ماه‌گرفتگی (خسوف) چگونه رخ می‌دهد؟

5/5 - (1 امتیاز)
شکل ۱. ماه‌گرفتگی می‌تواند در آسمان شب چشمگیر به نظر برسد. منبع: VISIONANDIMAGINATION.COM/GETTY IMAGES

علاقه به ستاره‌شناسی به عصر حجر برمی‌گردد. تمدن‌های باستانی در یونان، چین و بابل مجذوب وقایع آسمانی که در آسمان‌های بالای سرشان رخ می‌داد بودند. سوابقی از انواع گرفت‌ها (خورشید و ماه‌گرفتگی) در نوشته‌های آن‌ها وجود دارد که به ما، به طور اجمالی، اطلاعاتی از چگونگی توصیف و تفسیر فرهنگ‌های پیشین از این اتفاقات نجومی می‌دهد. به عنوان مثال، کتاب یوانشی (Yuanshi) (تاریخ سلسله یوان (History of the Yuan Dynasty))، زمان ماه‌گرفتگی کامل در ۱۹ مه ۱۲۷۷ را بر اساس ساعت‌شماری سنتی چینی شرح می‌دهد (منبع: دایره المعارف بریتانیکا). ستاره‌شناسان چینی از یافته‌های خود برای کمک به پیش‌بینی گرفت‌ها با دقت خیره‌کننده استفاده می‌کردند. علاوه بر این، سوابقی مانند مواردی که جزئیات ماه‌گرفتگی‌ها را نشان می‌دهند، می‌توانند به تعیین دقیق زمان، مکان و چگونگی رویداد‌های مهم تاریخی کمک کنند.

مردمان باستان ۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، اصول مدار ماه، چرایی گذر آن از مراحل مختلف و چرایی وقوع گرفتگی‌ها را درک می‌کردند. آن‌ها اغلب، به ویژه، زمانی که آن‌ها به رویدادهای مهم در گذشته زمین اشاره می‌کردند، زمان وقوع ماه‌گرفتگی یا خورشیدگرفتگی‌ها را ثبت کرده‌اند. آن‌ها معمولاً خورشید گرفتگی و ماه‌گرفتگی‌ها را به عنوان طالع نحس در نظر می‌گرفتند که وقوعشان ترسناک بود.

در برخی موارد، ماه‌گرفتگی‌های کامل بر مسیر تاریخ تأثیر گذاشته‌اند. به عنوان مثال، یک ماه‌گرفتگی که در طول جنگ پلوپونزی (Peloponnesian War) رخ داد (جنگی طولانی در 431 تا 404 پیش از میلاد، بین آتن و متحدانش و اسپارت‌ها که به شکست آتنی‌ها منجر شد-م)، ارتش سیراکوزی (Syracusan army) را قادر ساخت تا آتنی‌ها (Athenians) را شکست دهد. این گرفت، هم به عنوان یک نحسی و هم به عنوان یک رویداد، سربازان و ملوانان آتنی را به شدت ترساند و ناامید کرد، بنابراین آن‌ها عقب‌نشینی مورد نظر خود را از سیراکوز به تعویق انداختند [منبع: دایره المعارف بریتانیکا]. این تأخیر، به ارتش سیراکوزی فرصت داد تا نیرو‌های آتنی را نابود کند.

مردم، ۳۰۰۰ سال است که گرفتگی‌ها را بررسی و مطالعه می‌کنند، بنابراین بهتر است این سنت را ادامه دهیم و امروز ما نیز با این پدیده آشنا شویم.

شکل ۲. ماه‌گرفتگی چگونه عمل می‌کند. منبع:‌ HOWSTUFFWORKS

خب! پس ماه‌گرفتگی یا خسوف چیست؟ این نوع از گرفت‌ها با وجود اینکه می‌توانند جالب و پویا باشند، در واقع بسیار ساده هستند: اساساً، سایه‌ی زمین مانع از آن می‌شود که نور خورشید مستقیماً، تمام یا بخشی از سطح ماه را روشن کند.

هنگام ماه‌گرفتگی، زمین دو سایه مخروطی‌شکل ایجاد می‌کند: آمبرا یا سایه (Umbra)، مخروط تاریک مرکزی است و سایه مخروطی بیرونی و پراکنده‌تر به عنوان پین‌آمبرا یا نیم‌سایه (Penumbra) شناخته می‌شود. نیم سایه، سایه را در بر می‌گیرد. هر دوی این مخروط‌ها از پشتِ سمت رو به نور خورشیدِ سیاره زمین به طرف بیرون ایجاد می‌شوند. در نتیجه، ماه‌گرفتگی تنها در مرحله ماهِ کامل (زمانی که ماه و خورشید در دو طرف زمین یعنی زمین بین آن دو است) رخ می‌دهد. در مقابل، خورشیدگرفتگی فقط در مرحله ماهِ جدید امکان‌پذیر است (زمانی که ماه بین خورشید و زمین “وسط‌بازی” می‌کند).

توجه به این نکته مهم است که ماه‌گرفتگی در همه فازهای ماهِ کامل، به دو دلیل رخ نمی‌دهد: اولی مربوط به تغییرات در صفحات مداری بین خورشید، زمین و ماه است: صورت‌بندی گردش خورشید و زمین، یک صفحه دایره‌البروج (Ecliptic plane) را بین این دو جرم آسمانی تشکیل می‌دهد. با این حال، ماه همتراز با راستای همین صفحه به دور زمین نمی‌چرخد – در عوض، مدار آن حدود ۵ درجه انحراف دارد. هر نقطه‌ای که مدار ماه، این صفحه دایره‌البروج را قطع کند، گره (node) نامیده می‌شود و ماه باید نزدیک یک گره باشد تا خسوف رخ دهد.

شکل ۳. ماه‌گرفتگی چگونه کار می‌کند. منبع: HOW STUFF WORKS

وقوع ماه‌گرفتگی همچنین به این بستگی دارد که آیا ماه در هنگام رسیدن به یک گره، در مرحله ماهِ کامل هست یا خیر. بنابراین دومین عاملی که باید به آن توجه کرد این است که با چرخش ماه به دور زمین، ماه آنقدری که زود به صفحه دایره البروج باز می‌گردد، چرخه کامل خود را از یک ماهِ جدید به ماهِ جدید دیگر، کامل نمی‌کند و این موضوع باعث ایجاد اختلاف بین این دو اتفاق می‌شود. سه نوع ماه قمری، بر فازها یا مراحل ماه تأثیر می‌گذارد، بنابراین بر تشکیل یک ماه‌گرفتگی اثر خواهد گذاشت: ماه دراکونیک یا اژدهایی (Draconic month) ۲۷.۲ روز طول می‌کشد و شامل زمان بین عبور ماه از یک گره و بازگشت دوباره به آنجا است. ماه سینودی یا همگره (Synodic month) ۲۹.۵ روزه، شامل مدت زمانی است که طول می‌کشد تا ماه تمام مراحل خود را از یک ماهِ نو تا ماهِ نو دیگر طی کند. همانطور که زمین در مدار خود حرکت می‌کند، ماه، بیشتر طول می‌کشد تا به نقطه اولیه خود نسبت به خورشید برگردد. ماه ناهنجار (Anomalistic month)، یعنی مدت زمانی که طول می‌کشد تا مدار بیضوی ماه آن را از نزدیکترین موقعیت خود به زمین (حضیض مداری یا perigee) به دورترین نقطه (اوج مداری یا apogee) برساند و دوباره به نقطه قبل برگردد، بر ظاهر و مدت خسوف تأثیر می‌گذارد.

این سه نوع ماه قمری، به ترتیب عمل می‌کنند و منجر به ایجاد چرخه ساروس (Saros cycle) می‌شوند – الگویی که توسط تمدن‌های باستانی کشف شده بود که می‌توانست به تعیین زمان، مکان و چگونگی ظاهر شدن ماه‌گرفتگی کمک کند. هر چرخه ساروس حدود ۶۵۸۵ روز طول می‌کشد.

سه نوع ماه‌گرفتگی وجود دارد. ماه‌گرفتگی نیم‌سایه‌ای (Penumbral lunar eclipse) که به سختی معلوم می‌شود و زمانی رخ می‌دهد که ماه فقط از تاریکی نیم‌سایه، عبور یا گذر می‌کند. ماه‌گرفتگی جزئی (Partial lunar eclipse) زمانی رخ می‌دهد که بخشی از ماه توسط، بخش سایه (umbra) پوشانده شود. و در نهایت، ماه به طور کامل در طول ماه‌گرفتگی کامل (Total lunar eclipse) وارد ناحیه تاریک سایه (umbra) می‌شود.

زمانی را که ماه در سایه می‌گذراند گرفت کامل (Totality) می‌نامند. اگر می‌شنوید که شخصی به مدت گرفت کامل یک ماه‌گرفتگی کامل اشاره می‌کند، او در مورد مرحله میانی بین ابتدا تا انتهای رویداد صحبت می‌کند. گرفت کامل، شامل زمان گرفتگی در دو سوی سایه (umbra)، یعنی زمانی که ماه ازمرحله نیم‌سایه‌ای یا جزئی می‌گذرد نیست (یعنی قبل از ورود به محدوده سایه و بعد از خروج از آن را به عنوان زمان گرفت کامل در نظر نمی‌گیرند و صرفاً زمانی مدنظر است که ماه در منطقه سایه قرار دارد-م). کل مدت گرفت کامل می‌تواند بین ۲۰ تا ۱۰۰ دقیقه باشد.

شکل ۴. تایم لپس (Time Lapse) یک ماه‌گرفتگی کامل در تایلند در 31 ژانویه 2018. کامپوزیت های دیجیتالی مانند این، روش محبوبی برای ثبت پیشرفت پدیده هایی مانند ماه‌گرفتگی هستند. منبع:‌ AUMPHOTOGRAPHY/GETTY IMAGES

هنگامی که زمین سایه‌دار، همراه آسمانی خود، یعنی ماه را در موقعیت گرفتگی قرار می‌دهد، فعل و انفعالات دینامیکی زیادی در جریان است. رنگ و روشنایی ماه در طول خسوف کامل با توجه به شرایط جوی این سیاره متفاوت است.

هیچ یک از پرتوهای نور خورشید نمی‌توانند از کنار قسمت اعظم زمین بگذرند تا در بخش سایه (umbra) بتابند. با این حال، ذرات اتمسفر زمین (مانند خاکستر آتشفشانی، گرد و غبار و بخار آب) نور را شکسته و برای روشن کردن ماه می‌فرستند. نور شکسته و غیرمستقیم، در سمت قرمزتر طیف نور مرئی قرار دارد، به همین دلیل است که ماه گرفته اغلب نوری بین رنگ قهوه‌ای پررنگ و نارنجی روشن از خود ساطع می‌کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی این ترفند نوری، نحوه کار نور را بخوانید.

کار آندره دانژون (André Danjon)، ستاره‌شناس فرانسوی، چیزی را به ما ارائه می‌دهد که به مقیاس دانژون (Danjon Scale) معروف است، و آن راهی است برای طبقه‌بندی درخشندگی ماه در طول خسوف:

L=0: گرفت‌هایی با این سطح از درخشندگی معمولاً بسیار تاریک هستند. شناسایی ماه در برابر آسمان تاریک، با چشم غیرمسلح دشوار خواهد بود. در این بخش انتهایی مقیاس، جو زمین چگال یا متراکم و همراه با ذرات معلق زیادی است.

L=1: این ماه‌گرفتگی‌ها نیز تاریک هستند، اما ماه ممکن است با رنگ‌های قهوه‌ای تیره یا خاکستری تیره ظاهر شود. در این وضعیت شناسایی سیماهای ماه چالش‌برانگیز است.

L=2: ماه به صورت یک سایه قرمز تیره یا زنگ‌زده به نظر می‌رسد. بخش سایه (umbra)، دارای یک سایه مرکزی تیره است، اما لبه‌های سطح ماه ممکن است دارای یک قسمت بیرونی کم‌رنگ باشند که روشن‌تر به نظر می‌رسند.

L=3: این درخشندگی با یک ماه به رنگ قرمز آجری مشخص می‌شود که در اطراف لبه‌های بخش سایه (umbra)، یک روشنایی مشخص و احتمالاً مایل به زرد وجود دارد.

L=4: گرفتگی در این انتهای مقیاس به رنگ مسی-قرمز یا نارنجی روشن ظاهر می‌شود. لبه بخش سایه، بسیار روشن با ته‌رنگ آبی است. این گرفتگی‌ها نتیجه چگالی کمتر جوی هستند.

ماه‌گرفتگی‌ها به ندرت اتفاق می‌افتند. اگر اصلاً اتفاق بیافتند، به طور متوسط، تا سه بار در سال رخ می‌دهند (البته سه بار در یک سال نادر است). حدود یک سوم از این رخداد‌ها هم، ماه‌گرفتگی‌های نیم‌سایه‌ای ضعیف هستند. یک سوم دیگر از این موارد، ماه‌گرفتگی جزئی است و ارزش بررسی دارد. در بقیه زمان‌ها، ماه‌گرفتگی‌های کامل، انبوه تماشاگران و عکاسان نجومی را شگفت‌زده می‌کنند.

شما می‌توانید ماه‌گرفتگی را با چشم غیرمسلح از هر جایی که در آن شب اتفاق افتاده است (در زمان‌های مختلف در طول غروب) مشاهده کنید و تا حدودی هم برای مردم در یک منطقه خاص، یک‌شکل به نظر می‌رسد. مدت زمان خسوف بستگی به نوع ماه‌گرفتگی و اینکه ماه از چه قسمتی از سایه عبور می‌کند دارد. طولانی‌ترین ماه‌گرفتگی ممکن است از ابتدا تا انتها چند ساعت طول بکشد.

آیا آماده‌اید یک صندلی چمنی بیرون بیاورید و عصر را به تماشای حرکت باشکوه ماه‌گرفتگی بعدی بگذرانید؟ ماه‌گرفتگی‌های چشمگیر هر روز (یا هر شب، به طور دقیق‌تر) اتفاق نمی‌افتد، اما با لینک‌هایی مثل اینجا می‌توانید متوجه شوید که ماه‌گرفتگی‌های آینده در منطقه شما چه زمانی قابل مشاهده خواهند بود.

عکاسی از ماه‌گرفتگی یک سرگرمی محبوب است. بسیاری از علاقه‌مندان به مناطق دوردست سفر می‌کنند تا برای کسوف‌هایی که در زادگاهشان قابل مشاهده نیستند، آماده باشند. از روش‌هایی مانند نوردهی چندگانه یا طولانی (Multiple or Long exposures) می‌توان برای عکس‌گرفتن از ماه‌گرفتگی استفاده کرد. تلسکوپ‌ها و لنز‌های تله‌فوتو (Telephoto lenses) می‌توانند به بزرگنمایی تصویر کمک کنند و سه پایه‌ها (Tripods) و تلسکوپ‌ها مفید هستند زیرا می‌توانند دوربین‌ها را ثابت نگه دارند. برای اطلاعات بیشتر در مورد عکاسی نجومی، این مطلب را ببینید: عکاسی نجومی چیست؟

در سال ۱۵۰۴، کریستف کلمب (Christopher Columbus) حقه‌ای بد را به مردم بومی جامائیکا (Jamaica) زد. او از دانش خود در مورد یک ماه‌گرفتگی قریب الوقوع – که از یک سالنامه به دست آمده بود – استفاده کرد تا آن‌ها را برای ادامه تأمین آذوقه خدمه سرگردان خود بترساند. کلمب وانمود کرد که خدایش از عدم همکاری آن‌ها خشمگین است و این دلیل “ناپدید شدن” عجیب ماه بود. به محض اینکه مردم بومی وحشت‌زده، غذا و آذوقه آوردند، خداوند آن‌ها را “بخشید” و ماه به حالت عادی بازگشت.

ماه‌گرفتگی زمانی رخ می‌دهد که ماه با سایه زمین همسو می‌شود.

ماه‌گرفتگی به ندرت اتفاق می‌افتد. به طور متوسط، تا سه بار در سال اتفاق می‌افتد، اگر اصلاً اتفاق بیفتد (اگرچه سه بار در یک سال نادر است).

ماه‌گرفتگی کامل خطرناک نیست. با این حال، اغلب توصیه می‌شود که آن‌ها را از طریق عینک محافظ مشاهده کنید، زیرا آسیب‌های شبکیه ممکن است گاهی رخ دهد.

ماه‌گرفتگی کامل معمولاً هر ۲.۵ سال یکبار اتفاق می‌افتد.

به گفته ناسا، هیچ مدرکی وجود ندارد که ثابت کند ماه‌گرفتگی تأثیر فیزیکی بر افراد دارد.

نویسنده: Jessika Toothman

مترجم: فؤاد پورفائز

منبع: howstuffworks.com

این مطلب را به اشتراک بگذارید:

اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها