Помрачење може имати својеврсног рођака који се јавља отприлике 18 година касније. Та два догађаја могу имати слично поравнање, слично растојање између Земље и Месеца и сличан пут кроз геометрију Земљине или Месечеве сенке. Та веза се назива Саросов циклус и представља један од најкориснијих примера у астрономији обрасца који функционише зато што се неколико несавршених ритмова готово поклапа.
Сарос траје око 18 година, 11 дана и 8 сати. То није заказано време за идентично помрачење изнад истог града. Додатни сати мењају геометрију у односу на Земљу, док се мале разлике нагомилавају од једног понављања до следећег. Свако помрачење припада породици која се развија, а не бескрајном низу дупликата.
Каталог помрачења Месеца садржи податке о појединачним догађајима, њиховим врстама, временима контакта, трајању и видљивости са ваше локације. Сарос објашњава дубљу везу између неких од тих уноса: зашто се одређена врста поравнања може поновити неколико деценија касније.
Три Месечева сата морају се готово поклопити
Месец прати више од једног корисног циклуса. Његов циклус фаза, односно синодички месец, у просеку траје 29,53059 дана. То је време између два узастопна младa Месеца или два узастопна пуна Месеца. За помрачење Сунца потребан је млад Месец, а за помрачење Месеца пун Месец. Повратак у одговарајућу фазу је, дакле, први услов да би се помрачење поновило.
Други сат односи се на нагнуту орбиту Месеца. Његова орбитална раван нагнута је за 5,14 степени у односу на еклиптику, раван Земљине орбите око Сунца. Те две равни секу се дуж праве, а тачке у којима Месец прелази ту раван називају се чворови. За помрачење је потребно да Месец буде близу чвора, као и у одговарајућој фази. Време између два узастопна проласка кроз одређени чвор назива се драконички месец и износи око 27,21 дан.
Трећи сат мери Месечев повратак у перигеј, његову најближу тачку Земљи. Овај аномалистички месец траје око 27,55 дана. Удаљеност утиче на привидну величину Месеца и његову брзину кретања по орбити, па понављање овог циклуса доприноси томе да помрачења имају сличне особине.
Ови месеци се разликују зато што се правци чворова и перигеја полако мењају. Један уобичајени месец не може поново да подеси сва три сата.
Рачуница иза периода од 18 година
Сарос функционише зато што је 223 синодичка месеца приближно једнако 242 драконичка месеца и 239 аномалистичких месеци. После тог периода, Месец се враћа приближно у исту фазу, приближно исти положај у односу на чвор и приближно исту тачку у циклусу промене удаљености од Земље.
Коришћење просечног трајања циклуса фаза даје користан пример рачунања: 223 × 29,53059 дана = 6.585,32157 дана. Децимални део, 0,32157 дана, износи око 7 сати и 43 минута. Одатле потиче познати заокружени опис: „18 година, 11 дана и 8 сати“. Остатак у календарским данима варира у зависности од преступних дана који се нађу у том периоду; може износити око 10 уместо 11 дана.
Ово је приближно поклапање, а не тачан заједнички умножак. Поравнање чворова и удаљеност не враћају се савршено на почетне вредности, због чега се помрачење мења како серија стари. И стварни временски размаци између одговарајућих тренутака помрачења донекле варирају, па сабирање просечног трајања Сароса не може да замени израчунавање времена контакта помрачења.
Постоји још једна корисна разлика: низ од 223 месеца повезује једно помрачење Сунца са другим помрачењем Сунца или једно помрачење Месеца са другим помрачењем Месеца. Он не претвара помрачење у време младог Месеца у помрачење у време пуног Месеца. Те две врсте имају засебне серије Сароса.
Зашто се следеће помрачење помера ка западу
Део дана који преостане има велику географску последицу. Земља се окреће док се не оконча следећи Саросов период. Отприлике 8 сати одговара отприлике трећини обртаја, па се област окренута ка помрачењу помера за око 120 степени географске дужине ка западу од једног члана серије до следећег.
Код помрачења Сунца то помаже да се објасни зашто каснији члан познате серије обично прелази преко другог дела Земље. Чак и ако је поравнање Сунца и Месеца веома слично претходном догађају, ваша локација се окренула и више није на истом месту испод сенке. Путања се помера и ка северу или југу како се поравнање мења.
Код помрачења Месеца нема уске путање потпуне фазе преко Земљине површине. Питање је на којим локацијама је Месец изнад хоризонта током сваке фазе. Померање по географској дужини мења које делове света могу да виде догађај, мада се широке области видљивости могу преклапати.
Три Саросова периода чине екселигмос, који траје око 54 године и један месец. Њихови додатни сати сабирају се на готово цео дан, па се доба дана приближава почетној вредности. То повећава географску сличност, али и даље не доводи до тачне репродукције помрачења.
Серија помрачења има своју животну причу
Саросова серија је породица која настаје праћењем сродних помрачења, једног Саросовог периода за другим. Циклус је интервал који се понавља, а серија је низ догађаја повезаних тим циклусом. Истовремено постоји много серија, чији се чланови смењују у календару помрачења. Зато два узастопна помрачења нису нужно чланови исте породице.
Свака серија траје много векова јер се мала неусклађеност положаја чворова споро нагомилава. Серија помрачења Месеца почиње када Месец тек овлаш уђе у Земљину полусенку, спољашњи део њене сенке. Каснији чланови могу проћи дубље кроз сенку и постати делимична, а у неким серијама и потпуна помрачења. На крају проласци поново постају плићи и серија се завршава. Не досегне свака породица потпуно помрачење.
Разлике између полусенковитих, делимичних и потпуних помрачења Месеца пружају визуелну основу за разумевање тог развоја. Сарос даје шири временски оквир: те категорије могу да представљају различите фазе развоја једне породице, а не неповезане врсте догађаја.
Серије помрачења Сунца такође почињу и завршавају се делимичним помрачењима, док су између тих фаза могућа централна помрачења. Промене геометрије могу довести до потпуних, прстенастих или хибридних помрачења. Сличност чланова једне породице је стварна, али никада не гарантује да ће врста помрачења остати непромењена.
Шта су древни посматрачи могли да предвиде
Вавилонски астрономи уочили су обрасце понављања помрачења Месеца много пре него што је постојало савремено физичко објашњење кретања небеских тела. Записи прикупљани током више генерација омогућили су повезивање догађаја раздвојених многим годинама. Суштински успех био је у препознавању структуре у дугом низу догађаја, уместо да се свако помрачење посматра као засебно знамење или изненађење.
Помрачења Месеца пружала су практичну предност за откривање таквих образаца. Видљива су са великог дела ноћне стране Земље, па посматрач на једном месту има више прилика да их види него потпуно помрачење Сунца, које прати уску путању. Ипак, временске прилике, дневна светлост и Месец испод хоризонта могли су да оставе празнине у локалним записима.
Понављајући интервал могао је да укаже на могућност помрачења, али не и да пружи све што савремени посматрач очекује. За предвиђање локалне путање помрачења Сунца или тачног почетка потпуног помрачења Месеца потребна је детаљнија геометрија. Историјска снага Сароса, дакле, није била у савршеној прецизности, већ у поузданој вези која се могла открити посматрањима без потпуне теорије гравитације.
Користите циклус, али не очекујте превише
За практично поређење изаберите помрачење Месеца у каталогу и потражите догађај који се одиграо око 18 година раније или касније. Ако каталог наводи бројеве Саросових серија, употребите их да потврдите везу, уместо да се ослањате само на размак у календару. Упоредите врсту и трајање помрачења: велика сличност указује на понављање геометрије, док разлике откривају постепени развој породице.
Немојте само да означите исти календарски датум 18 година касније. Важни су и додатни дани и додатни сати. За тачна времена пуног Месеца користите календар Месечевих мена, а затим у каталогу помрачења проверите времена контакта са сенком. Пун Месец означава потребну фазу, али не гарантује да ће Месец ући у Земљину сенку.
На крају, разликујте постојање помрачења од могућности да га посматрате. Месечеви прикази за градове пружају податке о изласку и заласку Месеца, његовој висини и азимуту, како бисте проверили услове на локалном хоризонту. Помрачење може бити геометријски добро постављено, а да се одигра док је Месец испод вашег хоризонта или да почне док је још ниско иза зграда. Сарос објашњава зашто се сродан догађај понавља; локално време и хоризонт одређују да ли можете да га видите.