Lunarna pomrčina

Glavni članak: Pomrčina

Pomrčina ili eklipsa (gr. ἔκλειψις, ékleipsis - izostavljanje, izostajanje) je pojava pri kojoj jedno nebesko tijelo tijelo u potpunosti ili većim dijelom zaklanja drugo ili ulazak jednoga nebeskog tijela u sjenu drugoga. Pomrčina Sunca ili Mjeseca nastaje kada se oni nalaze u blizini jednoga čvora Mjesečeve staze oko Zemlje (staza Mjeseca nagnuta je prema ekliptici za 5° 9').

Glavni članak: Pomrčina Sunca

Pomrčina Sunca nastaje kada se Mjesec ispriječi između Sunca i Zemlje, pa djelomično ili potpuno zakloni Sunce. Mjesec je tada u fazi mlađaka, a Sunce se može nalaziti do 16,5° s jedne ili druge strane uzlaznog ili silaznoga Mjesečeva čvora. Luk od 33° pokraj čvora Sunce prolazi za 34 dana, a Mjesec tada može dva puta doći u fazu mlađaka (svakih 29.53 dana). U jednoj godini moraju biti barem dvije pomrčine Sunca, a najviše ih može biti pet, ako se prva dogodi početkom siječnja, a peta krajem prosinca. Linija čvorova zakreće se retrogradno za 19,3° godišnje, pa Sunce kroz isti čvor prolazi nakon 346.62 dana (eklipsna ili drakonistička godina).

Pomrčina Sunca može biti potpuna (totalna), prstenasta (anularna), djelomična (parcijalna) i hibridna (kada se u središnjoj fazi pomrčine zapaža kao potpuna, a izvan središnje faze kao prstenasta). Različite vrste pomrčina nastaju jer je staza Mjeseca eliptična. Kada je Mjesec udaljeniji, ne zaklanja cijeli Sunčev disk i zapaža se prstenasta pomrčina, a kada je Mjesec bliže, može potpuno zakloniti Sunce i nastupa potpuna pomrčina. Pomrčina Sunca opaža se s malenoga dijela Zemlje. Zbog okretanja Zemlje, Mjesečeva sjena prelazi po Zemljinoj površini od zapada prema istoku, pa se potpuna pomrčina vidi s uskoga pojasa (zone totaliteta). Sjena nije šira od 270 kilometara i putuje brzinom od 1 km/s, pa potpuna pomrčina u nekoj točki Zemlje traje najviše 3 minute 31 sekundi. Pri potpunoj pomrčini zbivaju se četiri dodira: rub Mjeseca nailazi na rub Sunca, napredujući rub Mjeseca stiže do suprotnoga Sunčeva ruba, zalazni Mjesečev rub dotiče početni rub Sunca, Mjesec napušta Sunce; od prvoga do četvrtoga dodira mogu proći do 3 sata. Potpuna pomrčina Sunca na nekome mjestu Zemljine površine javlja se u prosjeku svakih 400 godina. Posljednja potpuna pomrčina Sunca, vidljiva iz Hrvatske, zbila se 15. veljače 1961., a sljedeći će se put zbiti 3. rujna 2081.

Merkur i Venera prelaze preko Sunčeva kruga (tranzit), a Mjesec i planeti zaklanjaju pozadinske zvijezde (okultacija). Pomrčine Jupiterovih satelita služile su pomorcima u doba kada mehanički satovi nisu bili dovoljno pouzdani za određivanje točnoga vremena koje je bilo potrebno za izračun zemljopisne dužine. Pomrčina zvijezda događa se u sustavima dvojnih zvijezda što se na Zemlji zapaža kao periodična promjena sjaja. Zvijezdu mogu dijelom pomračiti i ekstrasolarni planeti, a to se preciznim mjerenjem intenziteta svjetlosti zvijezda može zabilježiti; npr. pratilac zvijezde HD 209 458, udaljene 150 godina svjetlosti, planet je 1.32 puta većega polumjera od Jupiterova, a zamračuje zvijezdu za 1,5% svakih 3.5246 dana.

Pomrčine se istražuju radi spoznaje o masi, obujmu, međusobnoj udaljenosti, inklinacijama i atmosferama tijela koja se pomračuju.

Uzajamni položaji Sunca, Mjeseca i Zemlje dovode do pomrčine Sunca i Mjeseca. Potpune pomrčine se koriste u kozmičkoj geodeziji za vezivanje kontinentalnih trigonometrijskih mreža, koje pomažu u stvaranju jedinstvenog svjetskog znanstvenog sustava. U istu svrhu se koriste i pojave okultacija zvijezda (kad Mjesec tokom svojeg kretanja sakrije neke zvijezde). Privlačna sila Mjeseca, a u manjoj mjeri i Sunca (lunisolarni utjecaj), uzrokuje na Zemlji plimu i oseku mora i jezera, kao i "disanje" Zemljine kore što je 3 puta slabije od plime i oseke. Utjecaj mjeseca na ljude i druga bića je još uvijek nerazjašnjen, ali je sigurno da se kukci orijentiraju pomoću Mjeseca.

Pomrčine Mjeseca, a pogotovo pomrčine Sunca, nalaze se među najdramatičnijim prirodnim pojavama. Pomrčine Sunca dovode do jakog pada dnevne rasvjete, a vid im je različit iz raznih točaka na Zemlji. Totalna ili potpuna pomrčina nastaje samo za promatrača koji se nalazi unutar Mjesečeve sjene. Tada je Sunčev krug potpuno zastrt Mjesecom. Pomrčina je prstenasta kada Mjesečeva sjena ne dostiže do površine Zemlje (kada se promatrač nalazi u smjeru Mjesečeve sjene), ali je vidni kut manji od vidnog kuta Sunca. Promatrač u polusjeni vidjet će Sunce samo djelomice prekriveno Mjesecom - to je djelomična pomrčina. Za vrijeme pomrčine, sjena se giba Zemljinom površinom od zapada prema istoku. Najprije se zamračuje zapadni rub Sunca. Totalna pomrčina traje najviše 7 minuta, a promjer sjene na Zemlji ne premašuje 270 km. Pomrčina Mjeseca nastaje kada Mjesec uđe u Zemljinu sjenu. One se vide samo noću. Pomrčine Mjeseca mogu biti potpune i djelomične, a pritom svim promatračima izgledaju jednako. U sjenu najprije ulazi istočni rub Mjeseca. Potpuna pomrčina može trajati do 2 sata, jer je Mjesec nekoliko puta manji od presjeka Zemljine sjene (oko 2.7 puta manji, ovisno o udaljenosti).

Pomrčina Sunca nastaje u vrijeme mlađaka, a pomrčina Mjeseca u vrijeme uštapa. No pomrčine se ne javljaju svakih mjesec dana. Da bi se pomrčina dogodila, moraju biti ispunjeni još neki uvjeti: Mjesec se mora nalaziti na stazi u blizini uzlaznog ili silaznog čvora. Da bi došlo do pomrčine, mora da se prožmu prividni krugovi Sunca i Mjeseca. Kako i Sunce i Mjesec imaju kutni promjer od približno 0.5°, to promatrač sa Zemlje mora vidjeti razmak centara Sunca i Mjeseca pod kutom koji je manji od 0.5°. Da bi došlo do pomrčine Sunca, Mjesec mora biti u mijeni mlađaka, a Sunce ne smije biti dalje od 16.5° s bilo koje strane čvora. Kada se javi mlađak, a Sunce se nalazi unutar područja od 33° simetrično raspoložene oko čvora, do pomrčine Sunca mora doći. Sunce se dnevno giba nebom za nešto manje od 1° na istok, pa 33° prevali u 34 dana. Zato se, u ovisnosti o tome kako su vremenski raspoređene Mjesečeve mijene, u 34 dana jave jedan ili dva mlađaka, a time i jedna do dvije pomrčine Sunca. No područje pomrčina nalazi se i oko uzlaznog i oko silaznog čvora, a budući da u svakom čvoru mora doći bar jednom do pomrčine, to se u godini dana jave najmanje dvije pomrčine Sunca. katkada se godišnje jave četiri, a najviše pet pomrčina. Do pete pomrčine može doći zato što linija čvorova nije nepomična u prostoru. Kad bi linija čvorova bila nepomična, u Sunce bi bila uperena dva puta godišnje, i to u razmaku od točno pola godine; u tom bi se slučaju mogle pojaviti najviše 4 pomrčine Sunca godišnje. No kako se linija čvorova zakreće 19.3° na godinu, i to u smjeru nasuprot godišnjem gibanju Sunca, Sunce će kroz isti čvor proći prije isteka cijele godine, nakon 346.62 dana. To je eklipsna ili drakonistička godina. Tropska godina je od nje dulja za oko 19 dana. Pet pomrčina Sunca će se dogoditi samo ako prva pomrčina stigne neposredno početkom siječnja, druga odmah u slijedećem mlađaku, treća i četvrta pomrčina prije sredine godine, u lipnju, i peta 12 sinodičkih mjeseci (354 dana) poslije prve. Sljedeća pomrčina može se dogoditi dok je Sunce u blizini istog čvora, ali - iduća godina već je započela (354 d + 29.5 d > 365 d)!

Pomrčina Mjeseca nastaje onda kada Mjesec uđe u Zemljinu sjenu. Na srednjoj daljini Mjeseca kutni promjer sjene iznosi 42’. Prividni polumjer Mjeseca je 15’. Da bi došlo do pomrčine, moraju se centri Mjeseca i Zemljine sjene naći na udaljenosti manjoj od 57’. U tom slučaju nema paralakse, prolaz kroz sjenu neće ovisiti o stajalištu promatrača na Zemlji - Mjesec mora ući u sjenu. Pomrčina će sigurno nastati kada je Mjesec pun, a Zemljina se sjena nalazi u području od 11° prije i poslije čvora. Brzina kojom se Zemljina sjena pomiče jednaka je brzini kojom se Sunce prividno giba nebom. Znači da će Zemljina sjena boraviti u pomrčinskom području 21 - 22 dana. Jasno je da se u vremenskom razdoblju od 22 dana ne mora pojaviti uštap. Uštap se ponavlja svakih 29.5 dana. Ako se uštap i pojavi, dolazi samo do jedne pomrčine, jer za drugu nema više vremena. Područje oko čvora Mjesečeve staze u kojoj se javljaju pomrčine Mjeseca manja je od područja u kojem se javljaju pomrčine Sunca.

Neke godine mogu proći bez ijedne pomrčine Mjeseca, a nekih godina može ih biti čak tri. Tada se prva pomrčina javlja odmah početkom godine u blizini jednog čvora, druga pomrčina 6 sinodičkih mjeseci poslije (177 dana) u blizini drugog čvora, a treća 12 sinodičkih mjeseci nakon prve pomrčine, opet u području prvog čvora, koji se zbog zakretanja linije čvorova gibao u susret Zemljinoj sjeni. Ukupan broj Sunčevih i Mjesečevih pomrčina godišnje ne može biti manji od 2, a veći od 7. Najmanje ima 2 pomrčine, i to obje Sunčeve. Najčešće se javljaju 2 Sunčeve i 2 Mjesečeve. Kod najvećeg broja pomrčina 3 su Mjesečeve, a 4 Sunčeve, ili 2 Mjesečeve i 5 Sunčevih. Ne mogu se javiti 8 pomrčina. Ako, naime, godina započne pomrčinom Mjeseca, prva Sunčeva pomrčina ne može nastati još 14.5 dana nakon toga (da bi Mjesec iz uštapa postao mlađakom), a tada je već kasno da se u istoj godini stigne do pete Sunčeve pomrčine.

Pomrčine se ponavljaju u istom redoslijedu prilično točno nakon 18 kalendarskih godina i 11.3 dana (ili 10.3 dana ako razdoblje obuhvaća 5 prijestupnih godina). Nastajanje pomrčina ovisi o 3 razdoblja: o razdoblju u kojemu se izmjenjuju Mjesečeve mijene (sinodičkom mjesecu S), o razdoblju u kojemu Mjesec prolazi kroz čvor (nodički ili drakonistički mjesec N) i o razdoblju u kojemu Sunce prolazi kroz dani čvor Mjesečeve staze (eklipsna ili drakonistička godina D). Slučajno se cijeli umnošci sinodičkih mjeseci, nodičkih mjeseci i eklipsnih godina gotovo točno podudaraju:

223 S ≑ 242 N ≑ 19 D

6585.32 d ≑ 6585.36 d ≑ 6585.78 d

18 tropskih godina i 11.3 dana jednako je 6585.6 d. ^[2]

• astro.fdst.hr :: Pomrčine Sunca i Mjeseca Arhivirano 2005-03-14 na Wayback Machine-u
• Popis budućih vidljivih pomrčina Sunca i Mjeseca s izračunom za pojedine gradove može se vidjeti na mrežnoj stranici Eclipse Calculator - kalkulator pomrčina (primjer za Zagreb) ((en.)) (pristupljeno 29. travnja 2014.)