| |
Zonsverduisteringen
De term "zonsverduistering" is ongelukkig gekozen omdat er eigenlijk
niets verduisterd wordt: beter zou zijn "zonsbedekking" of
"maanovergang". De traditie heeft echter ook haar rechten, en die
zullen we hier respecteren.
Een zonsverduistering treedt op wanneer de schaduwkegel van de maan de
aarde raakt. Het gebied waar de kernschaduwkegel (groen) van de maan de aarde
raakt is typisch een paar honderd kilometer in doormeter, en daar ziet
men de zonsverduistering totaal. Rond de kernschaduwvlek is er een veel
groter deel van de aarde dat zich in de bijschaduwkegel (rood) van de maan
bevindt: daar ziet men de zonsverduistering gedeeltelijk.
De schaduwkegel van de maan zwiept door de ruimte met dezelfde snelheid
als de maan in haar baan om de aarde, namelijk 3700 km/h. De aarde draait
terzelfdertijd om haar as in dezelfde zin met een snelheid van 1700 km/h
(aan de evenaar), waardoor de schaduw van de maan zich over het
aardoppervlak beweegt met een relatieve snelheid van om en bij de 2000
km/h. De tocht van de schaduwkegel van de maan over het aardoppervlak
kan verscheidene uren duren.
copyright © 1999 EUMETSAT
Types zonsverduisteringen
Het hierboven uiteengezette algemene principe van een zonsverduistering
behoeft verdere precisering. Dit leidt tot het indelen van
zonsverduisteringen in vier types.
-
Totale zonsverduistering: Als de kernschaduwkegel van de maan de
aarde raakt, spreken we van een totale zonsverduistering. Waar de
kernschaduwkegel van de maan de aarde raakt, wordt een totale
zonsverduistering als totaal gezien; waar de bijschaduwkegel van de maan
de aarde raakt, wordt een totale zonsverduistering als gedeeltelijk
gezien. De duur van de totaliteit hangt af van de afstand van de maan:
als de maan in de buurt van haar perigeum staat, kan die oplopen tot 7
minuten. Tijdens die totaliteit kan men verschijnselen zien die anders
overstraald worden door het felle zonnelicht, zoals protuberansen
(zonne-uitbarstingen) en de corona (de zonne-atmosfeer).
-
Gedeeltelijke zonsverduistering: Als de kernschaduwkegel van de
maan de aarde nergens raakt, maar de bijschaduwkegel van de maan wel,
spreken we van een gedeeltelijke zonsverduistering. Een gedeeltelijke
zonsverduistering wordt dus nergens als totaal gezien!
-
Ringvormige zonsverduistering: Aangezien de kernschaduwkegel van
de maan slecht 375 000 km lang is (vergelijk met de gemiddelde
afstand aarde-maan van 384 000 km), zal de kernschaduwkegel van de
maan de aarde niet kunnen raken als de maan niet voldoende dicht bij
haar perigeum staat. In het
verlengde van de kernschaduwkegel ziet men
dan de rand van de zonneschijf nog uitsteken rond de (te kleine)
maanschijf. Men spreekt dan van een ringvormige zonsverduistering. Waar
de bijschaduwkegel van de maan de aarde raakt, wordt een ringvorminge
zonsverduistering als gedeeltelijk gezien.
-
Ringvormig-totale zonsverduistering: De afstand tussen de maan en
de plek waar (het verlengde van) de kernschaduwkegel van de maan de
aarde raakt, is gedurende de verduistering niet helemaal constant ten
gevolge van de bolvorm van het aardoppervlak. Er is daarom een
grensgeval mogelijk tussen een totale zonsverduistering en een
ringvormige zonsverduistering waarbij de eclips gedurende een deel van
haar duur totaal is en gedurende het andere deel ringvormig. Men spreekt
dan van een ringvormig-totale zonsverduistering. Voor dergelijke
eclipsen is het moeilijk zeer precies te bepalen waar zij overgaan van
ringvormig naar totaal of omgekeerd, omdat hiervoor rekening moet worden
gehouden met de preciese vorm van de aarde (die afwijkt van de bolvorm!)
en van het reliëf.
Frequentie van zons- en maansverduisteringen
Om een totale of ringvormige zonsverduistering te kunnen hebben,
moeten zon, maan en aarde in die volgorde precies op één lijn staan.
Bekeken vanuit een geocentrisch standpunt is dit het geval als het
nieuwe maan is én de maan in één van haar knopen staat, of,
equivalent, als het nieuwe maan is én de zon in één van de
knopen van de maanbaan staat.
Gelukkig voor wie graag zonsverduisteringen ziet, is de aarde niet
puntvormig. Daardoor kunnen bij nieuwe maan ergens op aarde zon, maan en
waarnemer precies oplijnen als de zon in de buurt van een knoop staat.
Als we gedeeltelijke zonsverduistering ook meerekenen, wordt de marge
zelfs nog iets groter. Het tijdsinterval waarbinnen de zon dicht genoeg
bij een knoop staat om bij nieuwe maan ergens op aarde een
zonsverduistering te hebben, noemt men een eclipsseizoen. Een
eclipsseizoen duurt ongeveer 37 dagen. In het midden ervan gaat de zon
door een knoop van de maanbaan.
Onderstaande figuur toont alle zons- en maansverduisteringen in de periode
1998-2019 op een schematische wijze die meteen de eclipsseizoenen
zichtbaar maakt. Klik op het eclips-symbools voor meer informatie
over de overeenkomstige verduistering.
De meeste jaren tellen twee volledige eclipsseizoenen. Omdat één
eclipsseizoen langer duurt dan één lunatie, valt er in elk eclipsseizoen
minstens één nieuwe maan, en dus zijn er elk jaar minstens twee
zonsverduisteringen. Er kunnen echter ook twee nieuwe manen in een
eclipsseizoenen vallen, waardoor ook er in een jaar ook vier
zonsverduisteringen kunnen plaatsvinden.
Wat de figuur ook mooi illustreert, is het teruglopen van de
eclipsseizoenen met ongeveer 19 dagen per jaar ten gevolge van de
teruglopende beweging van de knopenlijn van de maanbaan met ongeveer
19° per jaar. Wanneer, zoals in 1935, het eerste eclipsseizoen
aanvangt rond het begin van het jaar, zal het einde van het jaar nog het
begin van een derde eclipsseizoen bevatten. Hierin kan nog een vijfde
zonsverduistering optreden.
We concluderen dus dat er jaarlijks 2 tot 5 zonsverduisteringen
plaatsvinden. Hoe groter het aantal eclipsen, hoe waarschijnlijker dat
het om partiële gaat. In een eclipsseizoen met twee zonsverduisteringen,
moeten deze immers respectievelijk vroeg en laat in dat eclipsseizoen
plaatsvinden, wanneer de zon al redelijk verder van de maanknoop
verwijderd is. Tenslotte merken we nog op dat jaren met 5
zonsverduisteringen erg zeldzaam zijn. Het laatste dergelijke jaar was
1935; de eerstvolgende zijn 2206, 2709, 2774, 2839 en 2904.
|
Saros-reeksen
|
|
|
Zoals hierboven reeds opgemerkt, is een eclipsjaar (gemeten t.o.v.
de knopenlijn van de maanbaan) ongeveer 19 dagen
korter dan een siderisch jaar, ten gevolge van het teruglopen van de
knopenlijn van de maanbaan. De duur van een eclipsjaar bedraagt
ongeveer 346.62 dagen.
We merken nu de volgende merkwaardigheden op:
223 synodische maanden = 6585.32 dagen
242 draconitische maanden = 6585.36 dagen
19 eclipsjaren = 6585.78 dagen
239 anomalistische maanden = 6585.54 dagen
De periode van 6585.33 dagen, dit wil zeggen 18 jaar en
11.33 dagen of 10.33 dagen (afhankelijk van of er
vier dan wel vijf schrikkeljaren in die periode vallen) noemt men
een sarosperiode. Dit begrip was reeds bekend in de Oudheid: het woord
"saros" is afgeleid van het Babylonische woord voor "periode".
Merkwaardig is dat een sarosperiode ongeveer gelijk is aan een geheel
aantal synodische maanden, een geheel aantal draconitische maanden, een
geheel aantal eclipsjaren en een geheel aantal anomalistische maanden;
de preciese waarde van al deze veelvouden doet niet ter zake. Concreet
heeft dit voor gevolg dat de omstandigheden die aanleiding geven tot een
zonsverduistering zich na een sarosperiode vrij exact herhalen, tot
zelfs de afstand aarde-maan toe, belangrijk om te beoordelen of een
niet-gedeeltelijke verduistering totaal of ringvormig is, en, zo ja, hoe
lang de totale of ringvormige fase duurt!
Door de kleine verschillen in de bovenstaande tabel, duurt een
sarosreeks (een rij zonsverduisteringen met telkens een sarosperiode
tussen) niet onbeperkt lang, maar gemiddeld 1350 jaar. Ze telt typisch
75 eclipsen.
Tenslotte merken we nog op dat de fractie van een derde dag
in de sarosperiode voor gevolg heeft dat het zichtbaarheidsgebied van
een zonsverduistering telkens 120° verschuift op het aardoppervlak,
waardoor we na drie sariosperiodes terug een eclips in hetzelfde gebied
van de wereld krijgen. Onderstaande figuur illustreert dit zeer mooi.
Een reeks zonsverduisteringen van saros 136. Merk op hoe
opeenvolgende verduisteringen van dezelfde sarosreeks inderdaad
telkens 120° verder plaatsvinden, en mooi 18 jaar en 10 à 11 dagen
na mekaar plaatsvinden.
|
|
|
|
Maansverduisteringen
Een maansverduistering is geen bedekking of overgang,
maar een échte verduistering: de zichtbaarheid van de maan vermindert
omdat de maan in de schaduw van de aarde terechtkomt. Het betreft dus
een "objectief" verschijnsel dat niet afhankelijk is van de positie
van de waarnemer. Iedereen die de maan ziet op het ogenblik van een
maansverduistering, kan dit fenomeen vaststellen.
Terwijl
zonsverduisteringen plaatsvinden bij nieuwe maan, vinden
maansverduisteringen plaats bij volle maan. Bovendien moet de maan in de
buurt van een knoop staan. Net zoals voor zonsverduisteringen is hier
ook een marge, maar om een andere reden: de doorsnede van de
schaduwkegel van de aarde ter hoogte van de maanbaan is dermate groot,
dat zon, aarde en maan niet precies op één lijn hoeven te staan.
Ook voor maansverduisteringen is er dus sprake van
eclipsseizoenen.
We onderscheiden drie soorten maansverduisteringen: totale
maansverduisteringen, gedeeltelijke maansverduisteringen en
maansverduisteringen in de bijschaduw.
Bij een totale maansverduistering
is de maan toch nog zichtbaar: zonlicht afkomstig van de dagzijde van de aarde
bereikt door
verstrooiing in de atmosfeer van de aarde de maan en wordt gedeeltelijk
teruggekaatst. Een totaal verduisterde maan is koperrood tot donkerbruin
van kleur, afhankelijk van hoeveel stof er in de atmosfeer zit
(bijvoorbeeld ten gevolge van vulkaanuitbarstingen). De hoeveelheid
licht die de maan kan bereiken in de bijschaduw neemt geleidelijk af in
de richting van de kernschaduw. Daarom is de grens tussen het
verduisterde en niet verduisterde deel van een gedeeltelijk verduisterde
maan niet scherp, dit in tegenstelling tot bij een gedeeltelijke
zonsverduistering.
-
Bij een maansverduistering in de bijschaduw
vermindert de intensiteit van het (volle) maanlicht een beetje. In de
praktijk is dat echter nauwelijks merkbaar.
Links: een partieel verduisterde maan, midden: de maan is bijna totaal
verduisterd, rechts: de maan zit diep in de aardschaduw.
Frequentie van maansverduisteringen
Net zoals voor zonsverduisteringen, kunnen er tijdens één jaar 2 tot 5
maansverduisteringen plaatsvinden. Een blik op de
tabel met verduisteringen maakt echter
onmiddellijk duidelijk dat veel maansverduisteringen weinig
zonsverduisteringen impliceert, veel zonsverduisteringen weinig
maansverduisteringen.
Het minimum aantal zons- en maansverduisteringen samen bedraagt 4;
noodzakelijk gaat het dan om 2 zonsverduisteringen en 2
maansverduisteringen. Het maximaal aantal zons- en maansverduisteringen
samen bedraagt 7; het gaat dan om 2 zonsverduisteringen en 5
maansverduisteringen, 5 zonsverduisteringen en 2 maansverduisteringen
(zoals in 1935), 3 zonsverduisteringen en 4 maansverduisteringen of 4
zonsverduisteringen en 3 maansverduisteringen.
Verwante links
|
