Лунное затмение: виды и природа явления

Лунное затмение — астрономическое явление, при котором Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Это происходит, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в линию, при этом Земля находится между светилом и её спутником. Лунное затмение наблюдается только в фазе полнолуния, однако не каждое полнолуние сопровождается затмением, поскольку орбита Луны наклонена к плоскости эклиптики примерно на 5 градусов.

Природа явления

Лунное затмение относится к классу сизигийных явлений. Земля отбрасывает в пространство коническую тень, окружённую полутенью. Диаметр земной тени на расстоянии орбиты Луны превышает диаметр спутника примерно в 2,6 раза, поэтому полное лунное затмение может длиться значительно дольше, чем полное солнечное — до 108 минут в максимуме.

В отличие от солнечного затмения, которое видно лишь в узкой полосе на поверхности Земли, лунное затмение наблюдается на всей ночной стороне планеты. Это делает его одним из самых доступных для наблюдения астрономических событий.

Виды лунных затмений

Астрономы выделяют три основных типа лунных затмений:

• Полное затмение — Луна целиком погружается в конус земной тени. При этом спутник не исчезает полностью, а приобретает тёмно-красный или медно-оранжевый оттенок.
• Частное затмение — в тень Земли попадает лишь часть лунного диска, остальная часть остаётся освещённой.
• Полутеневое затмение — Луна проходит только через полутень Земли, не входя в область полной тени. Яркость спутника снижается незначительно, что часто трудно заметить невооружённым глазом.

Красный цвет Луны

Во время полного затмения Луна не становится невидимой, а окрашивается в красноватые тона. Причина этого — релеевское рассеяние света в земной атмосфере. Солнечные лучи, проходящие по касательной через атмосферу Земли, преломляются и попадают в конус тени. Коротковолновая часть спектра (синий и зелёный свет) рассеивается сильнее, а длинноволновая (красная) доходит до поверхности Луны.

Оттенок лунного диска зависит от состояния земной атмосферы. После крупных вулканических извержений, выбрасывающих в стратосферу аэрозоли, Луна во время затмений выглядит более тёмной. Для оценки цвета лунного диска астрономы используют шкалу Данжона — пятибалльную систему, где 0 соответствует почти чёрной Луне, а 4 — яркому медно-оранжевому оттенку.

История наблюдений

Первые письменные упоминания о лунных затмениях встречаются в древнекитайских хрониках, датируемых II тысячелетием до н. э. Вавилонские жрецы уже в VIII веке до н. э. умели предсказывать затмения, используя сарос — цикл продолжительностью около 18 лет и 11 дней, через который повторяются подобные конфигурации небесных тел.

Аристотель в IV веке до н. э. использовал наблюдения лунных затмений для доказательства шарообразности Земли: форма тени, отбрасываемой планетой на Луну, всегда оставалась круглой. Это один из первых эмпирических аргументов в пользу сферичности нашей планеты.

В 1504 году Христофор Колумб использовал предсказанное лунное затмение для устрашения коренного населения Ямайки, которое отказалось снабжать его команду продовольствием. Зная заранее о предстоящем явлении, он объявил, что «бог лишит луну света» в наказание за негостеприимство, и когда затмение произошло, испуганные островитяне принесли мореплавателям всё необходимое.

Научное значение

Лунные затмения представляют интерес для науки по нескольким причинам:

• Изучение верхних слоёв атмосферы Земли. Спектральный анализ света, прошедшего через атмосферу планеты, позволяет оценивать содержание озона, водяного пара и аэрозолей.
• Определение температуры поверхности Луны. Во время затмения лунный грунт быстро остывает, и измерения теплового излучения дают информацию о физических свойствах реголита.
• Историческая хронология. Упоминания затмений в древних текстах позволяют датировать исторические события с точностью до дня.
• Проверка теорий движения небесных тел. Точные моменты контактов Луны с границами тени используются для уточнения параметров лунной орбиты.

Периодичность и условия наблюдения

В среднем за год происходит от двух до четырёх лунных затмений. Полные затмения случаются реже — примерно раз в 2,5 года. Максимальное число затмений в году — четыре, минимальное — два, и оба полутеневые.

Для наблюдения лунного затмения не требуется специального оборудования — явление хорошо видно невооружённым глазом. Бинокль или небольшой телескоп позволяют рассмотреть детали поверхности Луны, которые постепенно скрываются тенью. В отличие от солнечных затмений, лунные полностью безопасны для зрения и не требуют защитных фильтров.

Интересные факты

• Самое длительное полное лунное затмение XXI века произошло 27 июля 2018 года и продлилось 103 минуты.
• На Луне во время полного затмения можно наблюдать солнечное затмение: Земля закрывает Солнце, а вокруг неё виден красноватый ореол — кольцо освещённой атмосферы планеты.
• В древности многие народы связывали лунные затмения со злыми духами, пожирающими Луну. В Китае во время затмения били в барабаны, чтобы отогнать небесного дракона, а в Древнем Египте считали, что Луну похищает бог Сет.
• Ближайшее полное лунное затмение, видимое с территории России, ожидается в 2026 году.
• Лунные затмения происходят в среднем чаще солнечных, но для конкретной точки земной поверхности полное солнечное затмение можно увидеть раз в несколько сотен лет, тогда как полное лунное — каждые несколько лет.