Лунное затмение: виды и природа явления

Лунное затмение — астрономическое явление, при котором Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Затмение происходит в момент полнолуния, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются в одну линию, однако из-за наклона лунной орбиты к плоскости эклиптики (около 5 градусов) выравнивание происходит не каждое полнолуние, а лишь когда Луна находится вблизи узлов своей орбиты.

Природа явления

Земля отбрасывает в пространство две области тени: центральную, полностью лишённую прямых солнечных лучей (умбру), и периферийную полутень (пенумбру), где солнечный диск перекрыт лишь частично. Диаметр земной тени на расстоянии лунной орбиты примерно в 2,5 раза превышает диаметр самой Луны, поэтому полное затмение может длиться достаточно долго — до 108 минут в центральной части тени.

Во время полного затмения Луна не исчезает полностью, а приобретает характерный красновато-медный оттенок. Это связано с рефракцией солнечного света в земной атмосфере: коротковолновая (синяя) часть спектра рассеивается атмосферой, а длинноволновая (красная) проходит сквозь неё и преломляется в область геометрической тени. Интенсивность и оттенок окраски зависят от состояния атмосферы Земли: после крупных вулканических извержений, выбрасывающих в стратосферу аэрозоли, затмения становятся более тёмными и насыщенно-красными.

Виды лунных затмений

Различают три основных типа явления:

• Полное затмение — Луна полностью погружается в умбру Земли. Наблюдается характерное покраснение спутника.
• Частичное затмение — лишь часть лунного диска входит в умбру, остальная часть остаётся освещённой. Максимальная фаза определяется долей диска, покрытой тенью.
• Полутеневое затмение — Луна проходит только через полутень Земли. Явление малозаметно визуально: наблюдается лишь лёгкое потемнение одного из краёв лунного диска. Различают общее полутеневое затмение (весь диск в полутени) и частное (часть диска).

Полное затмение всегда сопровождается полутеневыми фазами до и после основного события.

Цикличность и периодичность

В среднем за год происходит от двух до четырёх лунных затмений. Минимальное количество — два полутеневых, максимальное — четыре (все возможные комбинации типов). Затмения повторяются в определённой последовательности через сарос — период продолжительностью 18 лет 11 дней 8 часов, после которого конфигурация Земли, Луны и Солнца практически повторяется. Серия затмений одного сароса насчитывает около 70–85 событий и длится примерно 1300 лет.

В отличие от солнечных затмений, лунные видны на всей ночной стороне Земли, где Луна находится над горизонтом в момент явления. Это делает их значительно более доступными для наблюдения: продолжительность полной фазы может достигать полутора часов, а вся последовательность фаз занимает около 3,5–4 часов.

Историческое значение

Лунные затмения сыграли важную роль в развитии астрономии. Аристотель в IV веке до н. э. использовал форму земной тени на Луне как доказательство шарообразности Земли. Древнегреческие астрономы, в частности Гиппарх, оценивали расстояние до Луны по продолжительности затмений. В древних цивилизациях — Китае, Месопотамии, Египте — затмения фиксировались в летописях, что позволило современным исследователям уточнить параметры вращения Земли и замедление её осевого вращения.

В истории известны случаи, когда лунные затмения использовались для определения долготы в мореплавании: сравнивая местное время наблюдения явления с табличным временем для меридиана обсерватории, моряки могли вычислить географическую долготу.

Наблюдение затмений

Для наблюдения лунного затмения не требуется специального оборудования — явление видно невооружённым глазом. Бинокль или небольшой телескоп позволяют рассмотреть детали: кратеры, которые поочерёдно скрываются тенью, и изменение цвета лунной поверхности. В отличие от солнечных затмений, наблюдение лунных полностью безопасно для зрения.

При наблюдении полного затмения можно заметить, что Луна не исчезает, а тускнеет, приобретая оттенки от ярко-оранжевого до тёмно-красного. Шкала Данжона (разработана французским астрономом Андре Данжоном) используется для описания яркости и цвета затменной Луны — от 0 (очень тёмное затмение, Луна почти невидима) до 4 (яркое медно-красное затмение с оранжевой каймой).

Культурные представления

В мифологии многих народов лунные затмения трактовались как борьба светил с чудовищами: в древнем Китае считалось, что небесный дракон пожирает Луну, в скандинавской мифологии — что волки Хати и Сколль преследуют небесные тела. В ряде культур существовали обряды, призванные «отогнать» пожирателя: шум, удары в барабаны, стрельба в небо. В исламской традиции затмение рассматривается как знамение, во время которого предписывается совершение особой молитвы. Современная наука не связывает лунные затмения с какими-либо земными катастрофами или влиянием на здоровье человека.

Интересные факты

• Самое продолжительное полное лунное затмение XXI века произошло 27 июля 2018 года — полная фаза длилась 103 минуты.
• Во время полного затмения на Луне можно наблюдать «красное кольцо» — это свет, преломлённый атмосферой Земли по всему краю планеты.
• Лунные затмения происходят в среднем чаще солнечных, но в конкретной точке Земли полное лунное затмение можно наблюдать в среднем раз в 2,5 года.
• В 2025 году полное лунное затмение наблюдалось 14 марта, частичное — 7 сентября.