Цикл Сароса: периодичность затмений¶

Цикл Сароса — это период продолжительностью около 6585,3 суток (18 лет 11 дней 8 часов), через который последовательность солнечных и лунных затмений повторяется в сходных условиях. Явление обусловлено синхронизацией трёх лунных циклов: синодического (смена фаз), драконического (прохождение через узлы орбиты) и аномалистического (изменение расстояния до Земли). Название термина происходит от вавилонского слова «sāru», обозначавшего число 3600, которое использовалось в клинописных текстах для описания больших промежутков времени.

¶Механизм возникновения

Затмение происходит, когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются в одну линию. Для этого необходимо, чтобы Луна находилась вблизи одного из узлов своей орбиты — точек пересечения плоскости лунной орбиты с плоскостью эклиптики. Период между последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел (драконический месяц) составляет 27,2122 суток. Одновременно Луна должна находиться в фазе новолуния (для солнечного затмения) или полнолуния (для лунного), что определяется синодическим месяцем — 29,5306 суток.

Совпадение этих двух периодов происходит каждые 223 синодических месяца, что равно 242 драконическим месяцам и 239 аномалистическим месяцам. Расхождение составляет всего несколько часов, что обеспечивает высокую точность повторения геометрии затмения. Именно это тройное совпадение и образует сарос.

¶Характеристики цикла

Поскольку 223 синодических месяца (6585,32 суток) не равны целому числу суток, каждый следующий сарос смещается на 8 часов относительно времени суток. Из-за этого зона видимости каждого последующего затмения сдвигается примерно на 120° по долготе к западу. Например, если предыдущее затмение наблюдалось в Европе, следующее будет видно в Америке.

Цикл Сароса не является бесконечной серией одинаковых событий. Каждое затмение в рамках одного сароса (так называемая серия Сароса) постепенно эволюционирует. Геометрия узлов медленно меняется, поэтому каждое последующее затмение серии происходит с небольшим смещением. Серия начинается с частных (частичных) затмений в полярных регионах, затем переходит к центральным затмениям, которые постепенно смещаются к экватору, и завершается снова частными затмениями у противоположного полюса. Полный жизненный цикл одной серии Сароса составляет от 1226 до 1550 лет и включает от 69 до 87 затмений.

¶Разновидности серий

Различают серии Сароса для солнечных и лунных затмений. Для солнечных затмений серии нумеруются по номерам от 1 до 180 (для затмений у северного полюса) и далее к южному. Каждая серия имеет свой номер и характеристики. Лунные серии Сароса аналогично делятся на 41 или 42 активные серии.

Особенностью лунных затмений является то, что они видны с половины земного шара одновременно, тогда как солнечные — лишь с узкой полосы. Поэтому для лунных затмений сарос проявляется в повторении последовательности полутеневых, частных и полных фаз, в то время как для солнечных — в повторении типа и географии полосы видимости.

¶История изучения

Первые упоминания о периодичности затмений встречаются в вавилонских астрономических таблицах, датируемых VIII веком до н. э. Вавилонские жрецы использовали сарос для предсказания затмений, хотя и не понимали его физической природы. Древнегреческий астроном Гиппарх во II веке до н. э. использовал сарос для уточнения параметров лунного движения.

Современное научное описание цикла было дано в XIX веке. В 1871 году британский астроном Уильям Тиндалл предложил использовать термин «сарос» для обозначения этого периода, заимствовав его из вавилонской терминологии. Систематическая каталогизация серий Сароса была выполнена в XX веке американским астрономом Джорджем ван ден Бергом, который опубликовал полный каталог серий солнечных и лунных затмений.

¶Практическое значение

Знание цикла Сароса позволяет астрономам прогнозировать затмения с высокой точностью на десятилетия вперёд. Современные эфемериды учитывают сарос как первое приближение, которое затем уточняется численными методами небесной механики. Для историков астрономии сарос служит инструментом датировки древних записей о затмениях: если в летописи указано затмение, его можно сопоставить с конкретной серией и определить точную дату события.

Кроме того, серии Сароса используются при планировании космических миссий для наблюдения солнечной короны: каждые 18 лет повторяется возможность проведения эксперимента в сходных условиях освещённости.

¶Примеры серий

Одной из наиболее известных является серия Сароса 136 для солнечных затмений. К ней относится полное солнечное затмение 11 августа 1999 года, наблюдавшиеся в Европе и Азии, а также затмение 21 августа 2017 года, прошедшее через территорию США. Следующее затмение этой серии произойдёт 2 сентября 2035 года в Китае и Корее.

Для лунных затмений показательной является серия Сароса 121, включающая полные лунные затмения, видимые в Европе и Африке. Её активная фаза началась в XIV веке и продолжается до сих пор.

¶Источники

• Энциклопедия «Астрономия» под ред. А. В. Засова
• Справочник наблюдателя затмений (NASA Eclipse Web Site)
• «История астрономии» А. Паннекук