Zatmění Slunce – příčiny, typy a Sarosův cyklus

Zatmění Slunce: vysvětlení příčin, přehled typů a fascinující Sarosův cyklus – zjistěte, kdy a proč Slunce mizí a jak předpovídat další zatmění.

Při pohledu ze Země nastává zatmění Slunce, když se Měsíc nachází přímo mezi Zemí a Sluncem. Díky tomu Měsíc zcela nebo částečně zakryje disk Slunce a z pohledu určité části Země se Slunce zatemní. K zatmění Slunce může dojít pouze během novoluní, protože to je jediná fáze, kdy je Měsíc v jedné linii se Zemí a Sluncem. Ne každé novoluní ale zatmění nastane – dráha Měsíce je vůči rovině ekliptiky náklonná asi o 5°, takže Měsíc většinou minou tzv. uzly, a proto Slunce jen zčásti kryt není. Každý rok dochází přibližně ke dvěma až pěti zatměním Slunce; někdy se jich vyskytne pět, nejčastěji však dvě nebo tři. Pouze některá z těchto zatmění jsou úplná a v mnoha letech může uplynout rok bez úplného zatmění viditelného z určitého místa na Zemi.

Příčiny a geometrie

Zatmění je důsledkem postavení tří těles — Slunce, Měsíce a Země — v jedné přímce. Důležité faktory jsou:

• Fáze Měsíce: pouze novoluní.
• Naklonění měsíční dráhy: Měsíc obíhá po dráze skloněné vůči rovině oběžné dráhy Země kolem Slunce (ekliptice) přibližně o 5°, proto jsou potřeba soulad novoluní se zdviženými body dráhy (uzly).
• Vzdálenost Měsíce od Země: Měsíc obíhá po eliptické dráze, jeho zdánlivý průměr se mění; když je Měsíc blíže (perigeum), může úplně zakrýt Slunce — vznikne úplné zatmění; když je Měsíc dál (apogeum), jeho zdánlivý průměr je menší a vznikne prstencové (annulární) zatmění.
• Stíny: Měsíc vrhá na Zem kužel stínů. V oblasti, kam dopadá nejtmavší centrická část stínu (umbra), nastává úplné zatmění. V oblasti antumbry se pozoruje prstencové zatmění. V širší okolní oblasti penumbry je zatmění částečné.

Typy zatmění

• Úplné zatmění – Měsíc zcela zakryje fotosféru Slunce a na krátký čas je možné pozorovat korónu. Úplnost (totalita) trvá obvykle několik minut; maximum teoretické délky totality je přibližně 7 minut a 31 sekund.
• Prstencové (annulární) zatmění – Měsíc je dál od Země a nezakryje celé Slunce, kolem jeho tmavého disku zůstává jasný „prstenec“.
• Hybridní zatmění – kombinace úplného a prstencového, kdy na některých místech dráhy je zatmění úplné a na jiných prstencové.
• Částečné zatmění – z pozorovacího místa Měsíc zakrývá jen část slunečního disku; částečná zatmění jsou na mnoha místech běžnější než úplná.

Jak a kde je zatmění vidět

Oblast, ve které je zatmění úplné, tvoří úzkou dráhu přes povrch Země – tzv. pás totality. Šířka tohoto pásu může být od desítek až po několik set kilometrů v závislosti na geometrii. Úplnost trvá jen několik minut pro pozorovatele na této dráze. Mimo tuto dráhu je zatmění částečné; v místech velmi dalekých od dráhy není žádné ztemnění viditelné. Dráhu a čas zatmění lze přesně předpovědět na základě pohybů těles a dnes je možné spočítat mapu viditelnosti na mnoho let dopředu.

Posledním velkým úplným zatměním, které bylo široce sledováno, bylo zatmění Slunce 2. července 2019. Následující sluneční událost 26. prosince 2019 byla dalším případem zatmění (šlo o prstencové zatmění v určitých oblastech).

Sarosův cyklus

K zatměním Slunce dochází v pravidelných opakujících se vzorcích; jedním z nejsrozumitelnějších je Sarosův cyklus. Saros vzniká kombinací tří periodických pohybů Měsíce:

• synodický měsíc (novoluní – 29,53059 dne),
• drakonický měsíc (oběh mezi průchody uzly – ~27,21222 dne),
• anomální měsíc (oběh mezi perigei/apogei – ~27,55455 dne).

Po 223 synodických měsících, což je přibližně 6585,32 dne (asi 18 let 11 dní a 8 hodin), se tyto tři periody opět přiblíží stejné konfiguraci, takže podobné zatmění nastane znovu. Osm hodin navíc znamená, že další člen série bude viditelný přibližně o třetinu obvodové délky Země na západ (nebo v jiných případech na východ, záleží na směru). Každá Sarosova série trvá obvykle přes tisíc let a obsahuje zhruba 70–80 jednotlivých zatmění, než postupně vymizí.

Bezpečnost při pozorování

• Nikdy se nedívejte přímo na Slunce bez speciálních ochranných slunečních brýlí (filtrů splňujících bezpečnostní normy). Běžné sluneční brýle nejsou dostatečné.
• Bezpečné jsou filtry určené speciálně pro pozorování Slunce, solární brýle s filtrem ISO 12312-2 nebo projekční techniky (pinhole projekce, dalekohled s projekcí obrazu na stínítko).
• Při úplném zatmění je jediný okamžik, kdy je bezpečné dívat se bez filtru, krátká fáze totality — ale musíte být si naprosto jistí, že totalita právě nastala. Při nástupu nebo ukončení totality zase vždy použijte ochranu očí.

Kulturní a vědecký význam

Úplné zatmění Slunce je silným přírodním zážitkem a v mnoha kulturách bylo dříve považováno za znamení či projev nadpřirozena — proto vznikaly mýty a rituály spojené se zatměním. V současnosti mnoho lidí podniká „zatměnícestování“, aby zažili totalitu z optimální pozice.

Z vědeckého hlediska jsou zatmění důležitá: úplná zatmění umožnila historicky studovat sluneční korónu a byla využita i při testech teorie relativity (slavný pozorovací test během zatmění v roce 1919). Dnes se zatmění používají k měření vlastností koróny, ionosféry a k výuce astronomie.

Pro hlubší čtení a plánování pozorování si lze vyhledat přesné trajektorie budoucích zatmění a informace o místních podmínkách a bezpečnosti — a při přípravě na pozorování vždy dbejte na ochranu zraku.

Typy

Existují čtyři různé typy zatmění Slunce:

• Úplné zatmění nastává, když se Slunce zcela skryje za Měsícem. Temný stín Měsíce zakryje velmi jasný povrch Slunce. Díky tomu je koróna lépe viditelná.
• Prstencové zatmění nastává, když je Slunce přímo za Měsícem, ale vypadá to, jako by byl Měsíc menší. Slunce se tak jeví jako velmi jasný prstenec nebo prstenec kolem tvaru Měsíce.
• Hybridní zatmění (nazývané také prstencové/úplné zatmění) nastává, když v některých částech Země vypadá jako úplné zatmění a v jiných částech jako prstencové zatmění. K hybridním zatměním nedochází tak často jako k jiným zatměním.
• Částečné zatmění nastává, když se Měsíc nenachází přesně mezi Sluncem a Zemí, takže Slunce zcela nezakryje. Obvykle ho lze pozorovat z velké části Země.

Vzdálenost Slunce od Země je asi 400krát větší než vzdálenost Měsíce a průměr Slunce je asi 400krát větší než průměr Měsíce. Proto se Slunce a Měsíc zdají být ze Země přibližně stejně velké.

Hybridní zatmění Slunce 3. října 2005

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to zatmění Slunce?

Otázka: Kdy dochází k zatmění Slunce?

Otázka: Jak dlouho trvá úplnost při úplném zatmění Slunce?

Otázka: Mohou lidé předpovědět, kdy a kde nastane úplné zatmění Slunce?

Otázka: Co podle lidí v dávných dobách způsobovalo úplné zatmění Slunce?

Otázka: Proč se někteří lidé mohou bát být svědky úplného zatmění Slunce?

Otázka: Jak často dochází k podobným typům zatmění na Zemi?

Hledání podle dopisu