Урок 4 20.10 Екліптика. Видимий рух Місяця і Сонця

Еклі́птика (від грец. έκλειψις — затьмарення) — уявна лінія (велике коло) небесної сфери, вздовж якої центр сонячного диску протягом року пересувається серед зірок. Оскільки річний рух Сонця відбиває реальне обертання Землі (а точніше системи Земля-Місяць) по орбіті, екліптика є слідом від перетину небесної сфери із площиною земної орбіти.

Ця площина називається площиною екліптики. Вона є основною в екліптичній системі небесних координат. Кут нахилу площини екліптики до небесного екватора дорівнює куту нахилу площини екватора Землі до площини її орбіти і складає близько 23,5°. Він піддається невеликим коливанням (нутації) із періодом 18,6 років та амплітудою 18,42", а також іншим незначним коливанням.

Походження назви від грецького "затьмарення" пов'язано з тим, що місячні і сонячні затемнення відбуваються лише тоді, коли Місяць у своєму русі небосхилом перетинає екліптику. Екліптика проходить через 12 сузір'їв, що називаються зодіакальними сузір'ями, та сузір'я Змієносця.

Фази Місяця. Місяць рухається навколо Землі в той самий бік, у який Земля обертається навколо своєї осі. Відображенням цього руху, як ми знаємо, є видиме переміщення Місяця на фоні зір назустріч обертанню неба. Щодоби Місяць зміщується на схід відносно зір приблизно на 13 °, а через 27,3 доби повертається до тих самих зір, описавши на небесній сфері повне коло.

Період обертання Місяця навколо Землі відносно зір (в інерціальній системі відліку) називається зоряним, або сидеричним (від лат. зісіиз — зоря) місяцем. Він становить 27,3 доби.

Видимий рух Місяця супроводиться неперервною зміною його вигляду — зміною фаз. Відбувається це тому, що Місяць займає різні положення відносно Землі і Сонця, яке його освітлює. Схему, що пояснює зміну фаз Місяця, подано на малюнку 1.

Проміжок, часу між двома послідовними однаковими фазами Місяця називається синодичним місяцем (від грец. synodos — з'єднання); це період обертання Місяця навколо Землі відносно Сонця. Він дорівнює (як показують спостереження) 29,5 доби.

Таким чином, синодичний місяць довший від сидеричного. Це легко зрозуміти, знаючи, що однакові фази Місяця настають при однакових його положеннях відносно Землі й Сонця. На малюнку 2 взаємне розміщення Землі Т і Місяця і, відповідає моменту молодика.

Місяць через 27,3 доби, зробивши повний оберт, займе попереднє положення відносно зір. Земля Т за цей час разом з Місяцем пройде по своїй орбіті відносно Сонця дугу TТ1, що дорівнює майже 27 °, оскільки щодоби він зміщується приблизно на 1 °. Щоб Місяць і , зайняв попереднє положення відносно Сонця і Землі T1 (настав молодик), потрібно ще дві доби. Справді, Місяць проходить за добу 360 ° : 27,3 доби = 13 °/доби, щоб пройти дугу 27 °, йому необхідно 27°: 13/ доби =2 доби. Так і виходить, що синодичний місяць Місяця становить близько 29,5 земної доби.

Місячні і сонячні затемнення. Земля і Місяць, освітлені Сонцем відкидають конуси тіні (що сходяться) і конуси півтіні (що розходяться). Коли Місяць потрапляє в тінь Землі повністю або частково, настає повне або часткове затемнення Місяця. Із Землі його видно одночасно скрізь, де Місяць над горизонтом. Фаза повного затемнення Місяця триває, поки він не почне виходити із земної тіні, і може тривати до 1 год 40 хв. Сонячні промені, заломлюючись в атмосфері Землі, потрапляють у конус земної тіні. При цьому атмосфера дуже поглинає голубі й сусідні з ними промені (згадайте спектр), а пропускає всередину конуса переважно червоні промені, які поглинаються слабше. Ось чому Місяць при великій фазі затемнення забарвлюється в червонуватий колір, а не зникає зовсім. У давнину затемнення Місяця боялися як страшного передвістя, гадали, що «місяць обливається кров'ю». Місячні затемнення бувають до трьох разів на рік з майже піврічними проміжками між ними і, звичайно, тільки в повний місяць.

Сонячне затемнення як повне видно лише там, де на Землю падає пляма місячної тіні. Діаметр плями не перевищує 250 км, тому одночасно повне затемнення Сонця видно тільки на малій ділянці Землі. Коли Місяць переміщується по своїй орбіті, його тінь рухається по Землі із заходу на схід, викреслюючи послідовно вузьку смугу повного затемнення

Там, де на Землю падає півтінь Місяця, спостерігається часткове затемнення Сонця

Сонячних затемнень на рік для Землі може бути від двох до п'яти, в останньому випадку неодмінно часткових. У середньому в одному й тому самому місці повне сонячне затемнення буває видно надзвичайно рідко — тільки один раз у 200—300 років.

Особливий інтерес для науки становлять повні затемнення Сонця, які раніше наганяли забобонний жах на марновірних людей, їх вважали передвісниками війни, кінця світу.