أشياء مدهشة تحدث في السماء. في قلوب المجرات البعيدة ، تبتلع الثقوب السوداء النجوم. مرة كل 20 عامًا أو نحو ذلك ، في المتوسط ، ينفجر نجم في مكان ما في مجرتنا درب التبانة. لبضعة أيام ، سوف يتفوق هذا المستعر الأعظم على مجرات كاملة في سماء الليل. بالقرب من نظامنا الشمسي ، الأشياء هادئة لحسن الحظ.
ومع ذلك ، تحدث أحداث رائعة في منطقتنا أيضًا.
الكسوف يعني أن يطغى. وهذا بالضبط ما يحدث أثناء خسوف الشمس أو خسوف القمر. تحدث هذه الأحداث السماوية عندما تقوم الشمس والقمر والأرض لفترة وجيزة بعمل خط مستقيم (أو شبه مستقيم جدًا) في الفضاء. ثم سيُحاط أحدهم كليًا أو جزئيًا بظل الآخر. تحدث أحداث مماثلة ، تسمى السحابات والعبور ، عندما تصطف النجوم والكواكب والأقمار بنفس الطريقة.
يتمتع العلماء بمعرفة جيدة لكيفية تحرك الكواكب والأقمار في السماء. لذا فإن هذه الأحداث متوقعة للغاية. إذا كان الطقس متعاونًا ، فيمكن رؤية هذه الأحداث بسهولة بالعين المجردة أو بأدوات بسيطة. مشاهدة الكسوف والظواهر ذات الصلة ممتعة. كما أنها توفر للعلماء فرصًا نادرة لإبداء ملاحظات مهمة. على سبيل المثال ، يمكنهم المساعدة في قياس الأجسام في نظامنا الشمسي ومراقبة الغلاف الجوي للشمس.
كسوف الشمس
يبلغ قطر قمرنا ، في المتوسط ، حوالي 3476 كيلومترًا (2160 ميلًا). يبلغ قطر الشمس 400 مرة. ولكن نظرًا لأن الشمس أيضًا تبعد عن الأرض بحوالي 400 مرة عن القمر ، يبدو أن كلا من الشمس والقمر لهما نفس الحجم تقريبًا. هذا يعني أنه في بعض النقاط في مداره ، يمكن للقمر أن يمنع ضوء الشمس تمامًا من الوصول إلى الأرض. يُعرف هذا باسم إجمالي كسوف الشمس.
يمكن أن يحدث هذا فقط عندما يكون هناك قمر جديد ، المرحلة التي تبدو مظلمة تمامًا بالنسبة لنا على الأرض وهي تتحرك عبر السماء. يحدث هذا مرة واحدة في الشهر. في الواقع ، متوسط الوقت بين الأقمار الجديدة هو 29 يومًا و 12 ساعة و 44 دقيقة و 3 ثوانٍ. ربما تفكر:هذا رقم دقيق للغاية. ولكن هذه الدقة هي التي تسمح لعلماء الفلك بالتنبؤ بموعد حدوث الكسوف ، حتى قبل سنوات عديدة من حدوثه.
فلماذا لا يحدث كسوف كلي للشمس في كل قمر جديد؟ يتعلق الأمر بمدار القمر. إنه مائل قليلاً ، مقارنةً بالأرض. تتبع معظم الأقمار الجديدة مسارًا عبر السماء يمر بالقرب من الشمس وليس فوقها.
في بعض الأحيان يحجب القمر الجديد جزءًا فقط من الشمس.
القمر يخلق ظل مخروطي الشكل. يُعرف الجزء المظلم تمامًا من هذا المخروط باسم الظل . وأحيانًا لا يصل هذا الظل إلى سطح الأرض تمامًا. في هذه الحالة ، لا يرى الأشخاص على طول مركز مسار ذلك الظل شمسًا مظلمة تمامًا. بدلاً من ذلك ، هناك حلقة من الضوء تحيط بالقمر. تسمى حلقة الضوء هذه الحلقة (AN- يو-لوس). يسمي العلماء هذه الأحداث بالكسوف الحلقي.
بالطبع لن يكون كل الناس في المسار المركزي للكسوف الحلقي. سوف يرى أولئك الموجودون داخل الجزء الخارجي الأخف من الظل ، الظلال الأنتومبرا ، صورة ظلية للقمر محاطة بحلقة من ضوء الشمس. يتشكل Antumbra أيضًا على شكل مخروط في الفضاء. تصطف كل من منطقة الظهارة والأنتومبرا في الفضاء ولكنها تشير في اتجاهين متعاكسين ، وتلتقي أطرافها في نقطة واحدة.
لماذا لا تصل الظلمة إلى الأرض في كل مرة يحدث فيها كسوف للشمس؟ مرة أخرى ، إنه بسبب مدار القمر. مسارها حول الأرض ليس دائرة كاملة. إنها دائرة مضغوطة نوعًا ما ، تُعرف بالقطع الناقص. في أقرب نقطة في مداره ، يبعد القمر حوالي 362600 كيلومتر (225300 ميل) عن الأرض. في أبعد نقطة له ، يبعد القمر حوالي 400 ألف كيلومتر. هذا الاختلاف كافٍ لإحداث اختلاف في حجم شكل القمر من الأرض. لذلك ، عندما يمر القمر الجديد من أمام الشمس ويقع أيضًا في جزء بعيد من مداره ، فلن يكون كبيرًا بما يكفي لحجب الشمس تمامًا.
تفسر هذه الاختلافات المدارية أيضًا سبب استمرار بعض كسوف الشمس الكلي لفترة أطول من غيرها. عندما يكون القمر بعيدًا عن الأرض ، يمكن أن تخلق نقطة الظل خسوفًا يستمر لأقل من ثانية واحدة. ولكن عندما يمر القمر أمام الشمس ويكون أيضًا في أقرب نقطة له من الأرض ، يصل عرض ظل القمر إلى 267 كيلومترًا (166 ميلاً). في هذه الحالة ، فإن الكسوف الكلي ، كما يُرى من بقعة واحدة على طول مسار الظل ، يستمر أكثر بقليل من 7 دقائق.
القمر مستدير ، لذا فإن ظله يخلق دائرة داكنة أو بيضاوية على سطح الأرض. يؤثر مكان وجود شخص ما داخل هذا الظل أيضًا على المدة التي يستمر فيها التعتيم الشمسي. يحصل الأشخاص الموجودون في مركز مسار الظل على خسوف أطول من الأشخاص القريبين من حافة المسار.
القصة تستمر أسفل الصورة.
الخسوف الجزئي
يمكن للأشخاص خارج مسار ظل القمر تمامًا ، ولكن في غضون بضعة آلاف من الكيلومترات على كلا الجانبين ، رؤية ما يُعرف باسم الكسوف الجزئي للشمس . ذلك لأنهم داخل الجزء المضاء جزئيًا من ظل القمر ، الظلمة . بالنسبة لهم ، سيتم حجب جزء بسيط فقط من ضوء الشمس.
في بعض الأحيان ، يفتقد ظل الظل إلى الأرض تمامًا ولكن شبه الظل ، وهو أوسع ، لا يفعل ذلك. في هذه الحالات ، لا يرى أحد على وجه الأرض كسوفًا كليًا. لكن يمكن للناس في مناطق قليلة مشاهدة واحدة جزئية.
في حالات نادرة ، سيبدأ الكسوف الشمسي وينتهي ككسوف حلقي. ولكن في منتصف الحدث ، يحدث تعتيم كلي. تُعرف هذه باسم مختلط خسوف. (التغيير من الحلقي إلى الكلي ثم العودة إلى الحلقي يحدث لأن الأرض مستديرة. لذا فإن جزءًا من سطح الأرض سوف يسقط داخل الظل في منتصف الطريق خلال الكسوف. الناس في هذه المنطقة على بعد حوالي 13000 كيلومتر (8078 ميل) أقرب إلى القمر من هي تلك الموجودة على حافة مسار الظل. ويمكن أن يكون هذا الاختلاف في المسافة أحيانًا كافيًا لجلب تلك البقعة على سطح الأرض من أنتومبرا إلى الظل.)
أقل من 5 من كل 100 خسوف شمسي هي هجينة. أكثر قليلاً من واحد من كل ثلاثة هو خسوف جزئي. أقل إلى حد ما من واحد من كل ثلاثة خسوف حلقي. الباقي ، أكثر بقليل من واحد من كل أربعة ، هو خسوف كلي.
هناك دائمًا ما بين خسوفين وخمسة كسوف للشمس كل عام. لا يمكن أن يكون أكثر من خسوفين كليًا - وفي بعض السنوات لن يكون هناك أي خسوف.
لماذا يثير الكسوف الكلي للشمس إثارة للعلماء
قبل أن يرسل العلماء الكاميرات والأجهزة الأخرى إلى الفضاء ، كان الكسوف الكلي للشمس يوفر فرصًا بحثية فريدة لعلماء الفلك. على سبيل المثال ، الشمس شديدة السطوع لدرجة أن وهجها عادةً ما يحجب رؤية غلافها الجوي ، الهالة . خلال الكسوف الكلي للشمس في عام 1868 ، جمع العلماء بيانات عن الهالة. تعرفوا على الأطوال الموجية - الألوان - من الضوء الذي ينبعث منه. (ساعدت هذه الانبعاثات في تحديد التركيب الكيميائي للإكليل).
من بين أمور أخرى ، اكتشف العلماء خطًا أصفر غريبًا. لم يره أحد من قبل. جاء الخط من الهيليوم ، الذي تم إنشاؤه من خلال ردود الفعل داخل الشمس والنجوم الأخرى. حددت دراسات مماثلة منذ ذلك الحين العديد من العناصر المعروفة في الغلاف الجوي الشمسي. لكن هذه العناصر موجودة في أشكال لا تُرى على الأرض - أشكال تم فيها تجريد العديد من الإلكترونات. أقنعت هذه البيانات علماء الفلك بأن درجات الحرارة في الهالة الشمسية يجب أن تصل إلى ملايين الدرجات.
استخدم العلماء أيضًا الكسوف للبحث عن الكواكب المحتملة. على سبيل المثال ، لقد بحثوا عن الكواكب التي تدور حول الشمس حتى أقرب مما يفعله عطارد. مرة أخرى ، يمنع وهج الشمس عادة القدرة على رؤية أي شيء قريب من الشمس ، على الأقل من الأرض. (في بعض الحالات ، اعتقد علماء الفلك أنهم رأوا مثل هذا الكوكب. وأظهرت الدراسات اللاحقة أنهم كانوا مخطئين).
في عام 1919 ، جمع العلماء بعضًا من أشهر بيانات الكسوف. التقط علماء الفلك صوراً ليروا ما إذا كانت النجوم البعيدة تبدو في غير مكانها. إذا تم إزاحتها قليلاً - مقارنةً بمواقعها الطبيعية (عندما لم تكن الشمس في الطريق) - فإن ذلك يشير إلى أن الضوء الذي يمر عبر الشمس قد انحرف بسبب مجال جاذبيتها الضخم. على وجه التحديد ، من شأن ذلك أن يقدم دليلاً يدعم نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين. تم اقتراح هذه النظرية قبل بضع سنوات فقط. وبالفعل ، قدم الكسوف مثل هذه الأدلة على النسبية.
خسوف القمر
أحيانًا يختفي القمر تقريبًا لفترة قصيرة عندما يسقط في ظل الأرض. يحدث خسوف القمر هذا فقط عند اكتمال القمر ، المرحلة التي يكون فيها القمر مقابل الشمس في سمائنا. يظهر الآن كقرص مضاء بالكامل. (من وجهة نظرنا على الأرض ، إنه عندما يشرق القمر مع غروب الشمس.) تمامًا كما هو الحال مع خسوف الشمس ، لا يتسبب كل قمر مكتمل في حدوث خسوف للقمر. لكن خسوف القمر يحدث في كثير من الأحيان أكثر من الخسوف الشمسي لأن ظل الأرض أوسع بكثير من ظل القمر. في الواقع ، قطر الأرض يزيد عن 3.5 أضعاف قطر القمر. نظرًا لكونه أصغر كثيرًا من الأرض ، يمكن أن يتلاءم القمر بسهولة أكبر مع ظل كوكبنا.
على الرغم من أن الكسوف الكلي للشمس يحجب مؤقتًا مسارًا ضيقًا فقط على سطح الأرض ، إلا أنه خسوفًا كليًا للقمر يمكن رؤيته من نصف الكوكب الليلي بأكمله. ولأن ظل الأرض واسع جدًا ، يمكن أن يستمر الخسوف الكلي للقمر حتى 107 دقيقة. إذا أضفت الوقت الذي يقضيه القمر في الدخول والخروج من شبه الظل لكوكبنا ، فيمكن أن يستمر الحدث بأكمله لمدة تصل إلى 4 ساعات.
على عكس الكسوف الكلي للشمس ، يظل القمر مرئيًا حتى أثناء الخسوف الكلي للقمر. ينتقل ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي للأرض أثناء الحدث بأكمله ، مما يضيء القمر في ظل لون أحمر.
في بعض الأحيان يدخل جزء فقط من القمر في ظل الأرض. في هذه الحالة ، هناك خسوف جزئي للقمر . هذا يترك ظلًا دائريًا على القمر ، كما لو أن جزءًا منه قد تعرض للعض. وإذا دخل القمر إلى شبه الظل للأرض ولكنه فقد ظل الظل تمامًا ، يُطلق على الحدث خسوفًا شبه مخفي . غالبًا ما يكون هذا النوع الأخير من الكسوف خافتًا ويصعب رؤيته. وذلك لأن العديد من أجزاء شبه الظل مضاءة جيدًا في الواقع.
أكثر من ثلث جميع حالات خسوف القمر هي شبه خسوف. حوالي ثلاثة من كل 10 خسوفات جزئية. وتشكل الخسوفات الكلية للقمر الباقي ، أكثر من خسوف واحد من كل ثلاثة.
الغيب
حجب (AH-kul-TAY-shun) هو نوع من الكسوف. مرة أخرى ، يحدث هذا عندما تصطف ثلاثة أجرام سماوية في الفضاء. لكن خلال حالات الغيب ، يتحرك جسم كبير حقًا (عادةً القمر) أمام جسم يبدو أصغر كثيرًا (مثل نجم بعيد).
القمر ليس له جو حقيقي لحجب الضوء من خلفه. هذا هو السبب في أن بعض حالات السحر الأكثر إثارة للاهتمام من الناحية العلمية تحدث عندما يتحرك قمرنا أمام النجوم البعيدة. فجأة ، يختفي الضوء من جسم يحجبه القمر. يبدو الأمر كما لو أن مفتاح الضوء انطفأ.
ساعد هذا الغياب المفاجئ للضوء العلماء في نواح كثيرة. أولاً ، سمح لعلماء الفلك باكتشاف أن ما اعتقدوا في البداية أنه نجم واحد قد يكون في الواقع اثنين. (كان من الممكن أن يدوروا حول بعضهم البعض عن كثب بحيث لا يستطيع العلماء فصل النجوم بصريًا.) كما ساعدت الغرائب الباحثين على تحديد المصادر البعيدة لبعض موجات الراديو بشكل أفضل. (نظرًا لأن موجات الراديو لها طول موجي طويل ، فقد يكون من الصعب معرفة مصدرها من خلال النظر إلى هذا الإشعاع وحده.)
أخيرًا ، استخدم علماء الكواكب التخفي لمعرفة المزيد عن تضاريس - القمر ملامح المناظر الطبيعية ، مثل الجبال والوديان. عندما تحجب الحافة الخشنة للقمر نجمًا بالكاد ، يمكن للضوء أن يختلس نظرة خاطفة لفترة وجيزة وهو يخرج من خلف الجبال والتلال. لكنها تتألق دون عوائق من خلال الوديان العميقة الموجهة نحو الأرض.
في حالات نادرة ، يمكن أن تمر كواكب أخرى في نظامنا الشمسي أمام نجم بعيد. معظم حالات التنجيم هذه لا تسفر عن الكثير من المعلومات الجديدة. لكن مفاجآت كبيرة تظهر في بعض الأحيان. خذ عام 1977 ، عندما مر أورانوس أمام نجم بعيد. لاحظ العلماء الذين قصدوا دراسة الغلاف الجوي لهذا الكوكب الغازي شيئًا غريبًا. وميض الضوء المنبعث من النجم 5 مرات قبل مرور الكوكب أمامه. تومضت خمس مرات أخرى لأنها كانت تترك النجم وراءها. تشير تلك الومضات إلى وجود خمس حلقات صغيرة حول الكوكب. لكن لم يستطع أحد تأكيد وجودها حتى حلقت المركبة الفضائية فوييجر 2 التابعة لناسا بالقرب من الكوكب بعد تسع سنوات ، في عام 1986.
حتى الكويكبات يمكنها أن تحجب الضوء من النجوم البعيدة. تسمح هذه الأحداث لعلماء الفلك بقياس قطر الكويكبات بشكل أكثر دقة من الطرق الأخرى. وكلما طالت مدة حجب الضوء الصادر عن النجم ، يجب أن يكون الكويكب أكبر. من خلال الجمع بين الملاحظات المأخوذة من عدة مناطق مختلفة على الأرض ، يمكن للباحثين رسم خريطة لشكل حتى الكويكبات ذات الشكل الغريب.
القصة تستمر أسفل الصورة.
وسائل النقل
مثل الاحتجاب ، العبور هو نوع من الكسوف. هنا ، يتحرك جسم صغير أمام جسم بعيد يبدو أكبر بكثير. في نظامنا الشمسي ، يمكن فقط لكواكب عطارد والزهرة العبور عبر الشمس من وجهة نظر الأرض. (هذا لأن الكواكب الأخرى أبعد منا عن الشمس ، وبالتالي لا يمكن أبدًا أن تأتي بيننا). ومع ذلك ، يمكن لبعض الكويكبات والمذنبات عبور الشمس من وجهة نظرنا.
لطالما كان العلماء مهتمين بالعبور. في عام 1639 ، استخدم علماء الفلك ملاحظات عبور كوكب الزهرة - وهندسة بسيطة - للتوصل إلى أفضل تقدير لهم حتى ذلك الوقت للمسافة بين الأرض والشمس. في عام 1769 ، أبحر علماء الفلك البريطانيون في منتصف الطريق حول العالم إلى نيوزيلندا لمشاهدة عبور عطارد. لا يمكن رؤية هذا الحدث في إنجلترا. من البيانات التي جمعها علماء الفلك ، تمكنوا من معرفة أن عطارد ليس له غلاف جوي.
عندما يمر جسم ما أمام الشمس ، فإنه يحجب القليل من الضوء. عادة ، نظرًا لأن الشمس كبيرة جدًا ، فسيتم حجب أقل من 1 بالمائة من الضوء. لكن هذا التغيير الطفيف في الضوء يمكن قياسه بواسطة أدوات فائقة الحساسية. في الواقع ، يعد النمط المنتظم والمتكرر من التعتيم الطفيف إحدى التقنيات التي استخدمها بعض علماء الفلك لاكتشاف الكواكب الخارجية - تلك التي تدور حول نجوم بعيدة. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لا تعمل مع جميع الأنظمة الشمسية البعيدة. لكي تحدث عمليات العبور ، يجب توجيه مثل هذه الأنظمة الشمسية بحيث تظهر على الحافة كما تُرى من الأرض.
تصحيحات:تم تصحيح هذه المقالة لإشارة واحدة إلى اكتمال القمر الذي كان يجب أن يقول قمرًا جديدًا ، وإلى نسبة من ضوء الشمس المحجوب في الفقرة الأخيرة التي قرأتها أكثر من 1 في المائة وأصبحت الآن أقل من 1 في المائة. أخيرًا ، تم تصحيح القسم الخاص بخسوف الشمس لملاحظة أن الأشخاص داخل أنتومبرا سيرون صورة ظلية للقمر محاطة بحلقة من ضوء الشمس (وليس قمرًا مضاء جزئيًا).
