Myrkvi getur átt sér hliðstæðu sem verður með um 18 ára millibili. Atburðirnir tveir geta haft svipaða afstöðu, svipaða fjarlægð milli jarðar og tungls og svipaða leið um rúmfræði skugga jarðar eða tunglsins. Þetta samband kallast Saros-hringurinn og er eitt gagnlegasta dæmið í stjörnufræði um mynstur sem verður til þegar nokkrir ófullkomnir ferlar falla næstum saman.
Saros-hringur varir í um 18 ár, 11 daga og 8 klukkustundir. Hann er ekki loforð um að sami myrkvi sjáist aftur yfir sama bæ. Aukaklukkustundirnar breyta afstöðunni miðað við jörðina og smávægilegur munur safnast upp frá einum endurteknum myrkva til þess næsta. Hver myrkvi tilheyrir runu sem þróast með tímanum, en ekki endalausri röð tvítekinna atburða.
Í skrá yfir tunglmyrkva má finna einstaka atburði ásamt tegund þeirra, snertitímum, lengd og sýnileika frá þinni staðsetningu. Saros-hringurinn skýrir dýpra samband sumra þessara færslna: hvers vegna tiltekin afstaða getur endurtekið sig á ný áratugum síðar.
Þrjár tunglklukkur þurfa að falla næstum saman
Tunglið fylgir fleiri en einum gagnlegum ferli. Fasaferill þess, eða synódískur mánuður, er að meðaltali 29,53059 dagar. Hann mælir tímann frá einu nýju tungli til þess næsta eða frá einu fullu tungli til þess næsta. Sólmyrkvar verða við nýtt tungl en tunglmyrkvar við fullt tungl. Réttur fasi er því fyrsta skilyrðið fyrir endurteknum myrkva.
Önnur klukkan snýst um halla sporbrautar tunglsins. Sporbrautarflötur þess hallar um 5,14 gráður miðað við sólbauginn, sem er sporbrautarflötur jarðar um sólina. Flötin tvö skerast eftir línu og skurðpunktarnir þar sem tunglið fer yfir þann flöt kallast hnútar. Til að myrkvi verði þarf tunglið að vera nærri hnút og í réttum fasa. Tímabilið frá einni ferð um tiltekinn hnút þar til tunglið fer næst þar um kallast hnútamánuður og er um 27,21 dagur.
Þriðja klukkan mælir hvenær tunglið kemur aftur í jarðnánd, þann punkt á braut sinni sem er næstur jörðinni. Þessi anomalíski mánuður varir um 27,55 daga. Fjarlægðin hefur áhrif á sýnilega stærð tunglsins og hraða þess á sporbrautinni, svo endurtekning þessa ferils stuðlar að því að myrkvar hafi svipuð einkenni.
Þessir mánuðir eru mislangir vegna þess að stefna hnútanna og jarðnándarinnar breytist hægt og bítandi. Einn venjulegur mánuður getur ekki samstillt allar þrjár klukkurnar.
Stærðfræðin á bak við 18 ár
Saros-hringurinn virkar vegna þess að 223 synódískir mánuðir eru næstum jafnlengdir og 242 hnútamánuðir og 239 anomalískir mánuðir. Að þeim tíma liðnum kemur tunglið aftur í um það bil sama fasa, um það bil sömu stöðu miðað við hnút og um það bil sama punkt í fjarlægðarferli sínu frá jörðu.
Ef notuð er meðallengd fasaferilsins fæst gagnlegt reiknidæmi: 223 × 29,53059 dagar = 6,585,32157 dagar. Brotið, 0,32157 úr degi, jafngildir um 7 klukkustundum og 43 mínútum. Þaðan kemur hin kunnuglega námundun: „18 ár, 11 dagar og 8 klukkustundir.“ Afgangur almanaksdaga er breytilegur eftir því hversu mörg hlaupár eru á tímabilinu; hann getur verið um 10 dagar í stað 11.
Þetta er nálgun, ekki nákvæm sameiginleg margfeldi. Afstaða hnútanna og fjarlægðin núllstillast ekki fullkomlega og því breytist myrkvi eftir því sem runa hans eldist. Raunverulegt bil milli samsvarandi augnablika myrkva er einnig nokkuð breytilegt, svo það kemur ekki í stað útreiknings á snertitímum atburðar að bæta við meðallengd Saros-hringsins.
Það er einnig gagnlegt að hafa eitt á hreinu: talningin, 223 mánuðir, tengir einn sólmyrkva við annan sólmyrkva eða einn tunglmyrkva við annan tunglmyrkva. Hún breytir ekki myrkva við nýtt tungl í myrkva við fullt tungl. Þessar tvær tegundir hafa aðskildar Saros-runur.
Hvers vegna næsti myrkvi færist vestur á bóginn
Aukabrot úr degi hefur mikil áhrif á landfræðilega staðsetningu. Jörðin snýst á meðan næsta Saros-bil líður. Um það bil 8 klukkustundir samsvara um þriðjungi úr snúningi, svo svæðið sem snýr að myrkvanum færist um 120 lengdargráður vestur frá einum atburði í rununni til þess næsta.
Þetta skýrir að hluta hvers vegna seinni atburður í kunnuglegri Saros-runu fer yfirleitt yfir annan hluta jarðar en fyrri atburður. Jafnvel þótt afstaða sólar og tungls líkist fyrri atburðinum mjög hefur athugunarstaðurinn þinn snúist frá sömu stöðu undir skugganum. Myrkvaslóðin færist einnig norður eða suður þegar afstaðan breytist.
Við tunglmyrkva er engin mjó almyrkvabraut yfir yfirborði jarðar. Spurningin er hvaða staðir hafa tunglið yfir sjóndeildarhringnum á hverju stigi myrkvans. Breytingin í lengdargráðu hefur áhrif á hvaða heimshlutar geta séð atburðinn, þótt sýnileg svæði geti skarast að miklu leyti.
Þrjú Saros-bil mynda exeligmos, sem tekur um 54 ár og einn mánuð. Aukaklukkustundirnar leggjast saman og verða næstum heill dagur, þannig að tími dagsins færist nær upphaflegri stöðu. Þetta eykur líkindi í landfræðilegri staðsetningu, en endurskapar samt ekki myrkva nákvæmlega.
Lífssaga myrkvarunu
Saros-runa er fjölskyldan sem myndast þegar tengdir myrkvar eru raktir, einn Saros-hring í senn. Hringurinn er endurtekningartímabilið; runan er keðja atburða sem tengjast í gegnum hann. Margar runur eru virkar samtímis og myrkvar þeirra fléttast inn í myrkvadagatalið. Þess vegna eru tveir myrkvar í röð ekki endilega í sömu runu.
Hver runa varir í margar aldir vegna þess að litli munurinn á afstöðu hnútanna safnast hægt upp. Tunglmyrkvaruna hefst þegar tunglið kemur naumlega inn í hálfskugga jarðar, ytri hluta skuggans. Síðari atburðir geta farið dýpra inn í skuggann og orðið deildarmyrkvar og, í sumum runum, almyrkvar. Að lokum verða ferðirnar grynnri á ný og runan tekur enda. Ekki ná allar runur almyrkva.
Munurinn á hálfskugga-, deildar- og almyrkva á tungli veitir sjónrænan bakgrunn fyrir þessa þróun. Saros-hringurinn gefur lengra sjónarhorn: þessir flokkar geta táknað ólík þroskastig sömu runu fremur en óskylda atburði.
Sólmyrkvarunur hefjast og enda sömuleiðis á deildarmyrkvum, en miðlægir myrkvar geta orðið á milli þessara stiga. Breytileg rúmfræði getur leitt til almyrkva, hringmyrkva eða blendingsmyrkva. Líkindi atburðanna í rununni eru raunveruleg, en tryggja aldrei óbreytta tegund myrkva.
Hvað fornir athugendur gátu spáð fyrir um
Babýlonskir stjörnufræðingar þekktu endurtekin mynstur í tunglmyrkvum löngu áður en til varð nútímaleg eðlisfræðileg skýring á hreyfingum á sporbrautum. Skrár sem safnað var saman í gegnum kynslóðir gerðu kleift að tengja saman atburði með margra ára millibili. Meginafrekið fólst í því að sjá að löng atburðaröð hefði ákveðna byggingu, í stað þess að líta á hvern myrkva sem einangraðan fyrirboða eða óvæntan atburð.
Tunglmyrkvar hentuðu vel til að finna slík mynstur. Þeir sjást yfir stóran hluta næturhliðar jarðar, þannig að athugandi á einum stað hefur fleiri tækifæri til að sjá þá en sólina í almyrkva, sem fer eftir mjórri slóð. Veður, dagsbirta og tungl undir sjóndeildarhring gátu þó valdið gloppum í staðbundnum skrám.
Endurtekið tímabil gat bent á að tækifæri til myrkva væri í vændum án þess að veita allar þær upplýsingar sem nútímaathugandi væntir. Til að spá fyrir um staðbundna sólmyrkvaslóð eða nákvæma byrjun almyrkva á tungli þarf nákvæmari rúmfræði. Sögulegt gildi Saros-hringsins fólst því ekki í fullkominni nákvæmni, heldur áreiðanlegu sambandi sem hægt var að greina í athugunum án heildstæðrar þyngdaraflskenningar.
Nýttu hringinn án þess að lofa of miklu
Til að bera atburði saman skaltu velja tunglmyrkva í skrá og leita að atburði sem varð um 18 árum fyrr eða síðar. Ef skráin gefur upp Saros-númer skaltu nota þau til að staðfesta tengslin í stað þess að treysta eingöngu á almanaksbilið. Berðu saman tegund og lengd myrkvans: mikil líkindi benda til endurtekinnar rúmfræði, en munurinn sýnir hægfara þróun rununnar.
Ekki merkja einfaldlega við sama almanaksdag 18 árum síðar. Aukadagarnir skipta máli, og það gera aukaklukkustundirnar líka. Notaðu dagatal tunglfasa til að sjá nákvæma tíma fulls tungls og skoðaðu síðan myrkvaskrána til að finna hvenær skuggi snertir tunglið. Fullt tungl sýnir að nauðsynlegum fasa er náð, en tryggir ekki að tunglið fari inn í skugga jarðar.
Að lokum skaltu greina á milli þess að myrkvi eigi sér stað og þess hvort þú getir fylgst með honum. Tunglmælaborð fyrir borgir sýna tunglris, tunglsetur, hæð og stefnu til að kanna aðstæður við sjóndeildarhringinn þar sem þú ert. Myrkvi getur átt sér stað við hagstæða rúmfræðilega afstöðu en tunglið verið undir sjóndeildarhringnum hjá þér, eða hafist þegar það er enn lágt á bak við byggingar. Saros-hringurinn skýrir hvers vegna tengdur atburður endurtekur sig; staðbundin tímasetning og sjóndeildarhringurinn ráða því hvort þú getur séð hann.