kampinis skersmuo mažesnis už Saulės kampinį skersmenį. Jei tada abiejų diskų centrai sutampa, įvyksta žiedinis Saulės užtemimas.

Dažniausiai Saulės ir Mėnulio diskų centrai nesutampa ir Mėnulis uždengia tik dalį Saulės disko – tada įvyksta dalinis Saulės užtemimas.

Toje pačioje Žemės vietoje visiški Saulės užtemimai kartojasi kas 300-400 m . Daliniai Saulės užtemimai kartojasi kas 22-3 m . Per metus įvairiose Žemės vietose būna 2-5 Saulės užtemimai. Paskutinysis visiškas Saulės užtemimas Lietuvoje įvyko 1954.06.30. Jų nebus stebima Lietuvoje visą XXI amžių. Artimiausias visiškas Saulės užtemimas Europoje bus 1999.08.11. Užtemimo zona praeis per Britaniją, Belgiją, Prancūziją, VVokietiją, Austriją, Vengriją ir Rumuniją.

O kai Mėnulis pakliūva į Žemės šešėlį ir pusšešėlį, įvyksta Mėnulio užtemimas. Tai gali atsitikti tik esant pilnaties fazei. Mėnulio orbitos nuotolyje Žemės šešėlio skersmuo yra apie 9100 km, taigi jis 2.8 karto didesnis už Mėnulio skersmenį. Dėl to Mėnulio užtemimai trunka gerokai ilgiau negu Saulės: visiškas Mėnulio užtemimas – iki 1h 40min, o dalinis – 2h ilgiau. Kai į Žemės šešėlį patenka ne visas Mėnulis, jo užtemimas būna dalinis. Kai Mėnulis atsiduria Žemės pusšešėlyje, Mėnulio spindesys sumažėja nežymiai. Netgi visiškojo užtemimo metu Mėnulio diskas matomas, tik pasidaro tamsiai raudonas. Tada rausva šviesa jį apšviečia Žemės atmosferoje lūžę raudonieji Saulės spinduliai.

Saulės užtemimai

„Skailabo“ stoties skrydis 1973-74 m smarkiai papildė žinias apie Saulę. Skrydžio metu buvo ilgai sstebimi dariniai, neįžiūrimi nuo Žemės paviršiaus, iki tol kai kurie iš jų buvo stebimi ir fotografuojami visiškų Saulės užtemimų metu.

Užtemimų detalės

Mėnulis daug kartų mažesnis už Saulę, bet skrieja tiek pat kartų arčiau Žemės ir dėl to danguje ji atrodo tokio pat dydžio kaip Saulė. Sis sutapimas yra lemiamas: kai visi trys kūnai išsirikiuoja vienoje linijoje, Mėnulis gali visiškai uždengti švytinčią Saulės fotosferą, palikdamas šviesti tik ją gaubiančią chromosferą ir vainiką. Šis reginys trunka neilgai, nes Mėnulio šešėlis palyginti mažas iir greitai bėga Žemės paviršiumi: visiško Saulės užtemimo juosta niekad nebūna platesnė kaip 269 km, o užtemimo maksimumas vienoje vietoje trunka mažiau kaip 8 minutes. Todėl astronomai stengiasi kuo geriau išnaudoti šią galimybę. Tik per 1842 m . Saulės užtemimą astronomai įsitikino, kad protuberantai yra Saulės, o ne Mėnulio darinys.

Kadangi Mėnulio orbita nėra apskrita, jo regimasis skersmuo kinta. Apogėjuje (toliausiai nuo Žemės esančiame orbitos taške) Mėnulis atrodo 10% mažesnis negu perigėjuje (arčiausiai Žemės). Saulės regimasis skersmuo taip pat kinta, didžiausias jis būna gruodžio mėnesį, o mažiausias – birželio. Taip yra dėl to, kad atstumas tarp Žemės ir Saulės taip pat kinta. Kai Mėnulis danguje atrodo mažesnis už Saulę, jis negali visiškai uždengti fotosferos. Tada stebimas žiedinis Saulės užtemimas: aplink juodą Mėnulio skritulį matomas švytintis lankas. Taip pat galimi daliniai Saulės užtemimai, kada Mėnulis uždengia ne visą Saulės skritulį, o tik jo dalį. Žiediniai ir daliniai Saulės užtemimai naudingi tik iš dalies, kadangi jų metu nematyti Saulės aplinkos.

Žmonės stebėjo ir aprašinėjo Saulės užtemimus labai seniai: kinų metraščiuose aprašomas užtemimas, įvykęs 2136 m pr. Mūsų erą. Užtemimai įvyksta ne kiekvieną Mėnulio jaunatį, nes Mėnulio orbita gerokai pasvirusi į Žemės orbitos plokštumą. Bet kurie užtemimai (visiški, žiediniai, daliniai) kartojasi kas 18 metų 10,3 pparos (arba 11,3 paros, jei į tą laiko tarpą patenka 5 keliamieji metai), kai Saulė, Mėnulis ir Žemė užima tą pačią tarpusavio padėtį. Šis laiko tarpas vadinamas sąru (per laiko tarpą tarp dviejų tokių užtemimų įvyksta dar keli). Saras nėra tikslus, bet tai geriau negu visai nieko: juo plačiai naudotasi senovėje, numatant užtemimus.

Vainiko stebėjimai

Visiško Saulės užtemimo metu įspūdingiausias reginys yra jos vainikas. Nustatyta, kad vainiko išvaizda priklauso nuo Saulės aktyvumo laipsnio. Aktyvumo minimumo metu vainikas gan simetriškas, o maksimumo metais jame matomi ilgi spinduliai. Visiško užtemimo metu dangus pakankamai tamsus, kad matytųsi planetos ir ryškios žvaigždės; kelis kartus arti užtemusios Saulės buvo aptiktos nežinomos kometos. Tenka apgailestauti, kad toje pačioje Žemės vietoje visiški Saulės užtemimai kartojasi labai retai. Pavyzdžiui, Anglijoje paskutinį kartą visiškas Saulės užtemimas buvo 1927 m , o kito nebus iki 1999 m .

Plėtojantis spektroskopijai kaip tyrimų metodui, tapo įmanoma bet kuriuo metu stebėti chromosferą ir protuberantus. Tačiau vainiką tyrinėti sunkiau, nes netgi jo vidinė dalis yra daug blyškesnė už chromosferą. Prancūzų astronomas Bernaras Lijo (1897- 1952) sukonstravo koronografą – prietaisą, kuriuo iš aukštuminių observatorijų galima stebėti vidinį vainiką. Išorinį vainiką iš Žemės galima stebėti tik visiško užtemimo metu. Todėl mūsų žinios apie Saule yra ribotos, o ssužinoti apie ją kuo daugiau neleidžia faktas, kad kai kurių elektromagnetinio spektro diapazonų spinduliavimas (pavyzdžiui, rentgeno spinduliai) niekada nepasiekia Žemės paviršiaus.

Praeityje, taikant įvairiausius metodus, bandyta išvengti Žemės atmosferos ekranuojamojo poveikio. Pavyzdžiui, naudotasi oro balionais, bet jie negali pakilti taip aukštai, kaip norėtų astronomai. Problema buvo galutinai išspręsta, kai sudėtinga aparatūra Saulės rentgeno spinduliavimui tirti buvo įrengta ir sėkmingai panaudota „Skailabo“ stotyje. Saulės vainikas buvo stebėtas visuose elektromagnetinio spektro diapazonuose, ir drąsiai galima teigti, kad ateityje visiški Saulės užtemimai moksliniu požiūriu nebebus tokie svarbūs, kaip buvo praeityje. Pirmoji „Skailabo“ įgula atgabeno į Žemę fotografinę juostą, kurioje Saulės vainikas buvo fiksuojamas daug ilgiau, negu žmonės galėjo jį stebėti visiškų užtemimų metu per tūkstančius metų.

Būsimieji Saulės stebėjimai

Nepaisant pastaruoju metu sukauptų žinių, yra dar daug neišspręstų problemų. „Skailabo“ stotyje atlikti Saulės vainiko stebėjimai ultravioletinių spindulių diapazone parodė, kad vainiko struktūra sudėtingesnė negu iki tol manyta.

Mėnulio užtemimai

Šešėlių būna ne tik Žemėje, bet ir aplink kitus dangaus kūnus, tačiau jie nepalyginamai didesni už šešėlius Žemėje. Jau žinome, kad Saulė pati skleidžia šviesą, o Mėnulis šviečia tik apšviestas Saulės.

Žemės palydovas Mėnulis apsisuka apie Žemę per 27,3 paros. Kadangi tuo pačiu metu Žemė skrieja kartu su Mėnuliu ir aplink Saulę, tai Mėnulis atsiduria įvairiose

padėtyse Saulės atžvilgiu. Dėl to keičiasi apšviestos jo dalies išvaizda, arba fazės (gr. phasis — pasirodymas). Mėnulį matome tai kaip siaurą pjautuvą, tai kaip šviečiantį skritulį ar jo dalį. Kai Mėnulis atsiduria tarp Saulės ir Žemės, mes jo nematome, nes Saulė apšviečia priešingą Žemei jo pusę. Tik maždaug po poros dienų galime išvysti siaurą ruoželį — jaunaties pjautuvą. Šviesią ir tamsią Mėnulio dalį skirianti riba atrodo lenkta, nes Mėnulis yra rutulio formos.

Kai Žemė atsiduria tarp Saulės ir Mėnulio, matoma vvisa apšviesta jo pusė. Tokia Mėnulio fazė vadinama pilnatimi.

Mėnuliui artėjant į pilnatį, iš Žemės matoma vis didesnė apšviesta jo dalis. Kai Saulė apšviečia pusę matomo Mėnulio disko, pasiekiama priešpilnio fazė.

Po pilnaties fazės Mėnulis ima „dilti“ — matoma vis mažesnė apšviesta jo dalis. Kai lieka apšviesta tik kairioji jo pusė, prasideda delčios fazė.

Taigi tarp jaunaties ir pilnaties yra priešpilnis, o tarp pilnaties ir jaunaties — delčia. Kiekviena Mėnulio fazė trunka beveik savaitę.

Saulės apšviesti Mėnulis ir Žemė meta šešėlius. JJie būna labai ilgi, ištįsę didesniu atstumu negu nuotolis tarp Žemės ir Mėnulio. Mėnulio užtemimu vadinamas įvykis, kai visas Mėnulis ar bent dalis jo patenka į Žemės šešėlį, kurio skersmuo ties Mėnulio orbita yra apie 9100 km, t . y .. maždaug 2,6 karto didesnis už Mėnulio skersmenį. Tai gali atsitikti tik esant pilnačiai. Jei į Žemės šešėlį pasineria visas Mėnulis, matome visišką Mėnulio užtemimą, jei dalis jo — dalinį. Visiškas Mėnulio užtemimas trunka iki l h 40min, dalinis — dviem valandomis ilgiau.

Užtemimo metu Mėnulis atrodo rausvas, nes Žemės atmosfera geriau praleidžia joje lūžusius raudonuosius spindulius ir labiau išbarsto violetinius bei mėlynus.

Kai jaunas Mėnulis meta šešėlį į Žemę, įvyksta visiškas Saulės užtemimas; kur ant Žemės krinta Mėnulio pusšešėlis, matomas dalinis Saulės užtemimas.

Mėnulio šešėlio skersmuo Žemės paviršiuje dažniausiai esti 40—100 km, tačiau kai Mėnulis yra arčiausiai Žemės, jis gali siekti iki 270 km. Mėnulio šešėlis per Žemės paviršių bėga beveik į rytus 0,5—l km/ s greičiu, todėl visiškas SSaulės užtemimas vienoje vietoje trunka vidutiniškai 2—3 minutes, ilgiausiai — 8 min. Tuo tarpu dalinis Saulės užtemimas gali tęstis iki dviejų valandų ir ilgiau.

Visiškas Saulės užtemimas toje pačioje Žemės vietoje pasikartoja maždaug kas 300 metų, dalinis — kas 2—3 metai. Lietuvoje paskutinis visiškas Saulės užtemimas buvo matomas 1954 m birželio 30 d .

Per metus Žemėje gali būti nuo dviejų iki penkių Saulės užtemimų (tarp jų ir dalinių) bei iki dviejų Mėnulio užtemimų.

Delčią galima atskirti nuo priešpilnio taip: per MMėnulio pusrutulio „ragus“ mintyse reikia nubrėžti tiesę. Jei figūra sudarys raidę p , vadinasi, yra priešpilnis, jei d — delčia.

Velykų švenčių data siejasi su Mėnulio fazėmis. 325 m . bažnyčios Nikėjos susirinkime buvo nuspręsta Velykas švęsti pirmą sekmadienį po pavasario lygiadienio stojus pilnačiai: anksčiausiai — kovo 21 d , vėliausiai — balandžio 25 d . Babiloniečiams dar 2000 m pr. Kr. buvo žinomas užtemimų pasikartojimo ciklas, vadinamas saro periodu (egipt. soros — pasikartojimas). Jis lygus 6585 3 paros, arba 18 metų ir 11,3 paros. Po šio laikotarpio Saulės ir Mėnulio užtemimai kartojasi ta pačia tvarka. Per vieną saro periodą būna 43 Saulės ir 28 Mėnulio užtemimai.

Pagal saro periodą buvo galima apytiksliai numatyti užtemimo dieną. Dabar užtemimų laikas apskaičiuojamas net sekundės tikslumu.

Artimiausias visiškas Saulės užtemimas Lietuvoje bus matomas 2075 m liepos 13 d .

Žemė ir Mėnulis

Trečioji pagal atstumą nuo Saulės planeta yra Žemė. Tai vienintelė Saulės sistemos planeta, kurioje egzistuoja gyvybė. Apie Žemės sandarą, paviršių ir atmosferą jau daug sužinojote mokydamiesi geografijos, fizikos, chemijos, todėl čia ją, kaip planetą, apibūdinsime glaustai.

Žemės rutulį sudaro keletas koncentrinių apvalkalų. Pačiame Žemės centre yra branduolys, dalijamas į vidinį ir išorinį. Vidinis yra kietas, sudarytas daugiausia iš geležies ir nikelio, o išorinis — skystas. ŽŽemės branduolį supa silikatų mantija, slūgsanti po kietu apvalkalu — pluta, kurią sudaro sustingusios lavos produktai (granitai ir bazaltai). Žemės rutulį gaubia dujų apvalkalas, vadinamas atmosfera. Ją sudaro 78 % azoto, 21 % deguonies ir tik truputis kitų dujų. Savo ruožtu atmosfera dalijama į 3 sluoksnius: troposferą, stratosferą ir jonosferą. Žemė turi gana stiprų magnetinį lauką. Žemės sukimosi ašis sudaro su statmeniu sukimosi plokštumai, vadinamai ekliptika (gr. ekleiptike — užtemimas), 23,5° kampą ir visą laiką nekeičia savo padėties. Aplink Žemę skrieja jos gamtinis palydovas Mėnulis ir daugybė dirbtinių palydovų.

Gamtinis Žemės palydovas Mėnulis yra artimiausias mums kosminis kūnas. Kartu tai yra vienintelis dangaus kūnas, kuriame pabuvojo žmonės. Pirmieji 1969 m liepos 21 d ten nusileido JAV astronautai Neilas Armstrongas (Armstrong) ir Edvinas Oldrinas. O iš viso Mėnulį jau yra aplankę 12 astronautų. Į Žemę atgabenta 382 kg Mėnulio grunto pavyzdžių.

Mėnulis sudarytas iš uolienų, o jo paviršius yra kelių dešimčių metrų grūdėtas skeveldrų ir dulkių sluoksnis. Didesnę paviršiaus dalį užima kalnai, kurių aukščiausi siekia net 9 km. Mums atrodančios tamsesnės Mėnulio paviršiaus vietos buvo pavadintos jūromis, nors nieko bendra su Žemės jūromis neturi. Tai žemumos, kuriose nėra nė lašo vandens. Būdamos blogiau apšviestos ir silpniau atspindėdamos saulės šviesą, jos atrodo tamsios. ŽŽiūrint pro teleskopą, Mėnulio paviršiuje matyti daugybė kraterių. Jų ypač gausu kalnuotose srityse. Mėnulio paviršiaus temperatūra svyruoja nuo -170 °C iki 130 °C. Mėnulyje nėra nei oro, nei vandens, taigi nėra ir atmosferos. Kadangi jo apskriejimo aplink Žemę periodas (žvaigždinis mėnuo) yra tiksliai lygus apsisukimo apie ašį periodui, Mėnulis į Žemę visada yra atsukęs tą pačią pusę. Pats nešviečia, o tik atspindi saulės šviesą.

Mėnulio trauka periodiškai sukelia Žemės vandenynų potvynius ir atoslūgius.

Žemės Šiaurės ašigalis yra 45 metrais toliau nuo Žemės centro negu Pietų ašigalis.

Iš dirbtinių Žemės palydovų atlikti matavimai parodė, kad kalnų ir duobių yra ir vandenynuose. Antai Indijos vandenyne yra beveik 40 m gylio duobė, o pietų Atlante — tokio pat dydžio vandens kalnas. Spėjama, kad Mėnulio vardas gali būti kilęs iš žodžio mainulis, t . y . nuolat besikeičiantis. Mėnulį nuo seno garbino daugelis tautų, tarp jų ir lietuviai. Nemažai Mėnulio kulto reliktų yra likę lietuvių tautosakoje. Užkalbėjimuose Mėnulis vadinamas dievaičiu, dangaus karalaičiu. Sakmėse jis kartais vaizduojamas kaip Saulės vyras. Beveik visada siejamas su derlingumu, vaisingumu, sveikata.

Trys Mėnulio krateriai pavadinti Vilniaus observatorijos astronomų M. Počobuto, J. Sniadeckio, V. Dzievulskio vardais.

Naudota literatūra:

10kl. Fizikos vadovėlis Vladas Valentinavičius;