Co to jest obrączkowe zaćmienie Słońca? Można je przegapić, ale zobaczyć może każdy

Zaćmienia Słońca, które możemy obserwować z Ziemi, to wynik wyjątkowo korzystnego położenia orbity Księżyca. Nasz naturalny satelita znajduje się w takiej odległości od Ziemi, że jego rozmiar kątowy, czyli ten, który widzimy gołym okiem na niebie jest podobny do rozmiaru kątowego Słońca. To drugie oczywiście znajduje się prawie 400 razy dalej od Ziemi i jest dużo większe, ale dla nas wydaje się podobnych rozmiarów co Księżyc. Dlatego w pochmurny dzień, zachodzące Słońce przezierające przez chmury może wyglądać bardzo podobnie do zachodzącego Księżyca, ale sfotografowanego o tej samej porze dnia, ale dwa tygodnie później.

Zaćmienia widać także na innych obiektach Układu Słonecznego, na przykład na Marsie, ale wtedy niekoniecznie wyglądają one tak spektakularnie.

Trzy typy zaćmień Słońca i dlaczego nie widać ich wszędzie

Samo zaćmienie Słońca nie zachodzi w każdym momencie, gdy księżyc jest w nowiu, czyli gdy jest po tej samej stronie nieba co Słońce, a widoczna z Ziemi część księżycowej tarczy nie jest oświetlona światłem słonecznym. To tylko jeden z koniecznych warunków. Konieczne jest jeszcze, by Księżyc poruszając się po swojej orbicie wokół Ziemi w momencie nowiu znalazł się blisko płaszczyzny ekliptyki (tej, w której Słońce pozornie obiega Ziemię w ciągu roku). Tylko wtedy mamy szansę, by zaćmienie nastąpiło.

Tak wygląda cień rzutowany przez Księżyc na Ziemię, a dokładnie teren USA, w trakcie całkowitego zaćmienia w 2017 roku. (fot: NASA)

Na dodatek zaćmienie Słońca związane jest ze stożkiem cienia (umbra) i półcienia (penumbra), które rzutuje Księżyc na Ziemię, więc nie widać go tak jak zaćmienia Księżyca w danym momencie na całej półkuli Ziemi, z której widać Księżyc. Zaćmienie Słońca jest z kolei widoczne tylko na niewielkiej części obszaru Ziemi, z której widać akurat Słońce.

Poza tym Księżyc zmienia swoją odległość od Ziemi w trakcie swojego ruchu obiegowego. Także tę minimalną w trakcie danego obiegu i czasem bywa większy niż przeciętnie w momencie maksymalnego zbliżenia, gdyż jest wyjątkowo blisko Ziemi. Wtedy mówimy o superksiężycu. Najczęściej superksiężyc kojarzymy ze zjawiskiem pełni. W rzeczywistości może się zdarzyć tak, że superksiężyc mamy wtedy, gdy jest nów, ale może też być na odwót, superksiężyc był w pełni dwa tygodnie wcześniej, co ma właśnie miejsce teraz w październiku 2023, a w nowiu jest on prawie w najdalszym punkcie orbity.

Dlaczego jest to tak istotne? Bo to od odległości Ziemia-Księżyc zależy jakiego typu zaćmienie zobaczymy.

Tak wygląda zaćmienie słońca, które jest częściowe przez cały czas. Kolejne zdjęcia to kolejne fazy zaćmienia. (fot: NASA)

Zaćmienie może być tylko częściowe (pierwszy typ zaćmienia), gdy tylko fragment Księżyca przesłoni tarczę Słońca. Zaćmienie częściowe występuje również w sytuacji, gdy mamy zaćmienie całkowite (drugi typ zaćmienia), bo pełne przesłonięcie tarczy słonecznej widoczne jest tylko w wąskim pasie, poza tym przed zaćmieniem całkowitym mamy fazę częściową. Zaćmienie całkowite występuje wtedy, gdy oprócz warunku nowiu i bliskości ekliptyki spełniony jest warunek wyjątkowej bliskości Księżyca.

Tak wygląda ustawienie Ziemi i Słońca w trakcie zaćmienia całkowitego. Stożek cienia (umbra) dotyka powierzchni Ziemi. (fot: NASA SVS)

A tak wygląda ustawienie Ziemi i Słońca w przypadku zaćmienia obrączkowego. Stożek cienia (umbra) kończy się nad powierzchnią Ziemi. (fot: NASA SVS)

A może zdarzyć się też tak, że Księżyc zdoła w całości nasunąć się na słoneczną tarczę, ale będzie dużo dalej niż w przypadku zaćmienia całkowitego. Nie będzie takim wspomnianym supeksiężycem, a jego przeciwieństwem, i nie zdoła przesłonić tarczy Słońca w całości. Jego rozmiar kątowy będzie wtedy nieco mniejszy od rozmiaru kątowego Słońca i powstanie wspomniany pierścień ognia. To obrączkowe zaćmienie Słońca (trzeci typ zaćmienia).

Obrączkowe zaćmienie Słońca ma miejsce, gdy na tle tarczy słonecznej widoczna jest ciemna tarcza Księżyca otoczona przez wąską obrączkę utworzoną przez nieprzesłonięte regiony Słońca. Obrączkowe zaćmienie może trwać znacznie dłużej niż całkowite zaćmienie Słońca.

Zwykle gdy mamy zaćmienie całkowite, to poza regionami całkowitości jest już tylko zaćmienie częściowe. Podobnie gdy mamy zaćmienie obrączkowe, to poza rejonem obrączkowości, jest zaćmienie częściowe. Zdarza się jednak czasem, ostatnio wiosną 2023 na południowej półkuli Ziemi, że mamy jednocześnie zaćmienie całkowite, a w pewnych regionach przechodzi ono w obrączkowe. To tak zwane zaćmienie hybrydowe, łączące wszystkie typy zaćmień.

Obrączkowe zaćmienie Słońca 14 października. Dlaczego w USA mają takie szczęście?

Najbliższe obrączkowe zaćmienie Słońca, 14 października 2023, rozpocznie się fazą częściowego zaćmienia około godziny 17 naszego czasu, czyli jeszcze na kilkadziesiąt minut przed zachodem Słońca, ale nie zobaczymy go z Polski. Podobnie jak zaćmienia obrączkowego, którego maksymalna faza nastąpi około godziny 20 naszego czasu. Zaćmienie widoczne będzie za to z regionu Ameryk, a dokładnie południowych stanów USA, państw Ameryki Środkowej, w tym Panamy, a także północnej części Ameryki Południowej, w tym Kolumbii i Brazylii.

Oprócz pasa obrączkowego zaćmienia Słońca (kolor czerwony), który byłby pasem zaćmienia całkowitego, gdyby Księżyc był nieco dalej od Ziemi, jest też pas zaćmienia częściowego (ograniczony niebieskimi liniami), ale to już znacznie mniej atrakcyjne zjawisko, choć wciąż interesujące. Dane dla zaćmienia 14 października 2023.

Obrączkowe zaćmienie Słońca przedstawiane jest w mediach, szczególnie w USA, jako ogromne wydarzenie i ma to dla tamtejszej społeczności pewien sens, bo już w przyszłym roku, również przez USA będzie przebiegał pas zaćmienia całkowitego. Mieszkańcy USA mają więc tak zwaną próbę generalną. Na poniższej wizualizacji widać, jak to zacmienie będzie wyglądało dla obserwujących je przez okulary.

Obejrzyj w

W tym momencie można zadać sobie pytanie, dlaczego w USA ludzie mają takie szczęście, że zaćmienia obrączkowe i całkowite są tam tak często widoczne? Bo od momentu, kiedy wystąpiło ostatnie zaćmienie całkowite w Polsce, i to widoczne tylko w północno-wschodnich jego regionach, w 1954 roku, w USA były widoczne już trzy zaćmienia całkowite, nie wspominając o obrączkowych.

Można wytłumaczyć sobie to tak - USA to po prostu duży kraj i szansa widoczności zaćmienia jest znacznie większa niż w Polsce. Gdyby policzyć zaćmienia widoczne z terenu Europy, podobnej rozmiarem do USA, na przestrzeni kilkuset lat, okazałoby się, że uprzywilejowania tutaj nie ma. Bo gdzieś zawsze w danym momencie jest zaćmienie obrączkowe, tylko, że to gdzieś nie musi być miejscem na Ziemi. Ale... dlaczego akurat mieszkańcy okolic San Antonio w Texasie zobaczą w tym roku zacmienie obrączkowe, a za pół roku całkowite.

Dlaczego można przegapić obrączkowe zaćmienie Słońca?

Zaćmienie obrączkowe jest zjawiskiem, które nawet osoba w regionie skąd je widać nie zawsze od razu zauważy. To nie to samo co nagły zmrok, który następuje w trakcie zaćmienia całkowitego. Wciąż część Słońca w trakcie obrączkowego zaćmienia jest nieprzesłonięta. A ze względu na ogromną jasność tarczy słonecznej, nawet oświetlonej w minimalnym stopniu, obrączkowe zaćmienie należy obserwować przez okulary ochronne, gdyż Słońce wciąż jest bardzo jasne i bezpośrednie spoglądanie może uszkodzić oczy.

Obrączkowemu zaćmieniu Słońca towarzyszą oczywiście specyficzne efekty, w tym zmiana zachowania zwierząt, temperatury otoczenia czy postrzeganej jasności nieba, ale nie zawsze zdołamy je dostrzec.

Na przykład 14 października 2023 tarcza słoneczna będzie przesłonięta maksymalnie w 91%. To oznacza, że jasność Słońca będzie wynosiła około -23,5 magnitudo. Da to jasność jasność wciąż podobną jak w lekko zachmurzony dzień, nie mówiąc już o jesiennej aurze, gdy warstwa chmur kompletnie przeszkadza w obserwacjach i za dnia potrafi być mrocznie.

Zaćmienie obrączkowe w maju 2013 roku. Widać dobrze, jak wciąż jasne jest Słońce, choć już prawie w całości przesłonięte. (fot: ESO/Mark Pulley)

Dlatego jeśli nie jesteśmy bezpośrednio zainteresowani zjawiskiem zaćmienia, to ewentualny niewielki spadek jasności nieba, nawet gdy to Słońce widać, możemy po prostu zbagatelizować. Dopiero spoglądając na Słońce przez okulary zobaczylibyśmy, że jest ono przesłonięte, choć nie w całości, przez Księżyc, który w całości nasunął się na tarczę słoneczną.

Jest jednak też możliwość, że zaćmienie obrączkowe będzie wiązało się z dużo większym, niż tak jak 14 października 2023, przesłonięciem tarczy Słońca, choć wciąż nie wynoszącym 100%. Mimo to, dopiero gdy Słońce będzie przesłonięte w ponad 99% zaczniemy zauważać zmiany w otoczeniu, bo dopiero wtedy spadek jasności Słońca staje się istotny.

Zaćmienie obrączkowe widoczne z orbity Ziemi przed japońsko-amerykańskiego satelitę Hinode do obserwacji rentgenowskich. (fot: NASA/JAXA)

Zaćmienie 14 października 2023 obejrzeć można on-line, a za 3 lata…

W sobotni wieczór 14 października 2023 zaćmienie obrączkowe będzie w zasięgu około 33 milionów ludzi (nie licząc turystów, którzy licznie zjadą się w miejsca, skąd zaćmienie będzie widoczne w swojej największej fazie).

To jednak nie wszyscy, którzy będą mogli choćby wirtualnie podziwiać przebieg zaćmienia. Transmisję z tego zjawiska przygotowała bowiem NASA jako transmisję na kanale YouTube.

Obejrzyj w

Możliwość bezpośredniego podziwiania zaćmienia Słońca jest jednak bezcenna. Dlatego warto szykować się już na najbliższe całkowite zaćmienie widoczne z Europy, a dokładnie z terenu północnej Hiszpanii (w Polsce będzie to silne zaćmienie częściowe, tarcza słoneczna będzie przesłonięta w około 85%).

Nastąpi ono już 12 sierpnia 2026 roku. To będzie niezwykły moment, bo zbiegnie się z maksimum Perseid, a na dodatek w Polsce będzie widoczne tuż przed zachodem, więc efekt przesłonięcia tarczy słonecznej będzie silniej oddziaływał na zmysł wzroku niż przy takim samym stopniu zaćmienia, ale w ciągu dnia.

Źródło: inf. własna, timeanddate.com, NASA, fot wejściowe: ESO/smrgeog