گرفت‌ها در آسمان (خورشیدگرفتگی و ماه‌گرفتگی)
پدیده‌های خورشیدگرفتگی (کسوف) و ماه‌گرفتگی (خسوف)، برخلاف پدیده‌هایی که تاکنون در مورد آن‌ها صحبت شد، مانند گام‌های ماه، مسیر خورشید در آسمان و پیدایش فصل‌ها، به ندرت رخ می‌دهند. ممکن است شما تاکنون به طور مستقیم این پدیده‌ها را مشاهده نکرده باشید، هر چند اغلب افراد این شانس را دارند که در طول زندگی خود تماشای یک یا چند ماه‌گرفتگی را تجربه کنند. در مرداد ۱۳۹۶ (۲۱ آگوست ۲۰۱۷) در بخشی از آمریکای شمالی مردم خورشیدگرفتگی کامل، و در بخش‌هایی خورشیدگرفتگی جزئی را مشاهده کردند. این خورشیدگرفتگی تنها در بخش‌هایی از نیم‌کره‌ی غربی قابل مشاهده بود.
چگونگی پیدایش گرفت‌ها
این پدیده‌ها با قرار گرفتن زمین، ماه و خورشید در موقعیت ویژه‌ای نسبت به هم رخ می‌دهند، به همین دلیل است که تنها گاهی اتفاق می‌افتند. اگر از چشم‌انداز زمین، ماه و خورشید به طور دقیق روی یک خط قرار بگیرد، ماه راه رسیدن نور خورشید به زمین را سد می‌کند و موجب پدید آمدن خورشیدگرفتگی روی زمین می‌شود. به همین صورت اگر به ترتیب زمین، ماه و خورشید روی یک خط راست قرار بگیرند، هیچ نوری از خورشید به ماه نخواهد رسید تا ما بازتاب آن را روی زمین دریافت کنیم، و به این صورت ماه‌گرفتگی رخ می‌دهد.
طبق آن‌چه در بخش پیش گفته شد و با مراجعه به نمودار موقعیت ماه، زمین و خورشید می‌بینیم که خورشید، زمین و ماه دو بار در طول مدت یک ماه روی یک خط راست قرار می‌گیرند، یعنی به هنگام مقارنه (ماه نو) و ماه کامل. آیا چنین رویدادی به این معناست که ما باید در هر ماه شاهد یک ماه‌گرفتگی و یک خورشیدگرفتگی باشیم؟
ما هر ماه این رویدادها را مشاهده نمی‌کنیم! بنابراین باید موارد دیگری نیز وجود داشته باشد که پیدایش این پدیده‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. برای آن که در زمان ماه کامل یا مقارنه، ماه‌گرفتگی یا خورشیدگرفتگی بتواند اتفاق بیفتد، جز قرار گرفتن این سه شیئ در یک راستا، باید صفحه‌ی مدار گردش ماه به دور زمین، و صفحه‌ی گردش زمین به دور خورشید نیز بر هم منطبق شوند.
در تصاویر زیر می‌توانید ببینید که چطور قرار گرفتن زمین، ماه و خورشید در یک خط راست موجب به وجود آمدن خورشیدگرفتگی یا ماه‌گرفتگی می‌شود.
ماه‌گرفتگی
credit by NASA
خورشیدگرفتگی
credit by NASA
به سبب کج‌شدگی مدار گردش ماه به دور زمین به اندازه‌ی ۵ درجه نسبت به مدار گردش زمین به دور خورشید، ممکن است در زمان مقارنه یا ماه کامل برای مثال ماه کمی بالاتر یا پایین‌تر از سایه‌ی زمین قرار بگیرد، بنابراین ماه‌گرفتگی رخ نمی‌دهد. به همین صورت اگر سایه‌ی ماه روی زمین نیفتد، به این دلیل که ماه کمی بالاتر یا پایین‌تر از مدار گردش زمین به دور خورشید قرار گرفته است، خورشیدگرفتگی رخ نخواهد داد. کج‌شدگی مدار گردش ماه به دور زمین نسبت به مدار گردش زمین به دور خورشید، موجب می‌شود که اغلب اوقات ماه بالاتر یا پایین‌تر از موقعیتی قرار بگیرد که در آن ممکن است گرفت رخ دهد.
اگر مدار گردش زمین به دور خورشید را به صورت یک دیسک و مدار گردش ماه به دور زمین را نیز به شکل یک دیسک دیگر در نظر بگیریم، این دو دیسک با هم به اندازه‌ی ۵ درجه زاویه دارند. بنابراین همواره دو دایره داریم که یکدیگر را در دو نقطه قطع می‌کنند. این دو نقطه روی مدار ماه (یعنی درست نقاطی که ماه روی صفحه‌ی مدار گردش زمین قرار می‌گیرد) گره‌های مداری (orbital nodes) نامیده می‌شوند، و خطی که این دو گره را به هم متصل می‌کند خط گره نامیده می‌شود. این نقاط و خط گره در تصویر زیر مشخص شده است.
خط گره
بنابراین برای آن‌که یک خورشیدگرفتگی یا ماه‌گرفتگی رخ دهد باید شرایط زیر فراهم شود:
- برای خورشیدگرفتگی ماه باید در گام مقارنه (ماه نو) و برای ماه‌گرفتگی در گام ماه کامل باشد.
- خط گره باید خیلی نزدیک به منطبق شدن بر خط واصل خورشید و زمین قرار بگیرد.
هندسه‌ی قرار گرفتن زمین، ماه و خورشید در تصاویر زیر مشخص شده است:
در ویدئوی زیر که توسط ناسا تهیه شده است می‌توانید ببینید که چگونه این انحراف زاویه‌ای موجب می‌شود که سایه‌ی ماه در هنگام ماه نو پایین‌تر از سطح کره‌ی زمین باشد بیفتد و در چه حالتی خورشیدگرفتگی رخ می‌دهد:
ماه و خورشید در طول مدت ماه‌گرفتگی و خورشیدگرفتگی به چه شکلی دیده می‌شوند؟
اگر تاکنون تجربه‌ی مشاهده‌ی ماه‌گرفتگی یا خورشیدگرفتگی را داشته باشید و نیز با دقت در تصاویر بالا درمی‌یابید که این گرفت‌ها ممکن است در سراسر کره‌ی زمین مشاهده نشود، و نیز ممکن است همه‌ی قسمت‌های زمین یا ماه در سایه قرار نگیرد. هر کدام از این گرفت‌ها را در سه نمود مختلف می‌توان از روی زمین مشاهده کرد.
ماه‌گرفتگی
اندازه‌ی ماه‌گرفتگی که از روی زمین مشاهده می‌شود به این بستگی دارد که خط گره تا چه حد بر خط واصل زمین و خورشید منطبق شود. بر همین اساس ماه‌گرفتگی‌ها را به سه دسته مختلف تقسیم می‌کنند:
- ماه‌گرفتگی کامل: زمانی اتفاق می‌افتد که ماه به طور کامل در سایه‌ی زمین قرار بگیرد.
- ماه‌گرفتگی جزئی: زمانی رخ می‌دهد که بخشی از ماه در سایه‌ی زمین و بخشی از آن در نیم‌سایه قرار می‌گیرد.
- ماه‌گرفتگی نیم‌سایه‌ای: زمانی اتفاق می‌افتد که ماه به طور کامل در ناحیه‌ی نیم‌سایه‌ی زمین قرار می‌گیرد.
در تصویر زیر این مناطق به تفکیک مشخص شده‌اند:
در مدت زمان ماه‌گرفتگی کامل، ماه به صورت قابل ملاحظه‌ای تاریک می‌شود و به سبب آن که برخی پرتوهای نور قرمز از خورشید توانسته‌اند به سطح ماه برسند، به قرمزی می‌گراید. در طول ماه‌گرفتگی جزئی، بخشی از ماه که در سایه قرار گرفته تاریک‌تر و قرمزتر و بخش دیگر آن طبیعی دیده می‌شود. اما ماه‌گرفتگی نیم‌سایه‌ای پدیده‌ای است که اغلب ما متوجه آن نمی‌شویم، زیرا ماه فقط کمی کدرتر از مواقع دیگر به نظر می‌رسد.
خورشیدگرفتگی
در مورد خورشیدگرفتگی نکته‌ی حائز اهمیت دیگری وجود دارد. این پدیده در زمان وقوع تنها در برخی نقاط زمین به طور کامل و در برخی نقاط به طور جزئی قابل مشاهده است، و البته بسیاری از مناطق زمین در همان زمان هیچ سایه‌ای از ماه مشاهده نخواهند کرد. ما ممکن است سه شکل مختلف از خورشیدگرفتگی را تجربه کنیم:
- خورشیدگرفتگی کامل: این پدیده را تنها کسانی می‌توانند ببینند که در منطقه‌ای از زمین قرار گرفته باشند که به طور کامل در ناحیه‌ی گذر سایه‌ی ماه قرار گرفته باشد. این افراد خواهند دید که ماه تمام سطح خورشید را می‌پوشاند. کسانی که شانس دیدن این پدیده را دارند از آن با عنوان رخدادی هیجان‌انگیز در زندگی‌شان یاد می‌کنند. تصاویر و ویدئوهای زیادی از این رویداد ثبت شده است اما هیچ کدام به خوبی نمی‌تواند آن‌چه به وقوع می‌پیوندد را بازگو کند. به سبب چرخش زمین به دور خود، این پدیده را ساکنان یک مسیر نواری روی کره‌ی زمین مشاهده می‌کنند.
- خورشیدگرفتگی جزئی: افرادی که در ناحیه‌ی نیم‌سایه‌ی ماه روی زمین قرار گرفته باشند، می‌توانند ببینند که ماه از برابر بخشی از خورشید می‌گذرد و راه رسیدن نورِ این بخش را به زمین سد می‌کند.
- خورشیدگرفتگی حلقوی: در بخش پیش گفتیم که به دلیل آن که مدار گردش ماه به دور زمین به اندازه‌ی خیلی کمی بیضوی است، گاهی از زمین دورتر و گاهی نزدیک‌تر است. بنابراین برخی اوقات کمی بزرگ‌تر و گاهی کمی کوچک‌تر به نظر می‌رسد. به همین دلیل اگر خورشیدگرفتگی در زمانی اتفاق بیفتد که ماه از زمین دورتر است، هنگام خورشیدگرفتگی کامل سایه‌ی ماه همه‌ی سطح خورشید را نمی‌پوشاند. در این حالت زمانی که ماه به طور کامل جلوی خورشید قرار می‌گیرد می‌توانیم یک حلقه‌ی نورانی از خورشید را مشاهده کنیم. در این زمان سایه‌ای که از ماه روی زمین می‌افتد به صورتی که در شکل زیر نمایش داده شده است تشکیل می‌شود و آن را ناحیه‌ی پیش‌سایه (antumbra) می‌نامند.
این تصویر طرح‌واره‌ای است که خورشیدگرفتگی کامل، حلقوی و جزئی و نیز مسیر مشاهده‌ی آن را مشخص می‌کند. می‌توانید محل تشکیل سایه، نیم‌سایه و پیش‌سایه را روی آن مشاهده کنید.
تصویر زیر نیز محل فرضی سایه و نیم‌سایه را در خورشیدگرفتگی مشخص کرده است.
همان‌طور که گفته شد، به سبب چرخش زمین به دور خود، منطقه‌ی سایه‌ی کامل یا جزئی ماه روی زمین هم حرکت می‌کند. معمول است که نقشه‌ای از مناطقی که گرفتگی در آن‌ها قابل مشاهده است پیش از وقوع خورشیدگرفتگی منتشر می‌شود.
خورشیدگرفتگی در ایران
آخرین خورشیدگرفتگی کاملی که نوار مشاهده‌ی آن از برخی شهرهای ایران می‌گذشت، بیستم مرداد ۱۳۷۸ اتفاق افتاد. این خورشیدگرفتگی همزمان با طلوع خورشید در اقیانوس آرام آغاز شد و هنگام غروب خورشید در اقیانوس هند به پایان رسید. در ایران در شهرهایی چون بروجرد، اصفهان، کرمان و ایرانشهر قابل مشاهده بود. خورشیدگرفتگی کامل بعدی که نوار مشاهده‌ی آن از ایران می‌گذرد در سال ۲۰۳۴ میلادی رخ خواهد داد.
ویدئوی زیر شبیه‌سازی از خورشیدگرفتگی سال ۲۰۱۷ در آمریکا را نشان می‌دهد که توسط ناسا تهیه شده است.
تصاویر
در زیر چند نمونه از تصاویر گرفت‌هایی را می‌بینید که ناسا در سال‌های اخیر منتشر کرده است:
ماه‌گرفتگی سال ۲۰۰۰، تصویر در نیوزلند گرفته شده است.
Credit & Copyright: Noel Munford
ماه‌گرفتگی در سال ۲۰۱۷، استرالیا
Credit & Copyright: Peter Ward
خورشیدگرفتگی کامل ۲۰۱۷، آمریکا
Credits: NASA
خورشیدگرفتگی کامل، مادراس آمریکا، ۲۱ آگوست ۲۰۱۷٫Credit: (NASA/Aubrey Gemignani)
منابع و مراجع:
- Penn State College website
- https://apod.nasa.gov/apod/
- NASA: “۲۰۱۷ Eclipse and the Moon’s Orbit”
- http://espacepourlavie.ca/en/what-solar-eclipse
- http://astro.unl.edu/classaction/images/lunarcycles/nodes.html
- خورشیدگرفتگی ۲۰ مرداد ۱۳۷۸
دیدگاه خود را بنویسید