Лунное затмение 17 октября 2005 года

Астрономические наблюдения. Частное лунное затмение 17 октября 2005 года

17 октября 2005 года на территории России можно будет наблюдать частное лунное затмение. Это второе лунное затмение в этом году, и хотя Луна затмится незначительно, но данное затмение более интересно, т.к. предыдущее было полутеневым и недоступным невооруженному глазу, более того, оно было видимо только на Дальнем Востоке страны. Лунные затмения всегда привлекали к себе внимание, а в прошлые века вызывали суеверный ужас у большей части населения Земли. Иногда, лунные затмения даже помогали мореплавателям. Колумб, например, благодаря полному лунному затмению 1 марта 1504 года, заставил суеверных жителей Ямайки снабдить его команду продовольствием, пригрозив отнять у индейцев Луну.

Затмения Луны происходят в том случае, если Луна проходит через конус земной тени, которую наша Земля отбрасывает в пространство. Конус тени, естественным образом, направлен в сторону противоположную направлению на Солнце, поэтому лунные затмения происходят только в полнолуние, т.е. на линии Солнце-Земля-Луна. Протяженность конуса земной тени в 3-4 раза превышает радиус лунной орбиты. Это значит, что на расстоянии лунной орбиты разрез конуса лунной тени, наблюдаемый с поверхности Земли, будет в 2,5 – 3 раза больше видимого диаметра Луны. Такая приближенность связана с тем, что Луна и Земля имеют несколько вытянутые орбиты, и расстояния от главного тела системы циклично изменяются. Так, при нахождении Земли в точке перигелия, длина конуса земной тени равна 1,359 млн.км., а в точке афелия – 1,405 млн.км. Расстояния же Луны от Земли колеблются от 363300 до 405500 км. В зависимости от этих расстояний происходят более или менее продолжительные лунные затмения. Минимальный диаметр земной тени на расстоянии Земля-Луна равен 76 угловых минут, а максимальный – 94 угл.мин. У Луны минимальный видимый диаметр равен 29,5 угл.мин., а максимальный – почти 33 ул.мин.

Видимое движение Луны, по отношению к звездам, происходит с запада на восток, поэтому вступление лунного диска в тень Земли происходит с правого (западного) края земной тени. Луна, естественно, входит в земную тень левым краем, а заканчивается затмение на правом ее краю. Но Земля отбрасывает в пространство не только тень, но и полутень (на рисунке: тень - umbra, полутень – penumbra). Полутень, в отличие от сходящейся тени, расходится в пространство, а вершина конуса полутени находится на Солнце. В результате, тени Земли делятся, на тень и полутень. При лунном затмении Луна сначала погружается в полутень, а затем – в тень Земли. На Луне в это время происходит частное (Луна в полутени) или полное (луна в тени) солнечное затмение. Поскольку ослабление света при прохождении Луной полутени крайне мало, оно не заметно для невооруженного глаза, и не представляет интереса для любительских наблюдений. Теневые затмения легко заметны, а их наблюдения можно проводить и невооруженным глазом. Время прохождения Луны (скорость движения которой по небосводу составляет, примерно, полградуса в час) через земную тень при благоприятных условиях, когда Луна проходит через центр тени, может достигать 1 часа 42 минут.

Казалось бы, лунные затмения должны происходить ежемесячно, т.е. полнолуние наступает каждые 29,5 суток. Тем не менее, этого не происходит, т.к. орбита Луны наклонена к плоскости эклиптики (земной орбиты) на угол 5,2 градуса, что гораздо больше размеров лунной тени (1,5 градуса). В результате, Луна, в своем движении по орбите, в период полнолуния проходит либо выше, либо ниже земной тени. Но орбита Луны пересекается с плоскостью земной орбиты, т.е. в этих точках, называемых узлами лунной орбиты, угол между плоскостью эклиптики и направлением на Луну становится равным 0. Значит, когда Луна находится близ этих точек в полнолуние, создаются все условия для наступления лунных затмений. Подобные конфигурации в системе Солнце-Земля-Луна происходят периодически два раза в год, следовательно, и лунные затмения повторяются с такой же периодичностью. Для того чтобы затмение наступило, требуется, чтобы Луна находилась на расстоянии не более 11 градусов от одного из этих узлов. Это условие и выполняется в течение 22 дней близ одного из узлов раз в полгода. Но между полнолуниями проходит месяц, поэтому может произойти так, что внутри этого 22-дневного периода не окажется ни одного полнолуния, а, следовательно, и лунного затмения. При таком положении дел в году может не произойти ни одного лунного затмения, а максимальное их число равно трем. Так бывает, если затмения произойдут в начале года, в середине и в конце (январь, июль, декабрь). В 2005 году – 2 лунных затмения. Одно из них произошло 24 апреля (полутеневое), а второе можно будет наблюдать 17 октября.

Величина затмения – фаза – зависит от погружения лунного диска в земную тень, а максимальная фаза – от расстояния до центра тени. Чем дальше Луна от центра тени, тем меньше фаза затмения. Максимальные фазы лунных затмений колеблются от 0 до 1 и более. При затмении 17 октября максимальная фаза затмения составит всего 0,06. Когда лунный диск коснется земной тени, фаза будет 0,00. Затем, в течение затмения она увеличится до максимальной (0,06), а к концу затмения опять снизиться до 0,00. Такое затмение называется частным теневым, в отличие от полного теневого затмения, когда луна полностью погружается в земную тень.

Итак, 17 октября 2005 года все условия для наступления лунного затмения будут соблюдены, и произойдет частное теневое лунное затмение. Это затмение является повторением через сарос (период, равный 18 года и 11 дням) полутеневого лунного затмения 7 октября 1987 года, и является 10-м в 143-й серии саросов. В этом году полутеневое затмение начнется в 9ч.51м. 29с. по всемирному времени (разница всемирного времени с московским равна +3 часа), а теневое – в 11ч. 34м. 06с. Максимальная фаза придется на 12ч. 03м. 21с. Конец теневого затмения наступит в 12ч. 32м. 25с., а конец полутеневого – в 14ч. 15м. 10с. всемирного времени. Всего теневое затмение будет длиться около часа. Данное затмение будет неблагоприятным для жителей Европейской части России. Самые малые фазы затмения смогут увидеть только жители районов России, расположенных к востоку Уральских гор, которые являются своеобразной границей видимости затмения на территории России. У этой границы затмение будет заканчиваться на восходе Луны и заходе Солнца. Все фазы затмения будут видны в Красноярском крае и восточнее его. Все фазы затмения будут видны также на западе Северной Америки, в восточной половине Австралии и акватории Тихого океана.

Во время затмения Луна будет находиться в созвездии Рыб, недалеко от его границ с созвездием Овна. Общий вид затмения дан на рисунке. Восточнее затмившейся Луны находятся Марс, Плеяды (М45) и звезда Альдебаран (альфа Тельца). Поскольку фаза затмения очень мала, Луна кажется лишь слегка надкусанной с нижнего края. Это вид справедлив для всей территории, с которой будет видно затмение, с той разницей, что высота Луны над горизонтом в различных пунктах будет различна и небо будет, в зависимости от пункта наблюдения, сумеречным или ночным. При данном затмении Луна проходит через северную (верхнюю) часть земной полутени и тени, а у самой Луны затмится нижняя (южная) часть диска. При наблюдении в телескоп, где изображение перевернутое, все будет происходить «вверх дном», т.е. затмится верхняя часть диска Луны. Тень Земли затронет такое крупное образование на Луне, как кратер Шиккард, и немного «не дотянет» до знаменитого кратера Тихо с системой светлых лучей. Тем не менее, южные лучи кратера Тихо попадут в тень Луны, и будет интересно наблюдать за изменением их яркости по мере вхождения в тень. Таков будет вид лунного затмения при наблюдении с Земли. А как будет выглядеть затмение с Луны? Перенесемся на наш естественный спутник в точку, расположенную на затмившейся части Луны. На Луне в данный момент наступает „новоземлие“, аналогично фазе новолуния для Луны. Видимый с Луны диск Земли гораздо больше, чем видимый с Земли диск Луны и Земля полностью закрывает собой Солнце. Непривычный вид неба в перевернутом виде объясняется тем, что это небо южного полушария Луны близ полюса. Луна и Солнце во время затмения находятся в созвездии Девы около звезды Спика (альфа Девы). В нескольких градусах правее виден Юпитер. Перенесемся теперь в противоположную от Земли и Луны сторону и посмотрим, как выглядит затмение на фоне Земли. На переднем плане мы видим Землю, обращенную к нам дневной стороной, и затмившуюся Луну. Таково затмение 17 октября 2005 года – не самое привлекательное из лунных затмений, но, тем не менее, достойное самого пристального внимания.

Краткие рекомендации к проведению наблюдений

Наблюдения лунных затмений могут принести некоторую научную пользу, т.к. дают материал для изучения структуры земной тени и состояния верхних слоев атмосферы Земли. Любительские наблюдения частных лунных затмений сводятся к точной регистрации моментов контактов, фотографированию, зарисовкам и описанию изменений яркости Луны и лунных объектов в затмившейся части Луны. Моменты касания лунного диска с земной тенью и схождения с нее фиксируются (с возможно большей точностью) по часам, выверенным по сигналам точного времени. Необходимо отмечать и контакты земной тени с крупными объектами на Луне. Наблюдения можно проводить невооруженным глазом, в бинокль или телескоп. Точность наблюдений, естественным образом, увеличивается при наблюдении в телескоп. Для регистрации контактов затмения необходимо установить на телескопе максимальное для него увеличение и направить его на соответствующие точки касания диска Луны с земной тенью за несколько минут до предсказанного момента. Все записи заносятся в тетрадь (журнал наблюдений затмения).

Если в распоряжении любителя астрономии имеется фотоэкспонометр, т.е. прибор измеряющий яркость объекта, то с его помощью можно построить график изменения яркости лунного диска в течение затмения. Для этого надо установить экспонометр так, чтобы его чувствительный элемент был направлен точно на диск Луны. Показания прибора снимаются через каждые 2-5 минут, и записываются в таблицу тремя столбцами: номер замера яркости, время и яркость Луны. По окончании затмения, используя данные таблицы, можно будет вывести график изменения яркости Луны во время этого астрономического явления. В качестве экспонометра можно использовать любой фотоаппарат, где имеется система автоматического экспонирования со шкалой экспозиций.

Фотографирование явления можно производить любым фотоаппаратом, имеющим съемный объектив. При съемке затмения объектив из фотоаппарата удаляется, а корпус аппарата прилаживается к окулярной части телескопа при помощи переходника. Это будет съемка с окулярным увеличением. Если объектив Вашего фотоаппарата несъемный, то можно просто приставить аппарат к окуляру телескопа, но качество такого снимка будет хуже. При наличии у Вашего фотоаппарата или видеокамеры функции Zoom необходимость в дополнительных увеличительных средствах, как правило, отпадает, т.к. размеры Луны при максимальном увеличении такой камеры достаточны для съемок. Тем не менее, лучшее качество снимков получается при фотографировании Луны в прямом фокусе телескопа. В этом случае из телескопа удаляется окуляр, а из фотоаппарата – объектив. Затем аппарат прикрепляется к окулярной части телескопа при помощи колец или переходника. В такой оптической системе объектив телескопа автоматически становится объективом фотоаппарата, только с большим фокусным расстоянием. В зависимости от фокусного расстояния телескопа размеры Луны на фотопленке будут такими: F=200мм – d=1,8мм, 500мм – 4,6мм, 1000мм – 9,2мм, 1500мм – 13,8мм, 2000мм – 18,4мм. Для малых телескопов фокусное расстояние можно увеличить при помощи линзы Барлоу. Пробные снимки Луны делаются за день-другой до затмения для определения параметров съемки. Для расчетов параметров съемки можно использовать также таблицу экспозиций для разной чувствительности фотопленок. В ней приведены значения диафрагмы камеры для различной чувствительности фотопленок и выдержки для различных фаз затмившейся Луны.


Авторство, использованная информация, интернет-ресурсы и ПО:
1.Астрономический календарь на 2005 год, «АстроКА», 2004
2.Календарь наблюдателя N 10 за 2005 год, «АстроКА», 2005 
3.М.М. Дагаев, «Солнечные и лунные затмения», М. «Наука», 1978
4.В.В. Шевченко, «Луна и ее наблюдение», М. «Наука», 1983, серия БЛА
5.С. Данлоп, «Азбука звездного неба», М. «Мир», 1990
6.http://www.mreclipse.com/MrEclipse.html#Moon (E.Espenak)
7.http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/ 
8.Электронная энциклопедия «Невооруженным глазом» (Бумагин А.Б.)
9.StarryNightBackyard 3.1
10.Автор фото лунного затмения 5 мая 2004 года Леушканов А.(Вологда)
11. Подготовка и публикация проект 'Астрогалактика' 8 октября 2005 года.