Czas zaćmień słońca jest określony przez mechanikę nieba i cykle orbitalne. W niektórych miejscach na Ziemi całkowite zaćmienia Słońca występują stosunkowo często, podczas gdy w innych mogą one nie występować przez stulecia, a nawet tysiąclecia. To nie jest przypadek: to konsekwencja ułożenia Ziemi, Księżyca i Słońca w długich okresach czasu.
Nierówny rozkład ciemności
Na przykład w Jerozolimie ostatnie całkowite zaćmienie słońca miało miejsce w 1153 r., a następne spodziewane jest dopiero w 2241 r. – czyli po ponad 1100 latach. Tymczasem w Illinois, Missouri i Kentucky w ciągu zaledwie siedmiu lat doszło do dwóch pełnych faz. Tę rozbieżność można wytłumaczyć złożonymi wzorami orbit, które określają, gdzie na Ziemię pada cień Księżyca. Pytaniem nie jest tylko, jak często występują zaćmienia, ale także gdzie one występują.
Długa historia osadnictwa
Według podręcznika z 1926 roku średni odstęp między całkowitymi zaćmieniami Słońca w dowolnym miejscu na Ziemi szacowano kiedyś na 360 lat. Jednak belgijski astronom Jean Meeus udoskonalił tę liczbę w 1982 roku do 375 lat, korzystając z wczesnych obliczeń komputerowych. Niedawne badania z wykorzystaniem nowoczesnej mocy obliczeniowej potwierdziły ten zakres, a najnowsze szacunki oscylują wokół 373 lat. Te obliczenia to coś więcej niż tylko zainteresowanie akademickie: pomagają przewidzieć przyszłe smugi zaćmień i zrozumieć długoterminowe trendy na niebie.
Mapa cieplna NASA na 5000 lat
Studio obrazowania naukowego NASA stworzyło mapę cieplną obejmującą 5000 lat (2000 p.n.e. do 3000 n.e.), pokazującą ścieżki całkowitych zaćmień Słońca. Mapa pokazuje, że każde miejsce na Ziemi doświadczyło w tym okresie co najmniej jednego całkowitego zaćmienia Słońca, a w większości miejsc odnotowano od jednego do 35 zaćmień. Potwierdza to, że zaćmienia nie są charakterystyczne tylko dla konkretnych regionów: są zjawiskiem globalnym, choć rozłożonym nierównomiernie w czasie.
Efekt szerokości geograficznej i cykle orbitalne
Недавние исследования выделяют «эффект широты», при котором солнечные затмения чаще происходят вблизи Арктического i Антарктического кругов из-за низкого горизонтального положения Солнца в определенные sезоны. Lekko eliptyczna orbita Ziemi również odgrywa rolę: całkowite zaćmienia są częstsze latem na półkuli północnej, ponieważ Ziemia znajduje się w tym czasie najdalej od Słońca (aphelium), przez co Słońce wydaje się mniejsze na niebie.
Jednak ta przewaga zmienia się w cyklu 21 000 lat. Za około 4500 lat aphelium zbiegnie się z równonocą, neutralizując to odchylenie półkuli. Kolejne 5000 lat później półkula południowa przejmie kontrolę. Ten długoterminowy cykl wyjaśnia, dlaczego odstępy między zaćmieniami znacznie się różnią w ludzkiej skali czasu.
Annular eclipses: more common
Pierścieniowe zaćmienia Słońca, kiedy Księżyc jest zbyt daleko, aby całkowicie zasłonić Słońce, zdarzają się częściej – mniej więcej raz na 224–226 lat w dowolnym miejscu. Dzieje się tak dlatego, że oglądane z Ziemi Słońce zazwyczaj wydaje się większe od Księżyca.
Podsumowując, rozkład zaćmień Słońca nie jest przypadkowy, ale zależy od mechaniki orbitalnej i cykli długoterminowych. Podczas gdy niektóre miejsca czekają przez wieki, inne cieszą się regularną, pełną fazą. Zrozumienie tych wzorców wymaga szczegółowych obliczeń i długoterminowej perspektywy wydarzeń na niebie.
