خورشید گرفتگی یا کسوف (solar eclipse) زمانی اتفاق می افتد که ماه بین زمین و خورشید قرار می گیرد و ماه بر روی زمین سایه می اندازد. خورشید گرفتگی فقط در فاز ماه جدید می تواند اتفاق بیفتد، زمانی که ماه مستقیماً بین خورشید و زمین قرار گیرد و سایه آن بر سطح زمین بیفتد. اما اینکه آیا این قرار گیری ماه بین زمین و خورشید می تواند یک خورشید گرفتگی کامل،جزئی و یا حلوی ایجاد می کند، به عوامل مختلفی بستگی دارد. در این مقاله همه چیز درباره خورشید گرفتگی را بررسی می کنیم تا بیشتر با این پدیده نجومی آشنا شویم.
خورشید گرفتگی چیست
وقوع یک خورشید گرفتگی یا کسوف به مکانیک آسمانی و زمان مربوط است. از زمان شکل گیری ماه در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، به تدریج از زمین دور می شود (حدود ۱.۶ اینچ یا ۴ سانتی‌متر در سال). در حال حاضر ماه در فاصله ای قرار دارد تا دقیقاً به اندازه خورشید در آسمان ما ظاهر شود و بنابراین می تواند دید آن را برای ما مسدود کند. اما این همیشه هم درست نیست.
این پدیده در ماه نو و زمانی که ماه کامل است اتفاق می افتد. هنگامی که خورشید و ماه با یکدیگر در ارتباط هستند. اگر ماه فقط کمی به زمین نزدیک تر باشد، در همان صفحه مدار زمین کند و مدار آن به صورت دایره ای باشد، هر ماه شاهد کسوف خواهیم بود.
اما مدار ماه بیضوی است و نسبت به مدار زمین کج و متمایل است، بنابراین ما فقط می توانیم سالانه شاهد وقوع ۵ خورشید گرفتگی باشیم. بسته به هندسه خورشید، ماه و زمین، دید ما نسبت به خورشید می تواند به طور کامل و یا تا حدی مسدود شود.
در هنگام کسوف، سایه ماه (که به دو قسمت تقسیم می شود: سایه کاملا تاریک و نیم سایه روشن تر) در سطح زمین حرکت می کند.
نکته ایمنی: هرگز در هنگام خورشید گرفتگی مستقیماً به خورشید نگاه نکنید، مگر اینکه هنگام کسوف کامل خورشید باشد. نور شدید خورشید می تواند خیلی زود به چشمان شما آسیب برساند.
انواع خورشید گرفتگی
برای آشنایی بهتر با این پدیده و این که همه چیز درباره خورشید گرفتگی را بدانیم؛ بهتر است با انواع آن آشنا شویم. خورشید گرفتگی به چهار نوع تقسیم می شود: کلی، حلقوی، جزئی و ترکیبی. در این جا علت ایجاد هر کدام از آن ها را بررسی می کنیم و بیشتر با انواع این پدیده آشنا می شویم.
خورشید گرفتگی کامل (Total Solar Eclipse)
این یک حادثه خوشایند برای طبیعت است. قطر ۸۶۴۰۰۰ مایلی خورشید کاملاً ۴۰۰ برابر بزرگ تر از ماه کوچک ما است که قطرش تقریباً ۲۱۶۰ مایل است.
این پدیده زمانی اتفاق می افتد که ماه حدود ۴۰۰ برابر خورشید به زمین نزدیک تر باشد (نسبت به بیضوی بودن هر دو مدار متفاوت است). در نتیجه، هنگامی که صفحه های مداری با هم تلاقی می کنند و فاصله ها به طور مساوی با هم تراز می شوند، به نظر می رسد که ماه کامل دیسک خورشید را خاموش کرده است. به طور متوسط در هر ۱۸ ماه نو یک کسوف کامل در جایی از زمین اتفاق می افتد.
خورشید گرفتگی کامل در نقاط مختلف زمین دیده نمی شود و در واقع دو نوع سایه بر روی زمین ایجاد می کند. سایه کامل که بخشی از سایه است که تمام نور خورشید در آن مسدود می شود. این سایه به شکل مخروطی تیره و باریک است. اطراف آن را نیم سایه احاطه کرده است که سایه ای سبک و قیف شکل که نور خورشید تا حدی از آن پنهان است.
در طی یک خورشید گرفتگی کامل، ماه سایه خود را به سطح زمین می اندازد. این سایه فقط در عرض چند ساعت می تواند یک سوم مسیر کره زمین را طی کند. کسانی که آنقدر خوش شانس هستند که می توانند در مسیر مستقیم سایه قرار بگیرند، می توانند شاهد تغییر شکل گرفتگی قرص کامل خورشید به هلال آن باشند.
در طی دوره کوتاه خورشید گرفتگی کامل، هنگامی که خورشید کاملاً پوشیده شده است، تاج زیبا – فضای بیرونی خورشید – آشکار می شود. کل این زمان ممکن است تا ۷ دقیقه و ۳۱ ثانیه طول بکشد. اگرچه اکثر کسوف ها معمولاً بسیار کوتاه تر هستند.
خورشید گرفتگی جزئی (Partial solar eclipses)
خورشید گرفتگی جزئی هنگامی اتفاق می افتد که فقط نیم سایه (سایه جزئی) از روی زمین عبور کند. در این مورد، بخشی از خورشید در هنگام کسوف همیشه در معرض دید است. این که چه مقدار از خورشید در معرض دید قرار می گیرد، به شرایط خاص بستگی دارد.
معمولاً این نیم سایه از مناطق قطبی قابل دیدن است. در چنین موردی، مکان هایی که از قطب دور هستند اما هنوز هم در محدوده ناحیه نیم سایه قرار دارند، ممکن است چیزی بیش از یک هلال کوچک خورشید پنهان شده توسط ماه نبینند.
در یک سناریوی متفاوت، کسانی که در فاصله دو هزار مایلی مسیر یک گرفت کامل قرار بگیرند، یک کسوف جزئی را مشاهده می کنند.
هرچه به منطقه وقوع خورشید گرفتگی کامل نزدیک تر باشید، سایه کامل بیشتر می شود. به عنوان مثال اگر درست در خارج از مسیر کسوف کامل قرار بگیرید، می بینید که خورشید به یک هلال باریک فرو می رود، و سپس با عبور سایه دوباره ضخیم می شود.
خورشید گرفتگی حلقوی (Annular solar eclipses)
خورشید گرفتگی حلقوی، اگرچه منظره ای نادر و شگفت انگیز است اما با یک نمونه کاملا متفاوت است که در هنگام وقوع آن آسمان تا حدودی تاریک می شود. از آن جا که بسیاری از خورشید هنوز هم دیده می شود به مانند نوعی “گرگ و میش تقلبی” عجیب و غریب است.
کسوف حلقوی زیرگونه ای از کسوف جزئی به حساب می آید نه کسوف کامل. حداکثر مدت گرفتگی حلقوی ۱۲ دقیقه و ۳۰ ثانیه است. با این وجود یک خورشید گرفتگی حلقوی از لحاظ نحوه قرار گیری ماه در برابر خورشید مانند یک کسوف کامل به نظر می آید.
تفاوت این دو در این است که ماه بسیار کوچک است تا بتواند قرص خورشید را به طور کامل بپوشاند. از آن جا که ماه در مدار بیضوی دور زمین می چرخد، فاصله آن از زمین می تواند از ۲۲۱،۴۵۷ مایل تا ۲۵۲،۷۱۲ مایل متغیر باشد. اما مخروط سایه تاریک ماه نمی تواند بیش از ۲۳۵،۷۰۰ مایل باشد. این کم تر از فاصله متوسط ماه از زمین است.
بنابراین اگر ماه در فاصله مسافت بیشتری باشد، نوک سایه کامل به زمین نمی رسد. در طی چنین کسوفی هر کسی که در سایه کامل ماه قرار داشته باشد، می تواند یک حلقه یا “حلقه آتش” در اطراف ماه ببیند.
خورشید گرفتگی ترکیبی (Hybrid solar eclipses)
به این خورشید گرقتگی کسوف های حلقوی (“A-T”) نیز گفته می شود. این نوع خاص گرفتگی زمانی اتفاق می افتد که فاصله ماه نزدیک به حد نهایی خود باشد تا سایه آن بتواند به زمین برسد.
در بیشتر موارد، گرفتگی A-T به صورت گرفتگی حلقوی شروع می شود زیرا نوک سایه در فاصله تماس با زمین قرار می گیرد. سپس کامل می شود زیرا گردی سیاره بالا می رود و نوک سایه را در نزدیکی وسط مسیر قطع می کند. سرانجام به سمت کسوف حلقوی در انتهای مسیر خود برمی گردد.
از آن جا که به نظر می رسد ماه مستقیم از مقابل خورشید عبور می کند، گرفتگی کامل، حلقوی و ترکیبی را نیز گرفتگی های “مرکزی” می نامند تا آن ها را از گرفتهای کاملا جزئی متمایز کند.
از کل خورشید گرفتگی هایی که اتفاق می افتد، حدود ۲۸٪ کلی، ۳۵٪ جزئی، ۳۲٪ حلقوی و فقط ۵٪ هیبرید یا ترکیبی هستند که نشان دهنده نادر بود این نوع از گرفتگی است.
