Pimennyksellä voi olla vastine, joka tapahtuu noin 18 vuoden kuluttua. Tapahtumilla voi olla samankaltainen linjaus, samankaltainen Maan ja Kuun välinen etäisyys sekä samankaltainen kulku Maan varjon tai Kuun varjon geometriassa. Tätä yhteyttä kutsutaan Saros-jaksoksi, ja se on yksi tähtitieteen hyödyllisimmistä esimerkeistä kuviosta, joka syntyy useiden epätäydellisesti yhteensopivien rytmien lähes osuessa kohdakkain.
Saros-jakso kestää noin 18 vuotta, 11 päivää ja 8 tuntia. Se ei ole lupaus samanlaisesta pimennyksestä saman kaupungin yllä. Ylimääräiset tunnit siirtävät Maan suhdetta taivaankappaleisiin, ja pienet erot kasautuvat toistosta toiseen. Jokainen pimennys kuuluu kehittyvään perheeseen, ei loputtomaan samanlaisten tapahtumien sarjaan.
Kuunpimennysluettelo tarjoaa tietoa yksittäisistä tapahtumista, kuten niiden tyypistä, kontaktiajoista, kestosta ja näkyvyydestä omalla sijainnillasi. Saros-jakso selittää joidenkin luettelon tapahtumien syvemmän yhteyden: miksi tietynlainen linjaus voi toistua vuosikymmeniä myöhemmin.
Kolmen Kuun kellon on osuttava lähes kohdakkain
Kuulla on useampi kuin yksi hyödyllinen kierto. Sen vaihekierto eli synodinen kuukausi kestää keskimäärin 29.53059 päivää. Se on aika uudenkuun ja seuraavan uudenkuun välillä tai täysikuusta seuraavaan täysikuuhun. Auringonpimennys edellyttää uuttakuuta ja kuunpimennys täysikuuta. Oikeaan vaiheeseen palaaminen on siis ensimmäinen edellytys pimennyksen toistumiselle.
Toinen kello liittyy Kuun kaltevaan kiertorataan. Sen kiertoradan taso on 5.14 astetta kallellaan ekliptikaan eli Maan Aurinkoa kiertävän radan tasoon nähden. Tasot leikkaavat toisensa viivalla, ja pisteitä, joissa Kuu ylittää tämän tason, kutsutaan solmuiksi. Pimennystä varten Kuun on oltava lähellä solmua ja oikeassa vaiheessa. Aika, joka kuluu Kuun kulkemiseen tietyn solmun kautta ja seuraavaan vastaavaan ylitykseen, on drakoninen kuukausi, noin 27.21 päivää.
Kolmas kello mittaa aikaa, jossa Kuu palaa perigeumiin eli lähimpään pisteeseensä Maasta. Tämä anomalistinen kuukausi kestää noin 27.55 päivää. Etäisyys vaikuttaa Kuun näennäiseen kokoon ja sen nopeuteen kiertoradallaan, joten tämän kellon toistuminen auttaa tuottamaan ominaisuuksiltaan samankaltaisia pimennyksiä.
Nämä kuukaudet eroavat toisistaan, koska solmujen ja perigeumin suunnat muuttuvat hitaasti. Yksi tavallinen kuukausi ei voi nollata kaikkia kolmea kelloa.
18 vuoden taustalla oleva laskutoimitus
Saros-jakso toimii, koska 223 synodista kuukautta on lähes yhtä pitkä aika kuin 242 drakonista kuukautta ja 239 anomalistista kuukautta. Tämän ajan kuluttua Kuu palaa suunnilleen samaan vaiheeseen, suunnilleen samaan sijaintiin solmuun nähden ja suunnilleen samaan kohtaan lähimmän ja kaukaisimman etäisyytensä kierrossa.
Vaihekierron keskimääräinen pituus antaa hyödyllisen laskuesimerkin: 223 × 29.53059 päivää = 6,585.32157 päivää. Murto-osa 0.32157 päivästä on noin 7 tuntia ja 43 minuuttia. Siitä tulee tuttu pyöristetty kuvaus ”18 vuotta, 11 päivää ja 8 tuntia”. Kalenteripäivien jäännös vaihtelee sen mukaan, kuinka monta karkauspäivää jaksoon osuu; se voi olla noin 10 eikä 11 päivää.
Kyse on lähes täsmäävästä jaksosta, ei tarkasta yhteisestä monikerrasta. Solmujen välinen linjaus ja etäisyys eivät palaudu täysin ennalleen, minkä vuoksi pimennys muuttuu perheen ikääntyessä. Myös vastaavien pimennyshetkien väliset todelliset aikavälit vaihtelevat jonkin verran, joten keskimääräisen Saros-jakson lisääminen ei korvaa tapahtuman kontaktiaikojen laskemista.
On tärkeää erottaa vielä yksi asia: 223 kuukauden jakso yhdistää auringonpimennyksen seuraavaan auringonpimennykseen tai kuunpimennyksen seuraavaan kuunpimennykseen. Se ei muuta uudenkuun pimennystä täysikuun pimennykseksi. Näillä kahdella pimennystyypillä on omat Saros-perheensä.
Miksi seuraava pimennys siirtyy länteen
Päivän murto-osalla on suuri maantieteellinen vaikutus. Maa pyörii, kun seuraava Saros-jakso tulee täyteen. Noin kahdeksaa tuntia vastaa suunnilleen kolmasosaa pyörähdyksestä, joten pimennyksen aikana kohti varjoa kääntynyt alue siirtyy perheen seuraavasta jäsenestä seuraavaan noin 120 astetta pituuspiiriä länteen.
Auringonpimennyksen tapauksessa tämä auttaa selittämään, miksi tutun perheen myöhempi jäsen kulkee yleensä eri osan maapalloa yli. Vaikka Auringon ja Kuun linjaus muistuttaisi läheisesti aiempaa tapahtumaa, havaintopaikkasi on pyörähtänyt pois samasta kohdasta varjon alla. Linjausten muuttuessa pimennyksen reitti siirtyy myös pohjoiseen tai etelään.
Kuunpimennyksen aikana Maan pinnan yli ei kulje kapeaa täydellisen pimennyksen reittiä. Olennaista on, missä Kuu on horisontin yläpuolella pimennyksen kussakin vaiheessa. Pituuspiirisiirtymä muuttaa sitä, mitkä osat maailmaa voivat nähdä tapahtuman, vaikka laajat näkyvyysalueet voivat olla osittain päällekkäisiä.
Kolme Saros-jaksoa muodostavat exeligmoksen, jonka kesto on noin 54 vuotta ja yksi kuukausi. Ylimääräiset tunnit summautuvat lähes täydeksi vuorokaudeksi, jolloin vuorokaudenaika lähestyy alkuperäistä. Tämä parantaa maantieteellistä samankaltaisuutta, mutta ei silti tuota täsmälleen samanlaista pimennystä.
Pimennysperheellä on oma elinkaarensa
Saros-sarja on suku, joka muodostuu seuraamalla toisiinsa liittyviä pimennyksiä yhden Saros-jakson välein. Jakso tarkoittaa toistuvaa aikaväliä; sarja taas sen yhdistämien tapahtumien ketjua. Useita sarjoja on käynnissä samanaikaisesti, ja niiden jäsenet vuorottelevat pimennyskalenterissa. Siksi kaksi peräkkäistä pimennystä eivät välttämättä kuulu samaan perheeseen.
Jokainen sarja kestää useita vuosisatoja, koska solmujen välisen linjauksen pieni epätäsmällisyys kasautuu hitaasti. Kuunpimennyssarja alkaa, kun Kuu käy vain niukasti Maan puolivarjossa eli varjon uloimmassa osassa. Myöhemmät tapahtumat voivat kulkea syvemmälle varjoon, jolloin pimennyksistä tulee osittaisia ja joissakin sarjoissa täydellisiä. Lopulta Kuu kulkee jälleen yhä matalammin varjon läpi, ja sarja päättyy. Kaikissa perheissä ei tapahdu täydellistä pimennystä.
Puolivarjo-, osittaisten ja täydellisten kuunpimennysten erot tarjoavat taustaa tämän kehityskulun ymmärtämiseen. Saros-jakso laajentaa näkökulmaa: nämä luokat voivat kuvata perheen kehityksen eri vaiheita, eivät toisistaan irrallisia tapahtumatyyppejä.
Myös auringonpimennyssarjat alkavat ja päättyvät osittaisiin pimennyksiin, ja niiden välissä voi esiintyä keskeisiä pimennyksiä. Muuttuva geometria voi tuottaa täydellisiä, rengasmaisia tai hybridipimennyksiä. Perheen jäsenten samankaltaisuus on todellista, mutta se ei koskaan takaa pimennystyypin pysymistä samana.
Mitä muinaiset havaitsijat pystyivät ennustamaan
Babylonialaiset tähtitieteilijät tunnistivat kuunpimennysten toistuvia kuvioita jo kauan ennen kuin Kuun kiertoliikkeelle oli olemassa modernia fysikaalista selitystä. Sukupolvien aikana kertyneiden havaintojen ansiosta tapahtumia, joiden välillä oli kulunut useita vuosia, voitiin yhdistää toisiinsa. Keskeinen saavutus oli sen tunnistaminen, että pitkässä tapahtumasarjassa oli rakennetta, sen sijaan että jokaista pimennystä olisi pidetty yksittäisenä enteenä tai yllätyksenä.
Kuunpimennykset tarjosivat käytännön etua tällaisten kuvioiden löytämiseen. Ne näkyvät suurelta osalta Maan yöpuolta, joten samassa paikassa asuva havaitsija voi nähdä niitä useammin kuin täydellisen auringonpimennyksen, joka kulkee kapeaa reittiä pitkin. Silti sää, päivänvalo ja horisontin alapuolella oleva Kuu saattoivat jättää paikallisiin havaintosarjoihin aukkoja.
Toistuva jakso saattoi paljastaa mahdollisuuden pimennyksen tapahtumiseen, mutta se ei tarjonnut kaikkea, mitä nykyajan havaitsija odottaa. Paikallisen auringonpimennysreitin tai kuunpimennyksen täydellisen vaiheen tarkan alun ennustaminen edellyttää tarkempaa geometrian tuntemusta. Saros-jakson historiallinen merkitys ei siis perustunut täydelliseen tarkkuuteen vaan luotettavaan yhteyteen, joka voitiin havaita ilman täydellistä gravitaatioteoriaa.
Hyödynnä jaksoa lupaamatta liikoja
Käytännön vertailua varten valitse luettelosta kuunpimennys ja etsi tapahtuma noin 18 vuotta aiemmin tai myöhemmin. Jos luettelossa on Saros-sarjojen numerot, varmista yhteys niiden avulla sen sijaan, että luottaisit pelkkään kalenteripäivien väliseen aikaan. Vertaa pimennyksen tyyppiä ja kestoa: läheinen samankaltaisuus kertoo toistuvasta geometriasta, kun taas erot paljastavat perheen asteittaisen kehityksen.
Älä vain merkitse samaa kalenteripäivää 18 vuoden päähän. Ylimääräisillä päivillä ja tunneilla on merkitystä. Tarkista tarkat täysikuun ajat Kuun vaihekalenterista ja katso sitten pimennyksen vaiheiden kontaktiajat pimennysluettelosta. Täysikuu ilmaisee tarvittavan vaiheen, mutta ei takaa, että Kuu kulkee Maan varjon läpi.
Erota lopuksi toisistaan pimennyksen tapahtuminen ja mahdollisuutesi nähdä se. Kaupunkikohtaiset Kuunäkymät näyttävät Kuun nousu- ja laskuajat sekä korkeuden ja atsimuutin, joiden avulla voit tarkistaa paikalliset olosuhteet horisontissa. Pimennyksen geometrinen asema voi olla suotuisa, vaikka Kuu olisi horisonttisi alapuolella tai pimennys alkaisi Kuun ollessa vielä matalalla rakennusten takana. Saros-jakso kertoo, miksi siihen liittyvä tapahtuma toistuu; paikallinen ajoitus ja horisontti ratkaisevat, voitko nähdä sen.