Hiếm có hiện tượng thiên văn hoặc thiên văn nào, xét về sức mạnh của kịch tính và tác động của chúng đối với con người, có thể vượt qua nhật thực. Hiểu được các quy trình bên trong và các cơ chế ẩn của nó sẽ cho phép bạn mở rộng tầm nhìn của mình, tiến một bước vào thế giới khoa học về sao. Có thể có hai khoảng thời gian như vậy trong một năm dương lịch, tức là ít nhất 2 lần nguyệt thực trong 365 ngày. Hơn nữa, trong mỗi thời kỳ có thể có một số hiện tượng như vậy, nhưng không quá 5 mỗi năm, ở các khu vực khác nhau của địa cầu.
Cơ chế và thời gian của nhật thực
Các mô tả về cách xảy ra nhật thực nhìn chung vẫn không thay đổi trong toàn bộ lịch sử quan sát được ghi chép lại. Ở rìa của Mặt trời, một đốm đen của đĩa mặt trăng len lỏi từ bên phải xuất hiện, kích thước lớn dần, càng ngày càng tối.
Bề mặt điểm sáng bị Mặt Trăng bao phủ càng lớn, bầu trời càng trở nên tối hơn, trên đó xuất hiện các ngôi sao sáng. Bóng mất đường viền thông thường, trở nên mờ.
Không khí trở nên lạnh hơn. Nhiệt độ của nó, tùy thuộc vào vĩ độ địa lý mà dải nhật thực đi qua, có thể giảm tới 5 độ C. Động vật vào thời điểm này trở nên lo lắng, thường lao vào tìm nơi trú ẩn. Những con chim trở nên im lặng, một số đi ngủ.
Đĩa tối của Mặt trăng ngày càng leo lên Mặt trời, để lại một hình liềm ngày càng mỏng từ nó. Cuối cùng, Mặt trời biến mất hoàn toàn. Xung quanh vòng tròn màu đen đã đóng nó lại, bạn có thể nhìn thấy vương miện của mặt trời - ánh bạc với các cạnh mờ. Một số ánh sáng được cung cấp bởi ánh bình minh nhấp nháy khắp đường chân trời xung quanh người quan sát, một màu cam chanh khác thường.
Thời điểm biến mất hoàn toàn của đĩa mặt trời thường kéo dài không quá ba đến bốn phút. Thời gian tối đa có thể xảy ra nhật thực, được tính bằng một công thức đặc biệt, dựa trên tỷ lệ đường kính góc của Mặt trời và Mặt trăng, là 481 giây (ít hơn một chút 8 phút).
Sau đó, đĩa mặt trăng màu đen dịch chuyển xa hơn về bên trái, để lộ ra rìa chói mắt của mặt trời. Lúc này, vầng hào quang mặt trời và vòng sáng biến mất, bầu trời bừng sáng, các vì sao vụt tắt. Mặt Trời dần dần được giải phóng tỏa ra ngày càng nhiều ánh sáng và sức nóng, thiên nhiên trở lại hình dạng thường ngày. Điều quan trọng cần lưu ý là ở bán cầu bắc, mặt trăng di chuyển dọc theo đĩa mặt trời từ phải sang trái, trong khi ở bán cầu nam nó di chuyển từ trái sang phải.
Các loại nhật thực chính
Khu vực địa cầu mà phía trên có thể được quan sát nhật thực toàn phần, luôn bị giới hạn bởi một dải hẹp và dài tạo thành đường đi của bóng hình nón của Mặt trăng, quét qua bề mặt trái đất với tốc độ hơn 1 km / giây. Chiều rộng của dải thường không quá 260-270 km, chiều dài có thể đạt 10-15 nghìn km.
Quỹ đạo chuyển động của Trái đất quanh Mặt trời và Mặt trăng quanh Trái đất là hình elip nên khoảng cách giữa các thiên thể này không phải là giá trị bất biến và có thể dao động trong những giới hạn nhất định. Nhờ nguyên lý cơ học tự nhiên này mà các hiện tượng nhật thực khác nhau.
Ở khoảng cách xa hơn nhiều so với dải nhật thực toàn phần, người ta có thể quan sát được nhật thực một phần, theo cách nói thông thường thường được gọi là một phần. Trong trường hợp này, đối với một người quan sát ở một nơi bên ngoài dải, quỹ đạo của các vầng sáng ban ngày và đêm giao nhau theo cách sao cho đĩa mặt trời chỉ đóng một phần. Những hiện tượng như vậy được quan sát thường xuyên hơn và trên một khu vực rộng lớn hơn nhiều, trong khi diện tích của nhật thực có thể là vài triệu km vuông.
Hiện tượng nguyệt thực một phần xảy ra hàng năm ở hầu hết mọi điểm trên địa cầu, nhưng đối với hầu hết những người bên ngoài cộng đồng thiên văn học chuyên nghiệp, chúng không được chú ý. Một người hiếm khi nhìn lên bầu trời sẽ chỉ thấy hiện tượng như vậy khi Mặt trăng che Mặt trời đi một nửa, tức là nếu giá trị của pha của nó tiến tới 0, 5.
Việc tính toán giai đoạn của nhật thực trong thiên văn học có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các công thức có mức độ phức tạp khác nhau. Trong phiên bản đơn giản nhất, nó được xác định thông qua tỷ lệ đường kính của phần bị đóng bởi Mặt trăng và tổng đường kính của đĩa Mặt trời. Giá trị pha luôn chỉ được biểu thị dưới dạng phần thập phân.
Đôi khi Mặt trăng đi từ Trái đất ở khoảng cách lớn hơn bình thường một chút và kích thước góc (biểu kiến) của nó nhỏ hơn kích thước biểu kiến của đĩa Mặt trời. Trong trường hợp này, nhật thực hình khuyên hoặc hình khuyên: vòng lấp lánh của Mặt trời xung quanh vòng đen của Mặt trăng. Đồng thời, việc quan sát vành nhật hoa, các ngôi sao và bình minh là không thể, vì bầu trời thực tế không tối.
Chiều rộng của dải quan sát với chiều dài tương tự cao hơn nhiều - lên đến 350 km. Chiều rộng penumbra cũng lớn hơn - đường kính lên tới 7340 km. Nếu trong nguyệt thực toàn phần, pha bằng một hoặc thậm chí có thể nhiều hơn, thì với giá trị pha hình khuyên sẽ luôn lớn hơn 0,95, nhưng nhỏ hơn 1.
Cần lưu ý một thực tế thú vị là sự đa dạng của các hiện tượng nguyệt thực được quan sát chỉ rơi vào thời kỳ tồn tại của nền văn minh nhân loại. Kể từ khi Trái đất và Mặt trăng được hình thành như các thiên thể, khoảng cách giữa chúng chậm dần nhưng liên tục tăng lên. Với khoảng cách thay đổi, sơ đồ của nhật thực nói chung vẫn giữ nguyên, tương tự như mô tả ở trên.
Hơn một tỷ năm trước, khoảng cách giữa hành tinh của chúng ta và vệ tinh của nó ít hơn bây giờ. Theo đó, kích thước biểu kiến của đĩa mặt trăng lớn hơn nhiều so với kích thước của mặt trời. Chỉ có những lần nguyệt thực toàn phần với dải bóng rộng hơn nhiều, việc quan sát vành nhật thực gần như là không thể, cũng như sự hình thành của nguyệt thực hình khuyên.
Trong tương lai xa, hàng triệu năm nữa, khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng sẽ càng lớn hơn. Những hậu duệ xa xôi của nhân loại hiện đại sẽ có thể quan sát nguyệt thực hình khuyên duy nhất.
Thí nghiệm khoa học dành cho nghiệp dư
Việc quan sát nhật thực của Mặt trời tại một thời điểm đã giúp tạo ra một số khám phá quan trọng. Ví dụ, ngay cả trong thời của người Hy Lạp cổ đại, các nhà hiền triết sau đó đã rút ra kết luận về chuyển động có thể có của các thiên thể, hình dạng hình cầu của chúng.
Theo thời gian, các phương pháp và công cụ nghiên cứu đã giúp đưa ra kết luận về thành phần hóa học của ngôi sao của chúng ta, về các quá trình vật lý diễn ra trong đó. Nguyên tố hóa học nổi tiếng helium cũng được phát hiện trong quá trình quan sát nhật thực bởi nhà khoa học người Pháp Jansen ở Ấn Độ vào năm 1868.
Nhật thực là một trong số ít hiện tượng thiên văn có sẵn để quan sát nghiệp dư. Và không chỉ để quan sát: bất kỳ ai cũng có thể đóng góp khả thi cho khoa học và ghi lại hoàn cảnh của một hiện tượng tự nhiên hiếm gặp.
Những gì một nhà thiên văn nghiệp dư có thể làm:
- Đánh dấu những khoảnh khắc tiếp xúc giữa đĩa mặt trời và mặt trăng;
- Cố định khoảng thời gian của những gì đang xảy ra;
- Phác thảo hoặc chụp ảnh vành nhật hoa;
- Tham gia vào một thí nghiệm để tinh chỉnh dữ liệu về đường kính của Mặt trời;
- Trong một số trường hợp hoặc khi sử dụng các dụng cụ, có thể thấy sự nổi bật;
- Chụp ảnh vầng sáng tròn ở đường chân trời;
- Thực hiện các quan sát đơn giản về những thay đổi của môi trường.
Giống như bất kỳ trải nghiệm khoa học nào, quan sát nhật thực đòi hỏi phải tuân thủ một số quy tắc sẽ giúp quá trình này trở thành một trong những sự kiện đáng nhớ nhất trong cuộc đời và bảo vệ người quan sát khỏi những tác hại rất thực tế đối với sức khỏe. Trước hết, từ tổn thương nhiệt có thể xảy ra đối với võng mạc, xác suất tăng lên gần như 100% khi sử dụng các thiết bị quang học không được bảo vệ.
Do đó, quy tắc chính của việc quan sát ánh nắng mặt trời: đảm bảo sử dụng kính bảo vệ mắt. Nó có thể dùng làm bộ lọc ánh sáng đặc biệt cho kính thiên văn và ống nhòm, mặt nạ tắc kè hoa để hàn. Đối với những trường hợp khắc nghiệt nhất, thủy tinh hun khói trơn là phù hợp.
Nhật thực trông như thế nào - xem video:
Tương đối an toàn nếu chỉ quan sát một khoảng thời gian ngắn, chỉ vài phút, trong khi nguyệt thực toàn phần kéo dài. Đặc biệt cẩn thận trong giai đoạn đầu và giai đoạn cuối, khi độ sáng của đĩa năng lượng mặt trời gần đạt mức tối đa. Bạn nên tạm dừng việc quan sát.
