پاسخ به سوالات رایج درباره خورشید گرفتگی از زبان یک ستاره شناس

تنها یک هفته تا پدیده تاریخی خورشید گرفتگی کلی در سی‌ام مرداد ۹۶ فاصله داریم. در همین حال یک ستاره‌شناس به سوالات رایج درباره خورشید گرفتگی پاسخ می‌دهد.

خورشید گرفتگی کلی در روز دوشنبه ۲۱ آگوست ۲۰۱۷ (مصادف با ۳۰ مرداد ۹۶) از سراسر قاره آمریکا قابل مشاهده خواهد بود. شانون اشمول (Abrams Planetarium) به عنوان یکی از ستاره‌شناسان دانشگاه ایالتی میشیگان (Michigan State University) به ۵ سوال رایج درباره پدیده خورشید گرفتگی پاسخ خواهد داد.

نحوه تعیین زمان و مکان پدیده خورشید گرفتگی چگونه است؟

یکی از سوالات رایج درباره خورشید گرفتگی این است که دانشمندان چگونه و با استفاده از چه اطلاعاتی می‌توانند زمان دقیق و محل وقوع این رویدادها را پیش‌بینی کنند؟ خورشید گرفتگی در زمانی رخ می‌دهد که امکان مشاهده خورشید از زمین توسط کره ماه مسدود شود. زمانی که ماه بین زمین و خورشید قرار می‌گیرد، این قمر سایه‌ای از خود را بر روی زمین می‌اندازد. این چیزی است که در زمین به عنوان پدیده خورشید گرفتگی تجربه می‌کنیم. علت وقوع پدیده مذکور یکی از سوالات رایج درباره خورشید گرفتگی است که آن را می‌توان به همین سادگی تشریح کرد.

ستاره‌شناسان در طول قرن‌های اخیر حرکات دقیق زمین، خورشید، ماه و سایر اجرام آسمانی را زیر نظر دارند و همچنین شکل مدار، فرآیندها و پارامترهای مرتبط با آنان نیز به طور دقیق محاسبه می‌شود. به کمک این داده‌ها درباره ماه، خورشید و زمین است که دانشمندان می‌توانند همواره حرکت آنان را به کمک مدل‌های کامپیوتری شبیه‌سازی کرده و از وضعیت دقیق آنان نسبت به یکدیگر اطلاع حاصل کنند. با استفاده از این معادلات، ما می‌توانیم با تشکیل جدولی از داده‌ها، رویداد‌های آینده زمین را پیش‌بینی کنیم. همچنین داده‌های موجود به ما کمک می‌کنند از محل دقیق و میزان به طول انجامیدن این پدیده‌ها مطلع شویم. به عنوان مثال، دانشمندان از همین حالا خود را برای خورشید گرفتگی‌های سال ۲۰۲۳ و ۲۰۲۴ آماده می‌کنند!

خورشید گرفتگی اغلب هر چندوقت یک بار رخ می‌دهد؟

یکی از سوالات رایج درباره خورشید گرفتگی این است که ما ساکنین زمین، هر چندوقت یک بار می‌توانیم انتظار تماشای این رویداد نجومی را داشته باشیم؟ پدیده خورشید گرفتگی به طور متوسط در هر سال ۲ مرتبه اتفاق می‌افتد. کره ماه تقریبا هر ۲۹ روز یک بار بین زمین و خورشید گردش می‌کند که تکرار این فرآیند را در زمین با عنوان «ماه جدید» می‌شناسیم. این درست همان زمانی‌ست که ماه را در تاریکی شب نمی‌توان در آسمان دید. اگرچه باید توجه داشت که مدار کره ماه و مسیر حرکت خورشید در آسمان کاملا یکسان نیست. بنابراین در بسیاری از ماه‌‌های سال، کره ماه در پایین و یا در بالای خورشید ظاهر می‌شود.

با این تفاسیر، خورشید گرفتگی زمانی رخ می‌دهد که خورشید و ماه در یک راستا با زمین قرار بگیرند و دانشمندان دوره زمانی مربوط به این پدیده را «فصلِ گرفتگی» (Eclipse Season) نامیده‌اند. این دوره زمانی ۳۴ روزه برای یک گردش کامل ماه به دور زمین کافی است. در هر یک از فصل‌های نام‌برده، حداقل ۲ گرفتگی اتفاق می‌افتد که از زمین می‌توان آنان را دید. در زمانی که ماه کامل باشد، ماه گرفتگی رخ می‌دهد و کره ماه به رنگ‌های تیره و یا قرمز درمی‌آید. اگر یک ماه جدید به تازگی آغاز شده باشد، از روی زمین می‌توان شاهد پدیده خورشید گرفتگی بود.

آیا خورشید گرفتگی یک رویداد آموزنده است؟ یا اینکه تنها با یک پدیده عجیب و غریب در طبیعت سر و کار داریم؟

ما قطعا می‌توانیم چیزهای زیادی را از خورشید گرفتگی‌ها یاد بگیریم. به عنوان مثال مطالعه بر روی قسمت تاج خورشیدی (Corona) به علت کم‌نور بودن نسبت به سایر نقاط خورشید، دشواری‌های بسیاری دارد.

زمانی که کره ماه نور خورشید را از دیدگاه ما مسدود می‌کند، تاج خورشیدی یا کورونا به شکل کاملا واضحی همچون یک هاله نور در اطراف دیسک ماه قابل مشاهده می‌شود. امروزه ستاره‌شناسان برای مطالعه تاج خورشیدی از تکنیک تولید مصنوعی خورشید گرفتگی استفاده می‌کنند. استفاده از این روش برای مطالعه تاج خورشیدی بسیار عالی است، اما تصاویر کاملا دقیقی را نمی‌توان به کمک آن تهیه کرد. وقوع پدیده خورشید گرفتگی به دانشمندان این فرصت را می‌دهد که تاج خورشیدی را با دقت بسیار بیشتری مورد بررسی قرار دهند.

علاوه بر این، ما می‌توانیم به یافته‌های تازه ای در مورد زمین دست پیدا کنیم. در نواحی که خورشید گرفتگی بر آنان سایه می‌اندازد، دما به سطح پایین‌تری می‌رسد. یک تیم تحقیقاتی از ناسا قصد دارند در طول خورشید گرفتگی ماه جاری، تاثیرات آن بر اتمسفر زمین را مورد بررسی قرار دهد. مطالعات قبلی دانشمندان بر روی خورشید گرفتگی سال ۲۰۰۱ نشان داد که برخی حیوانات با تاریک شدن زمین، تصور می‌کنند که شب فرا رسیده و به خواب می‌روند. این در حالی‌ست که برخی دیگر از آنان به شدت رفتاری خشن را از خود نشان می‌دادند!

گذشته از این‌ها، خورشید گرفتگی به ما کمک می‌کند تا به واقعیات جهان اطراف خود بنگریم. به عنوان مثال، خورشید گرفتگی که ۱۰۰ سال قبل رخ داد، آلبرت انیشتین را به سمتی سوق داد که نظریه‌ای انقلابی را مطرح سازد و نام خود را برای همیشه در تاریخ ثبت کند. او در نظریه نسبیت عمومی خود پیش‌بینی کرده بود که نیروی گرانش می‌تواند مسیر حرکت نور را را نیز دچار خمیدگی کند.

آرتور استنلی ادینگتون (Arthur Stanley Eddington) نوشتارها و سخنرانی‌های بسیاری دارد که نظریه نسبیت عام انیشتن را با مقاله‌ها و گفتارهای علمی خود به جامعه معرفی می‌کند و درباره روشن‌سازی آن‌ها توضیح می‌دهد. نوشته‌ها و مقاله‌های او بود که ما را به درک صحیح‌تری از فیزیک مدرن، سیاهچاله ها و ستاره‌ها رساند.

او در زمان وقوع خورشید گرفتگی تاریخی ۱۹۱۹، تصاویری را از این ستاره‌های پر نور خوشه ستاره‌ای حوریان دریایی به ثبت رساند. نتایج این آزمایش به شکل اعجاب‌آوری با نسبیت عام مطابقت داشت! نور این ستاره‌ها ضمن نزدیک شدن به خورشید در چنین شرایطی دچار خمیدگی میشد، در نتیجه این ستاره‌ها در نمای دیگری از موقعیت واقعی خود به نمایش در می‌آمدند؛ درست همانطور که انیشتین پیش‌بینی می‌کرد!

کره کوچک ماه چگونه می‌تواند خورشید را به کلی بپوشاند؟

یکی دیگر از سوالات رایج درباره خورشید گرفتگی این است که کره ماه در این اندازه بسیار کوچک در مقایسه با خورشید، چگونه می‌تواند پدیده خورشید گرفتگی کلی را از دیدگاه ما به ارمغان آورد؟ قطر خورشید ۴۰۰ برابر قطر ماه و فاصله آن از زمین نیز ۴۰۰ برابر فاصله ماه از زمین است. همین امر باعث می‌شود که هم ماه و هم خورشید از دیدگاه ناظران زمینی به یک اندازه مشاهده شوند. بدین ترتیب در هنگام وقوع پدیده خورشید گرفتگی، ماه می‌تواند به طور کامل قرص خورشید را بپوشاند. این در حالی است که سیارات بزرگ‌تری نظیر عطارد و زهره نیز از جلوی خورشید عبور می‌کنند، اما به علت فواصل بسیار دور نسبت به زمین، آنان را همچون نقطه‌هایی بسیار ریز در مقابل خورشید مشاهده می‌کنیم.

مشاهده خورشید گرفتگی از دیدگاه یک ناظر در کره ماه چگونه است؟

اگر شما بر روی کره ماه ایستاده باشید و در همین هنگام خورشید گرفتگی اتفاق بیوفتد، می‌توانید اثرات تاریکی حاصل از این رویداد نجومی را بر روی زمین مشاهده کنید. در طول این پدیده، شما قادر هستید واقعیت مربوط به این پدیده جذاب را به صورت یک سایه دایره‌ای شکل بر روی زمین مشاهده کنید.

این خورشیدگرفتگی، از سواحل کاریلونای جنوبی تا تا اورگان قابل مشاهده است. به علت موقعیت منحصر به فرد ایالات متحده در این رویداد، می‌توان خورشیدگرفتگی امسال را به عنوان بزرگ‌ترین خورشیدگرفتگی کامل آمریکا به شمار آورد.