Sebuah gerhana dapat memiliki kerabat yang terpisah darinya sekitar 18 tahun. Kedua peristiwa itu mungkin memiliki keselarasan yang serupa, jarak Bumi–Bulan yang serupa, serta lintasan yang serupa melalui geometri bayangan Bumi atau bayangan Bulan. Hubungan ini disebut siklus Saros, salah satu contoh paling berguna dalam astronomi tentang pola yang terbentuk karena beberapa ritme yang tidak sempurna hampir selaras.
Satu Saros berlangsung sekitar 18 tahun, 11 hari, dan 8 jam. Siklus ini bukan janji bahwa gerhana yang identik akan terlihat di atas kota yang sama. Tambahan jam menggeser geometri yang menghadap ke Bumi, sementara perbedaan kecil terakumulasi dari satu pengulangan ke pengulangan berikutnya. Setiap gerhana merupakan bagian dari keluarga yang terus berkembang, bukan rangkaian duplikat tanpa akhir.
Katalog gerhana Bulan memuat peristiwa-peristiwa individual beserta jenis, waktu kontak, durasi, dan keterlihatannya dari lokasi Anda. Saros menjelaskan hubungan yang lebih dalam di antara sejumlah entri tersebut: mengapa jenis keselarasan tertentu dapat berulang beberapa dekade kemudian.
Tiga jam Bulan harus hampir selaras
Bulan mengikuti lebih dari satu siklus yang berguna. Siklus fase Bulan, atau bulan sinodis, rata-rata berlangsung 29,53059 hari. Ini mengukur selang waktu dari satu Bulan baru ke Bulan baru berikutnya, atau dari satu Bulan purnama ke Bulan purnama berikutnya. Gerhana Matahari membutuhkan Bulan baru; gerhana Bulan membutuhkan Bulan purnama. Karena itu, kembali ke fase yang tepat merupakan syarat pertama bagi berulangnya gerhana.
Jam kedua berkaitan dengan orbit Bulan yang miring. Bidang orbitnya memiliki kemiringan 5,14 derajat terhadap ekliptika, yaitu bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari. Kedua bidang itu berpotongan pada sebuah garis, dan titik-titik tempat Bulan melintasi bidang tersebut disebut simpul. Gerhana mengharuskan Bulan berada dekat salah satu simpul sekaligus berada pada fase yang sesuai. Selang waktu antara satu lintasan melalui simpul tertentu dan lintasan berikutnya disebut bulan drakonik, yang berlangsung sekitar 27,21 hari.
Jam ketiga mengukur kembalinya Bulan ke perigee, titik terdekatnya dengan Bumi. Bulan anomalistik ini berlangsung sekitar 27,55 hari. Jarak memengaruhi ukuran tampak Bulan dan kecepatannya saat mengorbit, sehingga pengulangan siklus ini membantu menghasilkan gerhana dengan karakteristik serupa.
Bulan-bulan ini berbeda karena arah simpul dan perigee berubah perlahan. Satu bulan biasa tidak dapat mengatur ulang ketiga jam itu.
Perhitungan di balik 18 tahun
Saros terjadi karena 223 bulan sinodis hampir sama dengan 242 bulan drakonik dan 239 bulan anomalistik. Setelah selang waktu itu, Bulan kembali ke fase yang kurang lebih sama, posisi yang kurang lebih sama relatif terhadap sebuah simpul, dan tempat yang kurang lebih sama dalam siklus jarak dekat-ke-jauhnya.
Menggunakan rata-rata durasi siklus fase menghasilkan contoh perhitungan yang berguna: 223 × 29,53059 hari = 6.585,32157 hari. Bagian pecahannya, 0,32157 hari, setara dengan sekitar 7 jam dan 43 menit. Inilah asal dari keterangan pembulatan yang lazim, “18 tahun, 11 hari, dan 8 jam.” Sisa hari kalender bervariasi menurut jumlah hari kabisat yang dilewati; kadang-kadang bisa sekitar 10, bukan 11 hari.
Ini merupakan kecocokan yang mendekati, bukan kelipatan persekutuan yang tepat. Keselarasan simpul dan jarak tidak kembali sempurna, itulah sebabnya gerhana berubah seiring bertambahnya usia keluarganya. Selang waktu sebenarnya antara momen-momen gerhana yang bersesuaian juga sedikit bervariasi, sehingga menambahkan durasi rata-rata Saros bukan pengganti perhitungan waktu kontak suatu peristiwa.
Ada satu perbedaan lain yang perlu diperhatikan: hitungan 223 bulan menghubungkan satu gerhana Matahari dengan gerhana Matahari lainnya, atau satu gerhana Bulan dengan gerhana Bulan lainnya. Siklus ini tidak mengubah gerhana saat Bulan baru menjadi gerhana saat Bulan purnama. Kedua jenis gerhana memiliki keluarga Saros masing-masing.
Mengapa gerhana berikutnya bergeser ke barat
Pecahan hari tambahan itu memiliki konsekuensi geografis yang besar. Bumi berotasi saat selang Saros berikutnya berakhir. Sekitar delapan jam setara dengan kira-kira sepertiga rotasi, sehingga wilayah yang menghadap ke gerhana bergeser sekitar 120 derajat garis bujur ke arah barat dari satu anggota keluarga ke anggota berikutnya.
Untuk gerhana Matahari, hal ini membantu menjelaskan mengapa anggota berikutnya dari keluarga yang dikenal biasanya melintasi bagian Bumi yang berbeda. Sekalipun keselarasan Matahari–Bulan sangat mirip dengan peristiwa sebelumnya, lokasi pengamatan Anda telah berotasi menjauhi posisi yang sama di bawah bayangan. Lintasannya juga bergeser ke utara atau selatan seiring perubahan keselarasan.
Untuk gerhana Bulan, tidak ada jalur totalitas sempit yang melintasi permukaan Bumi. Pertanyaan yang relevan adalah lokasi mana saja yang dapat melihat Bulan di atas cakrawala selama setiap tahap. Pergeseran garis bujur mengubah bagian dunia yang dapat menyaksikan peristiwa tersebut, meskipun wilayah pengamatan yang luas dapat saling tumpang tindih.
Tiga interval Saros membentuk exeligmos, sekitar 54 tahun dan satu bulan. Jam-jam tambahannya hampir genap satu hari, sehingga waktu dalam sehari kembali mendekati waktu semula. Ini memperkuat kemiripan geografis, tetapi tetap tidak menghasilkan gerhana yang persis sama.
Keluarga gerhana memiliki kisah perjalanan
Seri Saros adalah keluarga yang terbentuk dengan mengikuti gerhana-gerhana terkait tersebut, masing-masing terpaut satu Saros. Siklus adalah interval yang berulang; seri adalah rangkaian peristiwa yang dihubungkan oleh interval itu. Banyak seri berlangsung pada saat yang sama, dengan anggotanya berselang-seling dalam kalender gerhana. Karena itu, dua gerhana yang berurutan belum tentu menjadi anggota keluarga yang sama.
Setiap seri berlangsung selama berabad-abad karena ketidakcocokan kecil pada keselarasan simpul terakumulasi secara perlahan. Sebuah seri gerhana Bulan dimulai ketika Bulan nyaris hanya memasuki penumbra Bumi, bagian terluar bayangannya. Anggota-anggota berikutnya dapat melintasi bayangan itu lebih dalam, menjadi gerhana sebagian dan, pada beberapa seri, gerhana total. Pada akhirnya, lintasan kembali menjadi lebih dangkal dan seri pun berakhir. Tidak semua keluarga mencapai gerhana total.
Perbedaan antara gerhana Bulan penumbra, sebagian, dan total memberikan gambaran visual tentang perkembangan tersebut. Saros menambahkan perspektif jangka panjang: kategori-kategori itu dapat mewakili tahap-tahap berbeda dalam perkembangan sebuah keluarga, bukan jenis peristiwa yang tidak berkaitan.
Seri gerhana Matahari juga dimulai dan berakhir dengan gerhana sebagian, dengan kemungkinan terjadinya gerhana sentral di antara kedua tahap tersebut. Geometrinya yang berubah dapat menghasilkan anggota berupa gerhana total, cincin, atau hibrida. Kemiripan dalam sebuah keluarga memang nyata, tetapi tidak menjamin jenis gerhana yang selalu sama.
Apa yang dapat diprediksi pengamat zaman kuno
Para astronom Babilonia mengenali pola berulang pada gerhana Bulan jauh sebelum teori fisika modern tentang gerak orbit berkembang. Catatan yang dikumpulkan dari generasi ke generasi memungkinkan mereka menghubungkan peristiwa-peristiwa yang terpisah bertahun-tahun. Pencapaian utamanya adalah menyadari bahwa rangkaian panjang itu memiliki pola, alih-alih menganggap setiap gerhana sebagai pertanda atau kejutan yang berdiri sendiri.
Gerhana Bulan memiliki keunggulan praktis untuk menemukan pola semacam itu. Gerhana ini terlihat dari sebagian besar sisi malam Bumi, sehingga pengamat di satu tempat memiliki lebih banyak kesempatan untuk menyaksikannya dibandingkan gerhana Matahari total, yang mengikuti jalur sempit. Meski demikian, cuaca, siang hari, dan Bulan yang berada di bawah cakrawala dapat menyebabkan celah dalam catatan setempat.
Interval yang berulang dapat menunjukkan peluang terjadinya gerhana tanpa menyediakan semua informasi yang diharapkan pengamat modern. Prediksi jalur gerhana Matahari setempat, atau awal persis gerhana Bulan total, membutuhkan geometri yang lebih terperinci. Karena itu, kekuatan Saros dalam sejarah bukanlah ketepatan sempurna, melainkan hubungan andal yang dapat disimpulkan dari pengamatan tanpa teori gravitasi yang lengkap.
Gunakan siklus ini tanpa membuat janji berlebihan
Untuk perbandingan praktis, pilih satu gerhana Bulan dalam katalog dan cari peristiwa yang terjadi sekitar 18 tahun sebelumnya atau sesudahnya. Jika katalog mencantumkan nomor Saros, gunakan nomor tersebut untuk memastikan hubungannya, bukan hanya mengandalkan jarak tanggal pada kalender. Bandingkan jenis dan durasi gerhananya: kemiripan yang kuat merupakan bukti geometri yang berulang, sedangkan perbedaannya menunjukkan perkembangan keluarga yang berlangsung bertahap.
Jangan sekadar menandai tanggal kalender yang sama 18 tahun kemudian. Hari-hari tambahan itu penting, begitu pula jam-jam tambahannya. Gunakan kalender fase Bulan untuk mengetahui waktu Bulan purnama yang tepat, lalu periksa katalog gerhana untuk mengetahui waktu kontak bayangan. Bulan purnama menandai fase yang diperlukan, bukan jaminan bahwa Bulan akan memasuki bayangan Bumi.
Terakhir, bedakan keberadaan gerhana dengan kemampuan Anda untuk menyaksikannya. Dasbor Bulan untuk kota-kota menyediakan waktu terbit dan terbenam Bulan, ketinggian, serta azimut untuk memeriksa kondisi cakrawala setempat. Secara geometris, gerhana mungkin berada pada posisi yang baik, tetapi terjadi saat Bulan berada di bawah cakrawala Anda, atau dimulai ketika Bulan masih rendah dan terhalang bangunan. Saros menjelaskan mengapa peristiwa terkait kembali terjadi; waktu setempat dan cakrawala menentukan apakah Anda dapat melihatnya.