Zatmeni Mesice 10. prosince 2011 Mystery Cache

Zatmění Měsíce 10. prosince 2011

Přidána animace vzniku Měsíce

Úvod

Tak vás všechny vítám na astronomickém semináři bakalářského studia na Geokačerském institutu. Nejprve si vyslechnete mé krátké povídání na téma Měsíc a jeho zatmění, pak si napíšeme test a nakonec se vypravíme na Novou Ves pozorovat zatmění Měsíce.

O Měsíci

O Měsíci toho bylo napsáno už opravdu hodně. Básníci, spisovatelé, dramatici, filmaři, malíři, hudební skladatelé i další umělci jím byli mnohokrát inspirováni při vzniku svých nejkrásnějších děl. Ale už dosti romantiky, vraťme se zpátky na Zem (resp. na Měsíc).

Měsíc má tvar téměř dokonalé koule o průměru přibližně 3467 kilometrů. Jeho povrch odpovídá asi 1/13 povrchu Země, průměr o trochu více než 1/4, objem 1/50, hmotnost 1/81 a gravitace zhruba 1/6 pozemské hodnoty. Je to mrtvá planeta, není tam vzduch, voda ani život, jen hory, roviny, příkopy a krátery. A hodně prachu na jeho povrchu.

Měsíc pravděpodobně vděčí za svůj vznik velké katastrofě, která se udála asi před 4,5 miliardami let. Předpokládá se, že v této době se zárodečná Země srazila rychlostí asi 4 kilometry za sekundu s tělesem o velikosti Marsu. Úhel dopadu byl poměrně malý (šlo o tečný zásah), takže byly zasaženy pouze horní vrstvy jejího povrchu. Povrch obou těles se přitom silně zahřál, až došlo k roztavení horniny. Povrchový materiál obou těles se odpařil a byl vymrštěn do vesmíru. Tato mračna odpařených hornin spolu s vyvrženými úlomky hornin vytvořila na oběžné dráze kolem zárodečné Země prsten materiálu, který se shlukoval, až nakonec vzniklo nové těleso – Měsíc (viz tato animace).

Oběh Měsíce kolem Země

Už pár set let víme, že Měsíc obíhá kolem Země a ta kolem Slunce. Pohyb Měsíce se sice teoreticky řídí Keplerovými zákony, ale ve skutečnosti je silně ovlivňován gravitačním působením Slunce i blízkých planet a také nepravidelným tvarem Země. Měsíc obíhá kolem Země po eliptické dráze, takže se jeho vzdálenost a tím i zdánlivá velikost mění. Nejblíž od nás může být 356400 km a nejdále 407700 km. Rozdíl ve zdánlivé velikosti Měsíce je znatelný pouhým okem (jde o 1/7 měsíčního průměru) a tak můžeme mluvit o "velkém", "běžném" a "malém" úplňku. Jeho jeden oběh trvá 27,3 dne (vůči hvězdám) a průměrně 29,53 dne vůči Slunci. Rovina jeho dráhy je k rovině ekliptiky skloněna asi o 5°,  takže někdy vidíme Měsíc na obloze opravdu vysoko (na 50. rovnoběžce až 68,5° nad obzorem). Místa, kde dráha Měsíce protíná ekliptiku, se nazývají měsíční uzly (jsou dva). 

Měsíc má také svoji rotaci. Jeho jedna otočka  trvá asi 27,3 dne –  a to je právě doba jeho oběhu kolem Země vzhledem ke hvězdám. A tak se nám pozemšťanům zdá, že se Měsíc vůbec neotáčí, když nám ukazuje stále stejnou "tvář". Mluvíme o vázané rotaci. Kdysi tomu tak nebylo, ale slapové síly si nakonec vynutily tento způsob rotace. Měsíc sice vůči Zemi zdánlivě nerotuje, ale zato se "kývá" (spíš "se vrtí"). Jednou nám ukáže víc svou pravou "tvář", pak zas levou, jindy vidíme víc povrchu za jeho severním pólem, jindy za jižním. Toto zdánlivé kývání se nazývá librace a má řadu příčin. Jejím výsledkem je to, že jsme ze Země (ještě před érou družic a raket) mohli zmapovat ne 50 %, ale 60 % jeho povrchu.

Zatmění Měsíce

Když se dostanou (s možnou malou tolerancí) do jedné přímky Slunce, Země a Měsíc, tak dojde k zatmění Měsíce. Aby byla tato podmínka splněna, tak musí být Měsíc v úplňku a ještě k tomu na ekliptice. Protože je však rovina jeho zdánlivé dráhy vůči rovině ekliptiky skloněna o cca 5°, tak se musí nacházet právě v jednom ze svých dvou uzlů nebo v jejich těsné blízkosti (podrobně zde i s obrázky). Měsíční uzly během času putují po ekliptice Slunci naproti, a tak se Slunce na své dráze dostane ke stejnému uzlu už za 346,62 dne (samozřejmě Země obíhá kolem Slunce a ne naopak, ale geocentrický model je pro náš účel názornější). A tak ze známých oběžných dob už snadno spočítáme, že se Slunce, Země a Měsíc (při zatmění Měsíce) nebo Slunce, Měsíc a Země (při zatmění Slunce) dostanou do stejné pozice každých 18 let a 10 1/3 dne. Jinými slovy za tuto dobu se celý cyklus všech zatmění opakuje. 1/3 dne znamená, že zatmění stejného pořadového čísla další 18leté periody je viditelné na místech na Zemi vzdálených od předchozích míst o 120° (čili o 1/3 obvodu zeměkoule). 

Toto bylo dobře známo starým Chaldejcům (Babylóňanům) už v 6. stol. př. n. l. Také v Řecku Thales z Miletu (vzpomenete si na Thaletovu větu?) možnost zatmění Slunce v roce 585 př. n. l. předpověděl. Velitelé řeckého vojska proto chytře na ten čas naplánovali rozhodující bitvu; nepřítel vyděšený úplným slunečním zatměním propadl panice a tak byl po několika minulých nerozhodných střetnutích konečně poražen. Ale lidé pozorovali zatmění odedávna. První písemný záznam o zatmění je z roku 2137 př. n. l., kdy dva čínští dvorní astronomové se tak opili, že propásli zatmění Slunce a zapomněli bubnovat a střílet šípy na obludu, která požírala Slunce (což byla jejich povinnost); oba proto byli popraveni.

Za 100 let nastane přibližně 238 slunečních a 154 měsíčních zatmění. Nezdá se vám to? Asi proto, že konkrétní zatmění Slunce může pozorovat jen velmi malá část lidstva (je totiž viditelné jen v úzkém pásu na Zemi), ale zatmění Měsíce vidí každý, kdo se nachází na polokouli po dobu zatmění přivrácené k Měsíci a trochu se zajímá o dění na obloze. A tak je zatmění Měsíce pro většinu lidí celkem běžný úkaz, zatímco zatmění Slunce je událost, na kterou se dlouho vzpomíná...

Zatmění Měsíce 10. prosince 2011

Půjde o zatmění úplné. Měsíc začne vstupovat do plného zemského stínu v 13:45, úplně se nám schová v 15:05, v 15:58 bude ze stínu vystupovat a v 17:18 (údaje jsou v SEČ) plný stín zcela opustí. U nás však vyjde Měsíc až po 16. hodině, takže úplné zatmění už asi neuvidíme (navíc než Měsíc vystoupá nad kopce u Ústí n. L., tak mu to ještě chvíli potrvá). Ale pohled na malý srpeček, který se bude postupně zvětšovat, bude jistě stát za to! (viz animace zde ). Pokud ale vyjde počasí...

Jak najít keš?

Rozdáme si krátký test s těmito úlohami:

A. Perioda 365,256 dne, za kterou se Slunce vrátí do určitého bodu na své dráze (ekliptice), se nazývá:

1 - Siderický rok
2 - Světelný rok
3 - Platonský rok
4 - Tropický rok

B. Perioda 29,53 dne (jde o dlouhodobě průměrnou hodnotu, odchylka při některém oběhu může činit i 1/4 dne), za kterou se Měsíc vrátí do určitého bodu na své dráze, se nazývá:

2 - Epakta
4 - Siderický měsíc
6 - Zlaté číslo
8 - Synodický měsíc

C. Perioda 18 let 11 1/3 dne (důležitá pro předpovědi zatmění) se nazývá:

2 - Juliánská perioda
3 - Sluneční kruh
4 - Římský počet
5 - Saros

D. Dračí ocas je:

3 - Klobása svého času prodáváná v rychlíku Brněnský drak
4 - Jižní uzel
5 - Volný konec lana správně uvázané dračí smyčky
6 - Vzestupný uzel

Čísla správných odpovědí otázek A až D dosaďte do vzorců:

Ještě kontrola

... a je to!

Poznámky

• Uváděné vzdálenosti a doby (u period) jsou zaokrouhlené a časy fází zatmění i východu Měsíce přibližné.

• Pro prvního bude opět v keši připraven džusík a keramika s vánočně-astronomickou tématikou.

• Pokud bude dobré počasí, tak si vezměte dalekohledy a foťáky. A baterky na vyhledání keše, bude už tma! A když nebude vidět nic, tak si můžeme zanadávat na počasí v nedaleké restauraci. (15. června 2011, kdy bylo úplné zatmění, nebylo vidět vůbec nic; tak že by nyní???)

• Na základní souřadnice lze přijet linkou č. 10 nebo 13 (č. 1 v sobotu nejezdí!).

• Literatura:
  Guth, V. a kol.: Astronomie. Nakladatelství ČSAV, Praha 1954.
  Hlad, O., Pavlousek, J.: Přehled astronomie. SNTL, Praha  1984.
  Web Astronomia:  http://planety.astro.cz/zeme/1956-vznik-mesice  ;
       http://planety.astro.cz/zeme/1960-zatmeni-mesice ;
  Web České astronomické společnosti: http://www.astro.cz/rady/ukazy/zatmeni/mesic/20111210
  

Konec textu