Pomrčina može imati srodnicu koja se dogodi otprilike 18 godina poslije. Ta dva događaja mogu imati slično poravnanje, sličnu udaljenost između Zemlje i Mjeseca te sličan put kroz geometriju Zemljine ili Mjesečeve sjene. Ta se veza naziva Sarosov ciklus i jedan je od najkorisnijih astronomskih primjera obrasca koji nastaje zato što se nekoliko ne sasvim pravilnih ritmova gotovo podudara.
Saros traje oko 18 godina, 11 dana i 8 sati. To nije zakazan termin za istovjetnu pomrčinu iznad istoga grada. Dodatni sati mijenjaju geometriju promatranu sa Zemlje, a male se razlike zbrajaju iz jednog ponavljanja u sljedeće. Svaka pomrčina pripada obitelji koja se postupno mijenja, a ne beskonačnom nizu duplikata.
Katalog pomrčina Mjeseca navodi pojedinačne događaje, njihove vrste, vremena kontakata, trajanja i vidljivost s vaše lokacije. Saros objašnjava dublju povezanost nekih od tih zapisa: zašto se određena vrsta poravnanja može ponoviti desetljećima poslije.
Tri Mjesečeva sata moraju se gotovo poklopiti
Mjesec prati više od jednog korisnog ciklusa. Njegov ciklus mijena, odnosno sinodički mjesec, prosječno traje 29,53059 dana. To je razdoblje od jednog mladog Mjeseca do sljedećeg ili od jednog punog Mjeseca do sljedećeg. Za pomrčinu Sunca potreban je mladi Mjesec, a za pomrčinu Mjeseca puni Mjesec. Povratak u odgovarajuću fazu stoga je prvi uvjet za ponavljanje pomrčine.
Drugi se sat odnosi na nagnutu Mjesečevu putanju. Njezina je orbitalna ravnina nagnuta 5,14 stupnjeva u odnosu na ekliptiku, ravninu Zemljine putanje oko Sunca. Te se dvije ravnine sijeku duž pravca, a točke u kojima Mjesec presijeca tu ravninu nazivaju se čvorovima. Za pomrčinu Mjesec mora biti blizu čvora, kao i u odgovarajućoj fazi. Razdoblje između dvaju uzastopnih prolazaka kroz određeni čvor naziva se drakonski mjesec i traje oko 27,21 dana.
Treći sat mjeri Mjesečev povratak u perigej, njegovu najbližu točku Zemlji. Taj anomalistički mjesec traje oko 27,55 dana. Udaljenost utječe na prividnu veličinu Mjeseca i njegovu brzinu duž putanje, pa ponavljanje ovog ciklusa pridonosi nastanku pomrčina sličnih obilježja.
Ti se mjeseci razlikuju jer se smjerovi čvorova i perigeja polako mijenjaju. Jedan običan mjesec ne može ponovno uskladiti sva tri sata.
Računica iza 18 godina
Saros funkcionira zato što se 223 sinodička mjeseca gotovo podudaraju s 242 drakonska mjeseca i 239 anomalističkih mjeseci. Nakon tog razdoblja Mjesec se vraća približno u istu fazu, približno isti položaj u odnosu na čvor i približno isto mjesto u ciklusu približavanja Zemlji i udaljavanja od nje.
Ako za primjer uzmemo prosječno trajanje ciklusa mijena, dobivamo koristan izračun: 223 × 29,53059 dana = 6 585,32157 dana. Razlomljeni dio, 0,32157 dana, iznosi oko 7 sati i 43 minute. Odatle potječe poznati zaokruženi opis: „18 godina, 11 dana i 8 sati”. Broj preostalih kalendarskih dana ovisi o tome koliko se prijestupnih dana obuhvati; može iznositi oko 10, a ne 11 dana.
To je približno podudaranje, a ne točan zajednički višekratnik. Poravnanje s čvorom i udaljenost ne vraćaju se savršeno na početne vrijednosti, pa se pomrčina mijenja kako njezina obitelj stari. I stvarni razmaci između odgovarajućih trenutaka pomrčina donekle se razlikuju, pa dodavanje prosječnog trajanja Sarosa nije zamjena za izračun vremena kontakata pojedinog događaja.
Postoji još jedna korisna razlika: broj od 223 mjeseca povezuje jednu pomrčinu Sunca s drugom pomrčinom Sunca ili jednu pomrčinu Mjeseca s drugom pomrčinom Mjeseca. Ne pretvara pomrčinu za vrijeme mladog Mjeseca u pomrčinu za vrijeme punog Mjeseca. Te dvije vrste imaju zasebne obitelji Sarosa.
Zašto se sljedeća pomrčina pomiče prema zapadu
Dodatni dio dana ima velike geografske posljedice. Zemlja se okreće dok ne istekne sljedeće razdoblje Sarosa. Otprilike 8 sati odgovara otprilike trećini okretaja, pa se područje izloženo pomrčini od jednog člana obitelji do sljedećeg pomiče oko 120 stupnjeva geografske dužine prema zapadu.
Kod pomrčine Sunca to pomaže objasniti zašto kasniji član poznate obitelji obično prelazi preko drugog dijela Zemlje. Čak i ako je poravnanje Sunca i Mjeseca vrlo slično prethodnom, mjesto s kojeg promatrate pomaknulo se zbog Zemljine rotacije i više nije na istom mjestu ispod sjene. Putanja se također pomiče prema sjeveru ili jugu kako se poravnanje mijenja.
Kod pomrčine Mjeseca nema uske putanje potpune pomrčine preko Zemljine površine. Važno je pitanje s kojih je lokacija Mjesec iznad obzora tijekom pojedinih faza. Pomak po geografskoj dužini mijenja dijelove svijeta s kojih se događaj može vidjeti, premda se široka područja vidljivosti mogu preklapati.
Tri Sarosova ciklusa čine egzeligmos, koji traje otprilike 54 godine i jedan mjesec. Njihovi se dodatni sati zbrajaju u gotovo cijeli dan, pa je doba dana bliže početnoj vrijednosti. Time se poboljšava geografska sličnost, ali se pomrčina i dalje ne ponavlja potpuno jednako.
Obitelj pomrčina ima svoju životnu priču
Sarosov niz obitelj je koju čine povezane pomrčine, prateći ih jednu po jednu u razmaku od jednog Sarosova ciklusa. Ciklus je interval koji se ponavlja, a niz je lanac događaja povezanih tim intervalom. Istodobno djeluje mnogo nizova čiji se članovi isprepliću u kalendaru pomrčina. Stoga dvije uzastopne pomrčine ne pripadaju nužno istoj obitelji.
Svaki niz traje mnogo stoljeća jer se malo odstupanje u poravnanju s čvorom polako zbraja. Mjesečev niz počinje tako što Mjesec tek neznatno ulazi u Zemljinu polusjenu, vanjski dio njezine sjene. Kasniji članovi mogu prolaziti dublje kroz sjenu te postati djelomične, a u nekim nizovima i potpune pomrčine. S vremenom prolazi ponovno postaju plići i niz završava. Ne doseže svaka obitelj potpunu pomrčinu.
Razlike između polusjenovite, djelomične i potpune pomrčine Mjeseca pružaju vizualnu podlogu za taj razvoj. Saros daje širu perspektivu: te kategorije mogu predstavljati različite faze razvoja jedne obitelji, a ne nepovezane vrste događaja.
Solarni nizovi također počinju i završavaju djelomičnim pomrčinama, a između tih faza mogu se javiti središnje pomrčine. Zbog promjene geometrije među članovima mogu biti potpune, prstenaste ili hibridne pomrčine. Sličnost unutar obitelji doista postoji, ali ona nikad ne jamči da će vrsta pomrčine ostati nepromijenjena.
Što su drevni promatrači mogli predvidjeti
Babilonski astronomi prepoznali su ponavljajuće obrasce pomrčina Mjeseca mnogo prije nego što je postojalo suvremeno fizikalno objašnjenje gibanja nebeskih tijela. Zapisi prikupljani tijekom više naraštaja omogućili su povezivanje događaja razdvojenih mnogim godinama. Ključni je uspjeh bio prepoznati da dugi niz sadrži pravilnosti, umjesto da se svaka pomrčina promatra kao izdvojeno znamenje ili iznenađenje.
Pomrčine Mjeseca bile su praktičnije za otkrivanje takvih obrazaca. Vidljive su s velikog dijela Zemljine noćne strane, pa promatrač na jednom mjestu ima više prilika da ih vidi nego potpune pomrčine Sunca, koje prate usku putanju. Ipak, zbog vremena, dnevnog svjetla ili Mjeseca ispod obzora u lokalnim zapisima moglo je biti praznina.
Ponavljajući interval mogao je ukazati na priliku za pomrčinu, ali nije pružao sve što očekuje suvremeni promatrač. Za predviđanje lokalne putanje pomrčine Sunca ili točnog početka potpune faze pomrčine Mjeseca potrebna je detaljnija geometrija. Povijesna vrijednost Sarosa stoga nije bila u savršenoj preciznosti, nego u pouzdanoj vezi koju je bilo moguće utvrditi iz promatranja bez cjelovite teorije gravitacije.
Koristite ciklus, ali ne obećavajte previše
Za praktičnu usporedbu odaberite pomrčinu Mjeseca u katalogu i potražite događaj koji se zbio otprilike 18 godina ranije ili poslije. Ako katalog navodi Sarosove brojeve, upotrijebite ih kako biste potvrdili vezu, umjesto da se oslanjate samo na razmak između datuma. Usporedite vrstu i trajanje pomrčine: velika sličnost potvrđuje ponavljanje geometrije, dok razlike otkrivaju postupne promjene unutar obitelji.
Nemojte jednostavno označiti isti kalendarski datum 18 godina poslije. Važni su dodatni dani, kao i dodatni sati. Poslužite se kalendarom Mjesečevih mijena za točna vremena punog Mjeseca, a zatim provjerite kontakte sa sjenom u katalogu pomrčina. Puni Mjesec označava potrebnu fazu, ali ne jamči da će Mjesec ući u Zemljinu sjenu.
Naposljetku, razlikujte pojavu pomrčine od mogućnosti da je promatrate. Pregledi Mjeseca za pojedine gradove prikazuju izlazak i zalazak Mjeseca, njegovu visinu nad obzorom i azimut, pa možete provjeriti uvjete na lokalnom obzoru. Geometrijski gledano, pomrčina može biti dobro postavljena, a ipak se dogoditi dok je Mjesec ispod vašeg obzora ili početi dok je još nisko iza zgrada. Saros objašnjava zašto se povezani događaj ponavlja; lokalno vrijeme i obzor određuju možete li ga vidjeti.