Едно затемнување може да има сродно затемнување што се случило околу 18 години порано или подоцна. Двата настана може да имаат слично порамнување, слично растојание Земја–Месечина и слична патека низ геометријата на сенката на Земјата или на Месечината. Оваа поврзаност се нарекува Саросов циклус и е еден од најкорисните примери во астрономијата за образец што функционира затоа што неколку несовршени ритми речиси се совпаѓаат.
Саросовиот циклус трае околу 18 години, 11 дена и 8 часа. Тој не е распоред за идентично затемнување над истиот град. Дополнителните часови ја поместуваат геометријата во однос на Земјата, а малите разлики се натрупуваат со секое повторување. Секое затемнување припаѓа на семејство што се менува со текот на времето, а не на бескрајна низа дупликати.
Каталогот на Месечеви затемнувања ги наведува поединечните настани, нивните видови, времињата на контакт, траењето и видливоста од вашата локација. Саросовиот циклус ја објаснува подлабоката поврзаност меѓу некои од тие записи: зошто одреден вид порамнување може да се повтори неколку децении подоцна.
Три месечеви часовници треба речиси да се усогласат
Месечината следи повеќе од еден корисен циклус. Нејзиниот циклус на фазите, или синодички месец, во просек трае 29,53059 дена. Тоа е времето од една млада Месечина до следната, или од една полна Месечина до следната. За сончево затемнување е потребна млада Месечина, а за Месечево затемнување — полна Месечина. Затоа, враќањето во соодветната фаза е првиот услов за повторување на затемнувањето.
Вториот часовник е поврзан со накосената орбита на Месечината. Нејзината орбитална рамнина е наклонета за 5,14 степени во однос на еклиптиката — рамнината на орбитата на Земјата околу Сонцето. Двете рамнини се сечат по линија, а точките во кои Месечината ја пресекува таа рамнина се нарекуваат јазли. За затемнување, Месечината треба да биде близу до јазол и во соодветната фаза. Времето меѓу две последователни поминувања низ истиот јазол е драконичен месец, кој трае околу 27,21 ден.
Третиот часовник го мери враќањето на Месечината во перигеј, нејзината најблиска точка до Земјата. Овој аномалистички месец трае околу 27,55 дена. Растојанието влијае врз привидната големина на Месечината и нејзината брзина по орбитата, па повторувањето на овој циклус помага да се создадат затемнувања со слични одлики.
Овие месеци се разликуваат затоа што насоките на јазлите и перигејот полека се менуваат. Еден обичен месец не може да ги усогласи повторно сите три часовници.
Аритметиката зад 18-те години
Саросовиот циклус функционира затоа што 223 синодички месеци се речиси еднакви на 242 драконични месеци и 239 аномалистички месеци. По тој интервал, Месечината се враќа приближно во истата фаза, приближно на истото место во однос на јазол и приближно на истото место во циклусот на растојание од најблиската до најдалечната точка.
Ако се користи просечното траење на циклусот на фазите, добиваме корисен пример: 223 × 29,53059 дена = 6 585,32157 дена. Децималниот дел, 0,32157 од денот, изнесува околу 7 часа и 43 минути. Оттука доаѓа познатиот заокружен опис: „18 години, 11 дена и 8 часа“. Остатокот во календарски денови се менува зависно од престапните денови што се вклучени; може да изнесува околу 10 наместо 11 дена.
Ова е приближно совпаѓање, а не точен заеднички содржател. Порамнувањето со јазолот и растојанието не се враќаат совршено на почетната состојба, па затоа затемнувањето се менува како што старее неговото семејство. И реалните интервали меѓу соодветните моменти на затемнувањето донекаде се разликуваат, така што додавањето на просечното траење на Саросовиот циклус не е замена за пресметување на времињата на контакт на некој настан.
Има уште една важна разлика: броењето од 223 месеци поврзува едно сончево затемнување со друго сончево затемнување, или едно Месечево затемнување со друго Месечево затемнување. Тоа не го претвора затемнувањето при млада Месечина во затемнување при полна Месечина. Двата вида имаат одделни семејства на затемнувања според Саросовиот циклус.
Зошто следното затемнување се поместува кон запад
Дополнителниот дел од денот има големи географски последици. Земјата ротира додека трае следниот интервал на Саросовиот циклус. Околу осум часа одговараат на приближно една третина од ротацијата, па областа што е свртена кон затемнувањето се поместува за околу 120 степени географска должина кон запад од еден член на семејството до следниот.
Кај сончево затемнување, ова помага да се објасни зошто подоцнежниот член на познато семејство обично минува низ друг дел од Земјата. Дури и ако порамнувањето Сонце–Месечина е многу слично на претходното, местото од кое набљудувате се завртело и веќе не се наоѓа на истото место под сенката. Патеката се поместува и кон север или кон југ како што се менува порамнувањето.
Кај Месечево затемнување нема тесна патека на целосно затемнување по површината на Земјата. Важно е кои места ја имаат Месечината над хоризонтот во секоја фаза од настанот. Поместувањето по географска должина менува кои делови од светот можат да го видат настанот, иако широки области на видливост може да се преклопуваат.
Три Саросови циклуси сочинуваат екселигмос, кој трае околу 54 години и еден месец. Нивните дополнителни часови се собираат до речиси цел ден, со што времето од денот се приближува до почетната вредност. Ова ја подобрува географската сличност, но сепак не го повторува затемнувањето точно.
Семејството на затемнувања има своја животна приказна
Саросова серија е семејство што се добива со следење на поврзаните затемнувања, одвоени едно од друго со еден Саросов циклус. Циклусот е повторливиот интервал; серијата е низата настани поврзани со него. Истовремено се активни многу серии, чии членови се испреплетуваат во календарот на затемнувањата. Затоа, две последователни затемнувања не мора да припаѓаат на исто семејство.
Секоја серија трае многу векови затоа што малото несовпаѓање во порамнувањето со јазолот се натрупува бавно. Серија на Месечеви затемнувања започнува кога Месечината едвај навлегува во полусенката на Земјата, надворешниот дел од нејзината сенка. Подоцнежните членови може да навлезат подлабоко во сенката и да станат делумни, а во некои серии и целосни затемнувања. На крајот, поминувањата повторно стануваат поплитки и серијата завршува. Не секое семејство стигнува до целосно затемнување.
Разликите меѓу полусенчестите, делумните и целосните Месечеви затемнувања даваат визуелна основа за оваа промена. Саросовиот циклус нуди поширока временска перспектива: овие категории може да претставуваат различни фази во развојот на едно семејство, а не неповрзани видови настани.
Сериите на сончеви затемнувања исто така започнуваат и завршуваат со делумни затемнувања, а меѓу тие фази се можни централни затемнувања. Геометријата што се менува може да доведе до целосни, прстенести или хибридни членови. Сличноста меѓу членовите на едно семејство е вистинска, но никогаш не гарантира дека видот на затемнувањето ќе остане непроменет.
Што можеле да предвидат древните набљудувачи
Вавилонските астрономи препознале повторливи обрасци кај Месечевите затемнувања многу пред да постои современо физичко објаснување за движењето по орбитите. Записите собрани низ многу генерации овозможиле да се поврзат настани оддалечени со многу години. Суштинското достигнување било да се препознае дека долгата низа има своја структура, наместо секое затемнување да се смета за изолиран знак или изненадување.
Месечевите затемнувања имале практична предност при откривањето на таквите обрасци. Тие се видливи од голем дел од ноќната страна на Земјата, па набљудувачот на едно место има повеќе можности да ги види отколку целосното сончево затемнување, кое се движи по тесна патека. И покрај тоа, облаците, дневната светлина и Месечината под хоризонтот можеле да создадат празнини во локалните записи.
Повторливиот интервал можел да укаже на можност за затемнување, но не и да ги даде сите информации што ги очекува современиот набљудувач. За предвидување на локалната патека на сончевото затемнување или на точниот почеток на целосното затемнување на Месечината потребна е подетална геометрија. Затоа историската вредност на Саросовиот циклус не била во совршената прецизност, туку во сигурната поврзаност што можела да се извлече од набљудувањата без целосна теорија за гравитацијата.
Користете го циклусот без да ветувате премногу
За практична споредба, изберете Месечево затемнување во каталог и побарајте настан што се случил околу 18 години порано или подоцна. Ако каталогот наведува броеви на Саросови серии, користете ги за да ја потврдите поврзаноста, наместо да се потпирате само на календарскиот интервал. Споредете го видот и траењето на затемнувањето: блиската сличност е доказ за повторената геометрија, а разликите го откриваат постепениот развој на семејството.
Не означувајте едноставно ист календарски датум 18 години подоцна. Дополнителните денови се важни, како и дополнителните часови. Користете го календарот на месечевите фази за точните времиња на полна Месечина, а потоа проверете ги контактите со сенката во каталогот на затемнувања. Полна Месечина значи дека е исполнет потребниот фазен услов, но не гарантира дека Месечината ќе навлезе во сенката на Земјата.
На крај, разликувајте го самото случување на затемнување од можноста да го набљудувате. Месечевите контролни табли за градовите ги прикажуваат излезот и зајдисонцето на Месечината, нејзината височина и азимутот, за да можете да проверите какви се условите на локалниот хоризонт. Затемнувањето може геометриски да биде добро поставено, а сепак да се случи додека Месечината е под вашиот хоризонт или да започне додека сè уште е ниско зад зградите. Саросовиот циклус објаснува зошто се враќа поврзан настан; локалното време и хоризонтот одредуваат дали ќе можете да го видите.