ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА

Сурдин В.Г.
Государственный астрономический институт
им. П.К.Штернберга, Москва.

Те из нас, кто попал в полосу полного солнечного затмения 11 августа 1999 г., имели шанс насладиться редким природным феноменом - видом солнечной короны. И путь говорят, что затмение Солнца - это рядовое астрономическое событие, происходящее ежегодно и даже не единожды в год, но многие ли из нас могут похвастаться тем, что хотя бы раз в жизни имели удовольствие своими глазами видеть корону Солнца? Отнюдь не многие.

Даже среди астрономов, проявляющих в этом вопросе профессиональный азарт, далеко не все были свидетелями полных затмений Солнца. И дело не в том, что событие это редкое: приведенная здесь таблица показывает, что полные затмения, действительно, случаются чуть ли не каждый год. Главное препятствие для их наблюдения - малый размер лунной тени и плохая погода на Земле. Впрочем, сначала поясним, какие вообще бывают затмения.

Как известно, при солнечных затмениях Луна закрывает собою Солнце, проходя между ним и Землей. По счастливому совпадению для земного наблюдателя угловые диаметры Солнца и Луны почти одинаковы и близки к 0,5 градуса. Именно поэтому лунный диск может точнехонько закрыть собой Солнце, оставив для любования и изучения верхние слои его атмосферы - горячую солнечную корону. Однако в течение года видимые размеры Луны и Солнца не остаются неизменными. Двигаясь по эллиптической орбите, Земля в наши, российские зимние месяцы приближается к Солнцу, а в летние удаляется от него, так что в конце декабря угловой диаметр солнечного диска достигает 32'36", а в конце июня уменьшается до 31'31". Луна также движется вокруг Земли по эллиптической орбите, поэтому в течение месяца ее видимый диаметр меняется от 33'32" до 29'20".

При этом движения светил никак не согласованы друг с другом, поэтому в моменты затмений соотношение их видимых диаметров каждый раз оказывается различным. Если в момент солнечного затмения Луна проходит перигей (ближайшую к Земле точку орбиты), то она всегда полность затмевает Солнце; в апогее (наиболее удаленной точке орбиты) угловой размер ее диска всегда меньше солнечного, поэтому происходит кольцевое затмение. В промежуточных случаях тип затмения зависит от текущего соотношения видимых диаметров светил (астрономы по традиции называют звезды, планеты и их спутники "светилами", хотя для Луны в данном случае более подходит "темнило").

Не будем забывать, что и наблюдатели на Земле располагаются на разном расстоянии от Луны: те, у кого Луна в зените, заметно ближе к ней тех, кто наблюдает ее близ западного или восточного горизонта. Поскольку Солнце от нас почти в 400 раз дальше Луны, для него этот эффект крайне мал. Если конус лунной тени с трудом дотягивается до Земли в полуденной области, то он может совсем не дотянуться в утренней и вечерней областях. В этом случае затмение начнется как кольцевое, затем станет полным, а позже - вновь кольцевым. Именно таким, например, будет затмение 8 апреля 2005 г.

Земля, Луна и Солнце (именно в таком порядке) выстраиваются в одну линию в моменты новолуний. Почему же не каждое новолуние знаменуется солнечным затмением? Дело в том, что орбита Луны вокруг Земли и орбита Земли вокруг Солнца не лежат в одной плоскости: они наклонены друг к другу примерно на 5 градусов. А видимые диаметры Луны и Солнца, напомним, составляют всего 0,5 градуса. Поэтому наложение Луны на Солнце может наблюдаться только в том случае, если они одновременно оказываются вблизи точек пересечения лунной орбиты с эклиптикой (плоскость орбиты Земли, вдоль которой мы наблюдаем годичное перемещение Солнца). Эти точки пересечения называют узлами лунной орбиты. Луна вблизи узлов бывает дважды в месяц, но Солнце - лишь дважды в год. Поэтому солнечный затмения обычно случаются два раза в году, причем, как правило, одно из них бывает кольцевое и не представляет заметного интереса ни для публики, ни для большинства ученых - ведь корона не видна!

Настолько же малоинтересным оказывается попадание наблюдателя в область лунной полутени, то есть в ту область на Земле, где наблюдается частное затмение Солнца: при этом диск Луны закрывает лишь часть солнечного диска, и корона остается невидимой. Справедливости ради скажу, что в молодости я несколько раз наблюдал частное затмение Солнца с большим интересом и пользой. Было приятно воочию убедиться в высокой точности астрономических расчетов, было любопытно увидеть Солнце в форме полумесяца, да и сами наблюдения требуют известной технической подготовки и даже изобретательности.

Кстати, никогда не смотрите на Солнце незащищенным глазом или сквозь пляжные очки! Только специальные приемы гарантируют безопасное наблюдение частных солнечных затмений. Один из таких приемов - простая камера-обскура, то есть маленькое отверстие, проделанное в шторе затемненной комнаты. Замечу, что мои юношеские эксперименты с обскурой спустя много лет привели к любопытному открытию (см. "Земля и Вселенная" 1/1999, "Звездочет" 10/1998, 1/1999 или "Квант" 2/1999). Так что частные затмения тоже стимулируют научное творчество. Но увидев полное затмение Солнца, вы поймете ни с чем не сравнимую красоту этого события. Да и в научном смысле эти мгновения оказываются чрезвычайно полезными.

Лунная тень скользит по поверхности Земли с запада на восток примерно с такой же скоростью, как Луна движется по орбите: около 1 км/с. Максимальное время, в течение которого тень Луны (область полного затмения Солнца) касается Земли, составляет около 3,5 часов, а полутень (область частичного затмения) задерживается на Земле около 5,5 часов. Максимальный диаметр тени на поверхности Земли около 270 км. Только жители, оказавшиеся на пути тени, наблюдают полное затмение.

Поскольку поверхность Земли вращается в том же направлении, куда движется лунная тень, земные наблюдатели как бы стараются догнать ее, и некоторым это неплохо удается. Скорость вращения земной поверхности на экваторе достигает максимального значения 0,46 км/с, поэтому там лунная тень бежит по Земле со скорость всего 0,5 км/с, вдвое медленнее, чем в полярных районах. В районе экватора полные затмения могут длиться до 7 мин 40 сек, а на широте 45 градусов до 6,5 мин. Но эти максимальные значения достигаются редко; обычно полное затмение продолжается 2-3 минуты. Желая продлить это удовольствие и детальнее изучить корону Солнца, ученые (а в последние годы еще и богатые туристы) пользуются сверхзвуковыми самолетами, способными не отставать от лунной тени часами!

Если ожидать полного затмения Солнца на одном месте, то можно его и не дождаться: в каждой точке на Земле полное затмение происходит в среднем один раз за 360 лет. Поэтому любители редких природных явлений и астрономы (они тоже большие любители) устремляются туда, где расчеты предсказывают прохождение лунной тени. Но не часто удача сопутствует непоседлевым наблюдателям. Обычно полоса затмения проходит по океану или недоступным местам - горам, джунглям. Но даже если местность проходима и доступна для завоза научной аппаратуры, необходимо серьезно подумать о погоде: облачное небо - это провал экспедиции. Поэтому по многолетним метеоданным профессионалы заранее вычисляют вероятность ясного неба в день и час затмения вдоль всей его полосы и едут туда, где эта вероятность максимальна.

Например, во время затмения 11 августа 1999 г. обычные туристы устремились в заманчивые страны Западной Европы, а исследователи Солнца отправились в Румынию, Болгарию, Турцию и Иран, где ожидалась наилучшая погода и максимальная продолжительность полной фазы затмения. И они оказались правы. Опытные наблюдатели знают, что хорошую погоду нужно иметь "с запасом". С началом затмения, когда поток солнечного тепла снижается, даже легкая думка сгущается в плотные облака. Москвичи, наверное, помнят, что 11 августа 1999 г. в момент максимальной фазы затмения, когда Луна закрыла 67% солнечной поверхности, над городом из обычных серых облаков пролился мощный дождь. Пошло на убыль затмение - прекратился и дождь. Так что, собираясь наблюдать затмение Солнца, подыщите для этого страну с теплым сухим климатом.

Таблица. ПОЛНЫЕ ЗАТМЕНИЯ СОЛНЦА с 1950 по 2050 гг.

	Продолжи-
Дата	тельность	Область видимости
	(минуты)
1950, 12 сентября	1	Арктика, Сев.-Вост. Сибирь, Тихий о.
1952, 25 февраля	3	Атлантика, Африка, Иран, Ср.-Зап. Сибирь
1954, 30 июня	3	Канада, Скандинавия, Россия, Кавказ
1955, 20 июня	7	Цейлон, Индокитай, Филиппины, Тихий о.
1956, 8 июня	5	Южн. Тихий о.
1958, 12 октября	5	Экват. Тихий о., Чили
1959, 2 октября	3	Атлантика, Сев. и Центр. Африка
1961, 15 февраля	3	Южн. Европа, Черное море, Вост. Сибирь
1962, 5 февраля	4	Зондские о-ва, Новая Гвинея, Тихий о.
1963, 20 июля	2	шт. Аляска, Канада, Атлантика
1965, 30 мая	5	Новая Зеландия, ТИхий о.
1966, 12 ноября	2	Тихий о.,Перу,Боливия,Бразилия,Атлантика
1967, 2 ноября	1	Антарктика
1968, 22 сентября	1	Северная Земля, Ср.Сибирь, Вост.Тянь-Шань
1970, 7 марта	3	Тихий о., Мексика, Флорида, Ньюфаундленд
1972, 10 июля	3	Сахалин, Камчатка, Сев.Канада, Лабрадор
1973, 30 июня	7	Венесуэла, Сахара, Сомали, Индийскийо.
1974, 20 июня	5	Южн. Индийский о., Сев.-Зап. Австралия
1976, 23 октября	5	Африка, Австралия, Тихий о.
1977, 12 октября	3	Тихий о., Венесуэла
1979, 26 февраля	3	Сев.-Зап. США, Канада, Гренландия
1980, 16 февраля	4	Атлантика, Конго, Индия, Китай
1981, 31 июля	2	Сев. Кавказ, Сибирь, Тихий о.
1983, 11 июня	5	Индийский о., Ява, Новая Гвинея
1984, 22 ноября	2	Новая Гвинея, Индонезия, Тихий о.
1987, 29 марта	0,3	Аргентина, Атлантика, Экватор. Африка
1988, 18 марта	4	Суматра, Филиппины, Сев. Тихий о.
1990, 22 июля	3	Финляндия, Сибирь, Сев. Тихий о.
1991, 11 июля	7	Гавайи, Центр. Америка, Бразилия
1992, 30 июня	5	Южн. Атлантика
1994, 3 ноября	4	Тихий о., Чили, Бразилия, Атлантика
1995, 24 октября	2	Иран, Индия, Вьетнам, Тихий о.
1997, 9 марта	3	Монголия, Сибирь, Арктика
1998, 26 февраля	4	Тихий о., Колумбия, Сев. Атлантика
1999, 11 августа	2	Сев. Атлантика, Центр. Европа, Индия
2001, 21 июня	5	Южн. Атлантика, Южн. Африка
2002, 4 декабря	2	Сев. Африка, Индийский о., Австралия
2003, 23 ноября	2	Антарктика
2005, 8 апреля	1	Сев. Тихий о., Панама
2006, 29 марта	4	Сев. Африка, Турция, Россия
2008, 1 августа	2	Арктика, Россия, Китай
2009, 22 июля	7	Индиия, Китай, Тихий о.
2010, 11 июля	5	Южн. Тихий о., Китай
2012, 13 ноября	4	Сев. Австралия, Южн. Тихий о.
2013, 3 ноября	2	Атлантика, Центр. Африка
2015, 20 марта	3	Сев. Атлантика, Арктика
2016, 9 марта	4	Суматра, Борнео, Сев. Тихий о.
2017, 21 августа	3	Тихий о., США, Атлантика
2019, 2 июля	5	Южн. Тихий о., Чили, Аргентина
2020, 14 декабря	2	Тихий о., Чили, Аргентина, Атлантика
2021, 4 декабря	2	Антарктика
2023, 20 апреля	1	Индийский о., Индонезия, Тихий о.
2024, 8 апреля	4	Тихий о., Мексика, США
2026, 12 августа	2	Гренландия, Антарктика, Испания
2027, 2 августа	6	Сев. Африка, Индийский о.
2028, 22 июля	5	Индийский о., Австралия, Новая Зеландия
2030, 25 ноября	4	Африка, Индийский о., Австралия
2031, 14 ноября	1	Тихий о.
2033, 30 марта	3	Чукотка, Аляска, Сев. Ледовитый о.
2034, 20 марта	4	Атлантика, Африка, Азия
2035, 2 сентября	3	Китай, Тихий о.
2037, 13 июля	4	Австралия, Новая Зеландия
2038, 26 декабря	2	Австралия, Новая Зеландия, Тихий о.
2039, 15 декабря	2	Антарктида
2041, 30 апреля	2	Атлантика, Африка
2042, 20 апреля	5	Индонезия, Филиппины, Тихий о.
2043, 9 апреля	1	Магадан, Камчатка
2044, 23 августа	2	Сев. Америка
2045, 12 августа	6	Сев. Америка, Куба, Южн. Америка
2046, 2 августа	5	Атлантика, Африка, Индийский о.
2048, 5 декабря	3	Южн. Америка, Атлантика, Африка
2049, 25 ноября	1	Аравия, Индийский о., Индонезия
2050, 20 мая	1	Южн. Тихий о.