كسوف الشمس

كسوف الشمس

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

اذهب إلى التنقلاذهب إلى البحث

رسم توضيحي لحدوث الكسوف الكلي للشمس.

كسوف الشمس هو نوع من الكسوف يحدث عندما تكون الأرض والقمر والشمس على استقامة واحدة تقريبا ويكون القمر في المنتصف أي في وقت ولادة القمر الجديد عندما يكون في طور المحاق مطلع الشهر القمري بحيث يلقي القمر ظله على الأرض وفي هذه الحالة إذا كنا في مكان ملائم لمشاهدة الكسوف سنرى قرص القمر المظلم يعبر قرص الشمس المضئ.

الكسوف الكلي للشمس.

وبالرغم من أن القمر يتواجد مرة كل مطلع شهر قمري بين الشمس والأرض أي يمكن للقمر أن يكون في طور المحاق ولكنه أبعد من أن يصل ظله إلى الأرض فلا يحدث الكسوف حينها وكذلك قد يكون القمر في طور

البدر وبعيدا في مداره عن الأرض بحيث لا يحدث الخسوف ويعود هذا إلى المدار الإهليلجي للقمر حول الأرض وميل مدار القمر حول الأرض على المستوى الكسوفي بزاوية 5 درجات بحيث لا تتواجد الأجرام الثلاثة على مستقيم واحد بالضرورة مطلع ومنتصف كل شهر.

ويتقاطع مدار القمر في دورانه حول الأرض مع المستوى الكسوفي في موضعين يسميان العقدة الصاعدة والعقدة النازلة فلو كان مستوى مدار القمر حول الأرض منطبقا على المستوى الكسوفي لحصل كسوف نهاية كل شهر قمري بالضرورة ولحدث خسوف قمري منتصف كل شهر قمري لكن ظل القمر لا يسقط على الأرض إلا عندما يكون القمر في إحدى عقدتيه أو قريبا منهما لافتا إلى أن فترة الكسوف ترتبط بفارق الحجمين الظاهرين للشمس والقمر، بحيث تحدث أطول فترة للكسوف الكلي عندما يكون القمر في الحضيض (أقرب ما يكون إلى الأرض) وتكون الأرض في الأوج (أبعد ما تكون عن الشمس). بشكل عام قد تستمر عملية الكسوف الكلي من بدايتها إلى نهايتها قرابة الثلاث ساعات ونصف. أما مرحلة الكسوف الكلي (أي استتار قرص الشمس بشكل كامل) فهي تتراوح من دقيقتين إلى سبع دقائق في أحسن الأحوال، ويعود السبب إلى أن قطر بقعة ظل القمر على الأرض لا يصل في أحسن الأحوال لأكثر من 270 كيلومتر، وبما أن سرعة حركة ظل القمر على الأرض تبلغ قرابة 2100 كيلومتر في الساعة فان المسافة 270 كم تقطع خلال مدة تقارب السبع دقائق. لهذا لا تدوم مدة الكسوف الكلي أكثر من هذه المدة أبدا.

يمكن أن يؤدي النظر نحو الشمس بصورة مباشرة إلى أذية دائمة للعينين أو الإصابة بالعمى، لذلك تُستخدم تقنيات خاصة لحماية العينين أو اتباع أساليب غير مباشرة عند مشاهدة الكسوف الشمسي. من الآمن بمكان مشاهدة الطور الكلي (لحظة اكتمال حجب القرص الشمسي) للكسوف الكلي للشمس بالعين دون استخدام وسيلة حماية؛ إلّا أن هذه الممارسة خطيرة إلى حد كبير، والسبب يكمن في عدم قدرة معظم الناس على التعرف على أطوار الكسوف الكلي والذي قد يستمر لأكثر من ساعتين في حين أن الطور الكلي (لحظة حجب القرص الشمسي) لا تتعدى زمناً أقصاه 7.5 دقيقة في أي مكان يقع فيه الكسوف الكلي. وقد يسعى بعض الهواة المولعون بالكسوف إلى السفر إلى مواقع نائية حول العالم بغية مشاهدة أو رصد حوادث كسوف الشمس المركزية المتوقعة.^[1][2]

الإشعاع الشمسي الوارد إلى الأرض يتضمن ثلاثة أنواع من الاشعة الكهرومغناطيسية التي تشكل خطراً على عين الإنسان وهي:

1. الاشعة الضوئية: تتسبب هذه الاشعة عندما تكون كثافة الضوء عالية بأذية ضوئية كيميائية تدعى بالانسمام الضوئي حيث تتعطل قدرة الخلايا البصرية على الاستجابة للضوء.
2. الاشعة تحت الحمراء: تتسبب هذه الاشعة بتسخين الشبكية مسببة اذية حرارية تدعى التخثر الضوئي تتمثل بحرق الانسجة وتدمير الخلايا الحساسة للضوء/العصى والمخاريط/ ولايشعر الإنسان بهذا الضرر ذلك لأن الشبكية تخلو من مستقبلات الحرارة والالم.
3. الاشعة فوق البنفسجية: تسبب حروقا في الشبكية كما تسرع حدوث الانسمام الضوئي لان طاقتها أكبر بكثير من الاشعة الضوئية.

نظارة خاصة بالنظر لكسوف الشمس.

لا تصدر الشمس أثناء الكسوف أي إشعاعات مضرة بالعين غير تلك التي تطلقها عادة ونحن نعلم أن التحديق إلى الشمس في الأحوال العادية لمدة 15 ثانية على الأكثر كفيل بالتسبب بالعمى لكن خطورة الكسوف تأتى من فارق أن الشمس غير المكسوفة تصدر كميات كبيرة من الاشعة الضوئية ما يوءدى إلى تضيق حدقة العين لأقصى حد ممكن وبالتالى عدم السماح للاشعة المضرة بالعبور إلى الشبكية اما أثناء الكسوف فان كمية الاشعة الضوئية الصادرة عن الشمس تقل بشكل ملحوظ بسبب استتار جزء من قرص الشمس/هذه المرة ستكون النسبة 20 بالمئة/ وهذا ما يجعل حدقة العين تتوسع بشكل كبير فإذا ما كانت العين مركزة على الشمس مباشرة نفذت كمية كبيرة من الاشعة الضارة نحو الشبكية وسبب لها اذية موءقتة أو دائمة وقد لا تظهر الاذية مباشرة بعد المراقبة ليتأخر ظهورها بضع ساعات أو أكثر أحيانا وتتمثل الاذية بعمى دائم في العين وباضطراب في الروءية وضعف في قوة الابصار.

أنواع الكسوف

مراحل الكسوف الحلقي والجزئي كما ظهرت في 20 مايو 2012

كسوف كلي

الكسوف الكلي (بالإنجليزية: Total eclipse)‏ ويحدث عندما يصل ظل القمر إلى سطح الأرض وفي هذه الحالة ينكسف كامل قرص الشمس. وعندها تظهر الحلقة ماسية ويحدث الكسوف الكلي في مناطق التقاء رأس مخروط ظل القمر بالأرض. ويتخذ الكسوف الكلي مساراً محدداً بسبب حركة الأرض والقمر.

كسوف حلقي

الكسوف الحلقي أو الخاتميّ (بالإنجليزية: Annular eclipse)‏ ويحدث عندما يكون القمر في نقطة بعيدة ما عن الأرض (لأن مسار القمر حول الأرض بيضاوي) فيكون قرص القمر أصغر من أن يحجب كامل قرص الشمس، وفي هذه الحالة لايصل رأس مخروط ظل القمر إلى سطح الأرض، فينكسف قرص الشمس من الوسط في المناطق التي تقع في امتداد مخروط الظلّ وقد تصل فترة حلقتيه إلى اثنتى عشرة دقيقة وثلاثين ثانية وذلك بسبب المسافة الأكبر التي يجب على قرص القمر الصغير ان يقطعها.

كسوف هجين

الكسوف الهجين (بالإنجليزية: hybrid eclipse)‏ هو ما بين الكسوف الكلي والكسوف الحلقي إذا شوهد هذا الكسوف كامل في نقطة وحلقي في أخرى فيعتبر هجين، أي خليط نوعين. كما أن هذا الكسوف نادر جداً.

كسوف جزئي

الكسوف الجزئي (بالإنجليزية: Partial eclipse)‏ ويحدث في المناطق التي يسقط فيها شبه ظل القمر على سطح الأرض. وشبه ظل القمر في هذه الحالة هي المنطقة التي لا يرى كامل قرص الشمس منها أي أن قرص الشمس لن يشاهد كاملاً من هذه المناطق. وتزداد نسبة الكسوف الجزئي عند الاقتراب من منطقة (مسار) الكسوف الكلي. وفي هذه الحالة ينكسف جزء من قرص الشمس

مقارنة بين الحد الأدنى والحد الأقصى للأحجام الظاهرة للشمس والقمر (والكواكب). يمكن أن يحدث الخسوف الحلقي عندما يكون للشمس حجم ظاهر أكبر من القمر ، بينما يمكن أن يحدث الكسوف الكلي عندما يكون للقمر حجم ظاهر أكبر.

تبلغ مسافة الشمس من الأرض حوالي 400 ضعف مسافة القمر، وقطر الشمس حوالي 400 مرة قطر القمر. نظرًا لأن هذه النسب متماثلة تقريبًا، يبدو أن الشمس والقمر كما تراهما من الأرض لهما نفس الحجم تقريبًا: حوالي 0.5درجة من القوس في القياس الزاوي.

فئة منفصلة من كسوف الشمس هي تلك التي يحجبها جسم آخر غير قمر الأرض، كما يمكن ملاحظته في نقاط في الفضاء بعيدة عن سطح الأرض. هناك مثالان على ذلك عندما لاحظ طاقم أبولو 12 كسوف الأرض للشمس في عام 1969 وعندما لاحظ مسبار كاسيني أن زحل يحجب الشمس في عام 2006.

مدار القمر حول الأرض بيضاوي الشكل قليلاً، كما هو الحال مع مدار الأرض حول الشمس.^[3] لذلك تختلف الأحجام الظاهرة للشمس والقمر.  و حجم الكسوف هو نسبة لحجم واضح من القمر إلى الحجم الظاهري للشمس خلال الكسوف. يمكن أن يكون الخسوف الذي يحدث عندما يكون القمر بالقرب من أقرب مسافة له من الأرض ( أي بالقرب من نقطة المدار ) خسوفًا كليًا لأن القمر سيبدو كبيرًا بما يكفي لتغطية قرص الشمس الساطع أو الفوتوسفير بالكامل؛ حجم الكسوف الكلي أكبر من أو يساوي 1.000. على العكس من ذلك، يحدث الكسوف عندما يكون القمر بالقرب من أبعد مسافة له عن الأرض ( أي،بالقرب من أوجها ) يمكن أن يكون خسوفًا حلقيًا فقط لأن القمر سيبدو أصغر قليلاً من الشمس ؛ حجم الخسوف الحلقي أقل من 1.^[4]

يحدث الخسوف الهجين عندما يتغير حجم الكسوف أثناء الحدث من أقل إلى أكبر من واحد، لذلك يبدو أن الكسوف كليًا في مواقع قريبة من نقطة المنتصف، وحلقيًا في مواقع أخرى قريبة من البداية والنهاية، نظرًا لأن جوانب الخسوف الأرض بعيدة قليلاً عن القمر. هذه الكسوفات ضيقة للغاية في عرض مسارها وقصيرة نسبيًا في مدتها في أي نقطة مقارنة بالكسوف الكلي الكامل ؛ إجمالي الكسوف الهجين 20 أبريل 2023 هو أكثر من دقيقة في المدة في نقاط مختلفة على طول مسار الكلي. مثل النقطة المحورية، يكون عرض ومدة الإجمالي والحلقة بالقرب من الصفر في النقاط التي تحدث فيها التغييرات بين الاثنين.^[5]

نظرًا لأن مدار الأرض حول الشمس هو أيضًا بيضاوي الشكل، فإن مسافة الأرض من الشمس تختلف بالمثل على مدار العام. يؤثر هذا على الحجم الظاهر للشمس بنفس الطريقة، ولكن ليس بقدر المسافة المتغيرة للقمر من الأرض. عندما تقترب الأرض من أبعد مسافة لها عن الشمس في أوائل يوليو، فمن المرجح إلى حد ما حدوث كسوف كلي، بينما تفضل الظروف حدوث كسوف حلقي عندما تقترب الأرض من أقرب مسافة لها من الشمس في أوائل يناير.

مسار

أثناء الخسوف المركزي، يتحرك ظل القمر (أو أنتومبرا، في حالة حدوث كسوف حلقي) بسرعة من الغرب إلى الشرق عبر الأرض. تدور الأرض أيضًا من الغرب إلى الشرق، عند حوالي 28 كم / دقيقة عند خط الاستواء، ولكن نظرًا لأن القمر يتحرك في نفس اتجاه دوران الأرض عند حوالي 61 كم / دقيقة، يبدو أن الظل دائمًا يتحرك في اتجاه الغرب والشرق تقريبًا عبر خريطة الأرض بسرعة سرعة القمر المدارية مطروحًا منها سرعة دوران الأرض.  يمكن أن تحدث استثناءات نادرة في المناطق القطبية حيث قد يمر المسار فوق القطب أو بالقرب منه، كما في عام 2021 في10 يونيو و 4 ديسمبر .

يختلف عرض مسار الكسوف المركزي وفقًا للأقطار الظاهرية النسبية للشمس والقمر. في أفضل الظروف، عندما يحدث كسوف كلي بالقرب من نقطة الحضيض، يمكن أن يصل عرض المسار إلى 267 كم (166 ميل) وقد تكون المدة الإجمالية أكثر من 7 دقائق.^[15]  خارج المسار المركزي، شوهد كسوف جزئي على مساحة أكبر بكثير من الأرض.^[16] عادة، يكون عرض الظل من 100-160 كم، في حين أن قطر القمر يزيد عن 6400 كم.

تُستخدم عناصر Besselian للتنبؤ بما إذا كان الكسوف سيكون جزئيًا أو حلقيًا أو كليًا (أو حلقيًا / كليًا) ، وما هي ظروف الكسوف في أي مكان معين.  يمكن أن تحدد الحسابات باستخدام عناصر Besselian الشكل الدقيق لظل ظل الظل على سطح الأرض.^[17] ولكن عند أيخطوط طول على سطح الأرض سيسقط الظل، هو دالة لدوران الأرض، ومدى تباطؤ هذا الدوران بمرور الوقت. رقم يسمى (ΔT ) ضبط الوقت يستخدم في التنبؤ بالكسوف لأخذ هذا التباطؤ في الاعتبار. مع تباطؤ الأرض، تزداد ΔT. لا يمكن تقدير ΔT للتواريخ في المستقبل إلا تقريبًا لأن دوران الأرض يتباطأ بشكل غير منتظم. هذا يعني أنه على الرغم من أنه من الممكن التنبؤ بأنه سيكون هناك كسوف كلي في تاريخ معين في المستقبل البعيد، فإنه من غير الممكن التنبؤ في المستقبل البعيد بالضبط عند أي خطوط طول سيكون هذا الكسوف كليًا. تسمح السجلات التاريخية للكسوف بتقديرات للقيم السابقة لـ ΔT وهكذا لدوران الأرض.

المدة الزمنية[عدل]

تحدد العوامل التالية مدة الكسوف الكلي للشمس (بترتيب تناقص الأهمية):^[18][19]

1. يكون القمر في المدار تمامًا تقريبًا (مما يجعل قطره الزاوي أكبر ما يمكن).
2. تكون الأرض قريبة جدًا من الأوج (الأبعد عن الشمس في مدارها الإهليلجي، مما يجعل قطرها الزاوي صغيرًا قدر الإمكان).
3. تكون نقطة المنتصف للكسوف قريبة جدًا من خط استواء الأرض، حيث تكون سرعة الدوران أكبر.
4. متجه مسار الكسوف عند منتصف الخسوف يتماشى مع متجه دوران الأرض (أي ليس قطريًا ولكن شرقًا).
5. نقطة المنتصف للكسوف بالقرب من النقطة الفرعية(جزء الأرض الأقرب للشمس).

أطول خسوف تم حسابه حتى الآن هو خسوف 16 يوليو 2186 (لمدة أقصاها 7 دقائق و 29 ثانية فوق شمال غيانا).