22. července 2009 nastane nejdelší úplné zatmění Slunce v tomto století

19 Čvc
Posted on Author PetrHoralek

Těm, kteří sáhnou hluboko do kapsy a vydají se do daleké Číny či pod japonské ostrovy do Pacifiku, se za přízně počasí uskuteční mimořádné astronomické divadlo. Odtamtud bude možné sledovat nejdelší zatmění Slunce v tomto století. I když z našeho území nespatříme zatmění ani jako částečné, přinášíme vám nepostradatelné informace včetně odkazů na připravované webcasty, jejichž prostřednictvím si budete moci úkaz vychutnat i v pohodlí vašeho domova.

Zatmění začne v Indii 22. července ve 2:51 našeho letního času (SELČ). Pokračuje přes Nepál, Bhútán, Bangladeš a Čínu. Tam opouští pevninu a přes jižní část japonských ostrovů pokračuje svou pouť přes rozsáhlou část východního a středního Pacifiku. Končí nad oceánem v 6:19 SELČ. Ve východní Číně vrcholí kolem 3:35 SELČ.

Vznik zatmění Zatmění Slunce nastává v okamžiku, kdy Měsíc ve fázi novu zakryje sluneční kotouč. Protože je však měsíční dráha oproti rovině zemské dráhy (ekliptice) skloněna přibližně o 5° a Měsíc i Slunce na obloze zabírají kolem půl stupně, není časté, aby k takovému okamžiku došlo. Je zapotřebí, aby byl Měsíc nejen ve fázi novu (na své dráze někde mezi Zemí a Sluncem), ale zároveň aby ležel v místě své dráhy, které se protíná s rovinou ekliptiky. Tato místa jsou dvě a odborně se jim říká vzestupný a sestupný uzel. I když jsou však tyto podmínky splněny, Měsíc zakryje na obloze sluneční kotouč a vrhne na zemi svůj stín, stále není zcela vyhráno. Stín se totiž po Zemi sune rychlostí až 4000 km/h a jeho šířka dosahuje maximálně 270 km. Na délku může mít „trasa“ stínu až 15 000. Astronomové této „trase“ říkají pás totality. A právě tam je potřeba se vydat, aby bylo možné úplné zatmění Slunce spatřit. Stačí být jen pár kilometrů mimo zmíněný pás a zatmění je tam pouze částečné. Kdy a kde nejbližší sluneční zatmění nastane, lze dnes už velmi přesně spočítat na několik tisíc let dopředu i do minulosti. Pás totality však může přecházet přes velmi nehostinnou část Země a vyhlídky na příznivé počasí mohou být jen velmi mizivé. I přesto se za slunečním zatměním vydávají tisíce astronomů i nadšenců, neboť jde o mimořádně výjimečný a neopakovatelný zážitek.

Do jednoho roka může nastat až 5 zatmění Slunce (kombinace částečných, prstencových a úplných). Obyčejně však nastanou dvě zatmění do roka (jedno úplné a jedno prstencové). Jaké zatmění to bude, o tom rozhoduje aktuální vzdálenost Měsíce od Země. Je-li Měsíc v přízemí, je úhlově větší než Slunce a dojde k úplnému zatmění. V opačném případě měsíční kotouč zakryje podstatnou část Slunce, ale okolo Měsíce bude zářit prstýnek naší mateřské hvězdy. Tehdy jsme svědky prstencového zatmění (viz video).

Estetický i vědecký přínos Mimořádné je sluneční zatmění i pro člověka, který už jich několik viděl. Je to sled několika úchvatných úkazů najednou. Během zatmění Slunce Měsíc zakryje sluneční kotouč, který můžeme každý den pozorovat za bílého dne jako oslnivou kouli na obloze. To, co nás tak oslňuje, je sluneční fotosféra, zářící část sluneční atmosféry. Její teplota se pohybuje kolem 5700 Kelvinů. Sluneční fotosféra však není zdaleka jedinou zajímavou „slupkou“ naší hvězdy. Nad ní lze spatřit narůžovělou chromosféru, ve které můžeme pozorovat veškeré úkazy nám známé z astronomických snímků. Tedy jazyky slunečních protuberancí, filamenty a sluneční spikule. Tato obálka však září mnohem méně a nelze ji očima volně pozorovat. Naštěstí astronomové již našli způsob, jak fotosféru odfiltrovat a sledovat tvář Slunce tak, aby se veškeré zmíněné úkazy daly spatřit. Používají k tomu tzv. H-alfa chromosférický filtr, který propouští jen velmi malou část spektra slunečního světla (o vlnové délce 656.3 nm), v níž září právě chromosféra. Chromosférický dalekohled si dnes již můžete pořídit i vy, například přes web
www.dalekohledy.cz. Co ovšem nelze sledovat tak dokonale nikdy jindy než při slunečních zatměních, je sluneční koróna. Jde o velmi záhadnou plazmatickou obálku Slunce, ve které nepříliš známým způsobem dosahuje teplota miliónů Kelvinů (zatímco na povrchu Slunce je pouze několik tisíc Kelvinů a 15 miliónů Kelvinů dosahuje teplota až v nitru Slunce). Ve viditelném světle je tak slabá, že sebedokonalejší přístroje ji zcela neodhalí. Od povrchu Slunce dosahuje několik miliónů kilometrů daleko. V dnešní době lze pozorovat korónu hlavně díky družici SOHO, kterou vypustila ESA a NASA v roce 1995. Její kamery LASCO C2 a C3 sice umí zakrýt sluneční kotouč a ukázat tak paprsky sluneční koróny v celé kráse, ovšem pouze tu její vnější část. V zorném poli těchto kamer je malý terčík, který oslnivé Slunce zakryje uměle. Ten ovšem zakrývá i oblast bezprostředně nad slunečním kotoučem a tím i oblasti koróny, které navazují na nižší části sluneční atmosféry. A právě tyto části koróny dnes astronomy nejvíce zajímají.

Tvar sluneční koróny se neustále mění. Nejen ze dne na den, ale také v průběhu 11-letého slunečního cyklu, během kterého sluneční aktivita vystoupí do maxima a zpět do minima. V průběhu tohoto cyklu se totiž vlivem magnetických poruch (nejen) v důsledku rozdílné rychlosti rotace rovníku a pólů Slunce dějí výrazné změny v tvaru magnetického pole Slunce. A to se podepisuje na tvaru koróny. Zatímco v minimu má koróna tvar protáhlých paprsků v rovníkových oblastech (oproti pólům, kde jsou paprsky mnohem kratší, ale četnější), v maximu je „střapatá“ téměř bez ohledu na její polohu vůči rovníku či pólům Slunce. S nadsázkou by se dalo říci, že koróna v maximu sluneční aktivity má stejný tvar jako paprsky sluníčka kresleného dětmi ve školkách. Jak ale ovlivňují tvar koróny náhlé erupce? A co jiné jevy? Jak bude vypadat vnitřní koróna v začínajícím novém 24. cyklu sluneční aktivity? Právě tyto a další otázky nám umožňují zodpovědět krátká okénka zvaná zatmění Slunce, kdy je na pár minut Slunce zakryto přírodně a tak, jak skutečně potřebujeme.

Ovšem ani tady problémy nekončí. Když už se konečně dostanete na kýžené místo, budete mít jasné počasí a nastane zatmění Slunce, na fotografiích i na videu se budete muset potýkat s další velkou překážkou. Sluneční koróna se nedá nafotit ani natočit v celé své velikosti a kráse tak, jak ji uvidíte očima. Vnitřní části koróny jsou oproti těm nejvnějšnějším asi miliónkrát jasnější. Nejlepší digitální fotoaparáty však zvládají sotva o tři řády menší dynamický rozsah jasů. Ve výsledku se stane to, že budete-li chtít zachytit celou korónu, její vnitřní část (nejblíže u měsíčního kotouče) bude silně saturovaná. Jak tento problém vyřešit, aby byla fotografie podobná tomu, co skutečně na obloze vidíte, dneska velmi intenzivně řeší mnoho vědců. Jedny z nejlepších (možná nejlepších vůbec) fotografií na světě vytváří pomocí důmyslného sledu matematických operací ve výpočetní technice český profesor Miloslav Druckmüller se svou dcerou Hanou, kteří působí na VUT v Brně. Teprve jejich rozsáhlé vlastnoručně napsané počítačové programy dokázaly ze sérií snímků různých expozic daného zatmění odhalit zcela nové a unikátní souvislosti v jevech ve sluneční koróně. Ve zkratce tedy: I když je zatmění Slunce esteticky mimořádně krásný úkaz, i jeho pozorování mají stále nesporný vědecký přínos.

Video Následující video je pasáž z filmu „Tajemná zatmění“, který můžete shlédnout na pardubické hvězdárně (v případě zataženého počasí jako náhradní program pro veřejnost v otevíracích dobách hvězdárny; případně na objednávku). Film byl vytvořen speciálně k Mezinárodnímu roku astronomie v Pardubicích a pojednává o historii slunečních a měsíčních zatmění, jejich skutečném vzniku i vědeckém přínosu. Pasáž z filmu je právě o vzniku a výjimečnosti slunečního zatmění a můžete v ní mimo jiné spatřit i unikátní fotografie Miloslava Druckmüllera.





Výjimečnost letošního zatmění Slunce Jak sám název napovídá, letošní zatmění je skutečně výjimečné. Měsíc obíhá po eliptické dráze, stejně jako Země kolem Slunce. Země je navíc koule a je tedy na povrchu zakřivená. Aby nastalo co nejdelší zatmění, musí být splněny tři podmínky – Země musí být v odsluní (nejdál od Slunce, aby bylo Slunce úhlově nejmenší), Měsíc musí být v přízemí (nejblíže k Zemi, aby jeho úhlový průměr byl naopak co největší) a stín Měsíce musí dopadat na Zemi do míst, kde je Slunce zrovna nad hlavou (a sune se tak po Zemi nejpomaleji, neboť není ovlivněno zakřivením zemského povrchu). Když jsou tyto podmínky splněny, může vzdáleností Měsíce a Slunce (a rychlostí Země a Měsíce) zatmění trvat až 7 a půl minuty. Letošní zatmění tyto podmínky téměř dokonale splňuje. Nastává necelých 18 dní po průchodu Země odsluním a Měsíc je velmi blízko přízemí. Stín Měsíce dopadá do rovníkových oblastí. Díky tomu dosáhne maximální délky 6 minut a 39 sekund, a to v Pacifiku východně od japonských ostrovů. V oblastech, kam se vydá nejvíce expedic, tedy ve východní Číně (asi 65 km jižně od Šanghaje), bude délka zatmění dosahovat necelých 6 minut. Další takové zatmění nastane až za 18 let v Egyptě (viz níže).

Zajímavosti

  • Zatmění Slunce i Měsíce se opakují ve stejném sledu a podobných velikostech vždy po 18 letech 10 dnech (nebo 11 dnech) 7 hodinách a 42 minutách. Za tu dobu se totiž uzly měsíční dráhy, polohy Slunce, Měsíce i Země dostanou do téměř stejných pozic. Tato perioda se nazývá SAROS a sčítá 29 měsíčních a 41 slunečních zatmění. Periodu objevili již Chaldejci 500 let před Kristem. Každé další zatmění dané série se uskuteční z důvodu 8-hodinového zpoždění o přibližně 120° v zeměpisné délce na západ.
  • Série SAROS, do níž patří toto zatmění, má číslo 136 a je 37. z celkem 71 zatmění této série.
  • Poslední zatmění této série nastalo 11. července 1991 (viz úvodní snímek) a pás totality procházel přes Kalifornii, Mexiko, Guatemala a další státy okolo panamského průplavu až do Brazílie. Maximální délky dosáhlo na území Mexika, a to 6 minut a 58 sekund. Toto zatmění můžete shlédnout v mezinárodně uznávaném filmovém eposu režiséra Rona Frickeho
    Barakaz roku 1992. Režisér využil k natáčení 70mm kameru na klasický film, čímž se mu podařilo natočit nejlepší videozáběr slunečního zatmění, jaký snad kdy existuje. Dnešní digitální kamery zdaleka nemají takový dynamický rozsah natáčeného jasu, a proto jsou i nejlepší záběry na zatmění Slunce, které se snaží zachytit celou sluneční korónu, saturované kolem tmavého měsíčního kotouče.
  • 12. srpna 2026 nastane úplné zatmění Slunce v Evropě, konkrétně ve Španělsku. Půjde o zatmění série SAROS číslo 126, jejíž poslední zatmění nastalo v minulém roce v Rusku a u nás bylo pozorovatelné jako částečné o velikosti kolem 25 %. Série SAROS číslo 136, do níž patří letošní zatmění, přinese za zmíněných 18 let 11 dní a 8 hodin podívanou o hodně blíže k Evropě. V pondělí 2. srpna 2027 totiž nastane druhé nejdelší zatmění v tomto století, které maximální délky 6 minut a 23 sekund dosáhne v Egyptě. V České republice bude zatmění částečné o velikosti 54 %.
  • V České republice nastane úplné zatmění Slunce až 7. října roku 2135. Půjde o poměrně dlouhé zatmění (kolem 3 minut v Opavě), které přejde přes severní polovinu našeho území. Toto zatmění bude patřit do stejné série SAROS jako to letošní! Spolu s letošním i tímto zatměním to však bude 7 slunečních zatmění, 7 sérií SAROS, tedy 126 let. Průměrný člověk, byl-li by to vášnivý a bohatý cestovatel, by tedy mohl spatřit 4 zatmění jedné série SAROS, nejstarší lidé na světě možná 6 zatmění. Celá jedna série SAROS není věčná (začíná částečnými zatměními, vrcholí úplnými nejdelšími zatměními a končí opět částečnými). Tato série sčítá 71 zatmění a trvá tedy něco přes 1280 let.
  • Letošní zatmění má v sobě i jistou symboliku pro ty, co se jej vydají pozorovat do Číny. Právě z čínských kronik pochází historicky první zmínka o slunečním zatmění vůbec. Zmínka se ovšem netýká samotného zatmění, nýbrž popravy dvou císařských astrologů Chi a Ho, kteří měli za úkol udržovat z měsíčních fází kalendář. Měli také za úkol v případě ohrožení Slunce, které měla požírat obrovská obluda, začít bubnovat a střílet šípy, aby příšeru zahnali. Hvězdáři se ale opili a když 22. října roku 2137 před Kristem nastalo zatmění Slunce (tedy Slunce požrala obluda – tehdy nebyla známa skutečná příčina úkazu), nesplnili svou povinnost a za ní byli setětím hlavy popraveni.
  • Přes 7 minut dlouhé zatmění Slunce nastane až 25. června 2150. Do roku 5000 nastane nejdelší zatmění Slunce vůbec až 16. července 2186. Nejdéle potrvá 7 minut a 29 sekund.

Webcasty Samozřejmě spatřit úplné zatmění Slunce je nepřekonatelný zážitek, nicméně ne každý si může dovolit do takových dálek vyrazit. Naštěstí v dnešní době digitálních videokamer a internetu lze aspoň částečně celou tu atmosféru prožít v pohodlí domova díky online videopřenosům. Zatmění nastane v době, kdy u nás v České republice bude ještě noc. Ve východní Číně kolem 3:35 našeho letního času. Takže ke sledování některého z online přenosů si budete muset přivstat. Samozřejmě je šance, že krátká zmínka o úkazu bude i ve večerních zprávách. Seznam webcastů:

Další informace a odkazy: