ما هو كسوف الشمس؟ العلم وراء كسوف الشمس وجدول الكسوف

ما هو كسوف الشمس؟ العلم وراء كسوف الشمس وجدول الكسوف

يُنظر إلى هالة الضوء المرئي للشمس ، التي لا يظهر الجزء الداخلي منها إلا أثناء كسوف الشمس الكلي ، هنا على أنها تاج لؤلؤي من الضوء يحيط بالجانب المظلم المواجه للأرض من القمر ، كما رأينا في 21 أغسطس ، 2017

إليكم العلم وراء كسوف الشمس وجدول الكسوف التالي. 

يحدث كسوف الشمس عندما تصطف الأرض والقمر والشمس في نفس المستوى ، ويمر القمر بين الأرض والشمس ، ويغطي جزئيًا أو كليًا أقرب نجم لنا. 

كواحد من أكثر العروض السماوية دراماتيكية ، فإن كسوف الشمس - وخاصة الكسوف الكلي - يغري أعدادًا كبيرة من مراقبي السماء ؛ ومع ذلك ، بغض النظر عن مقدار الشمس التي يغطيها ظل القمر ، يجب ألا تنظر مباشرة إلى الشمس.

قال ويليام تيتس ، مدير مرصد فاندربيلت داير بجامعة فاندربيلت في ناشفيل بولاية تينيسي ، في رسالة بالبريد الإلكتروني: "خلال هذه الفترة التي يكون فيها أي قرص مرئيًا ، يجب على المرء استخدام معدات واقية لمشاهدة الشمس". وقال تيتس إن ذلك يمكن أن يشمل النظارات الشمسية أو التلسكوبات أو المناظير المفلترة بشكل خاص أو باستخدام طريقة الإسقاط.

يأتي الكسوف الشمسي في أربعة أنواع: الكلي والحلقي والجزئي والهجين.

ما هو الكسوف الكلي للشمس؟

جميع الأنواع الأربعة من كسوف الشمس هي حادث سعيد للطبيعة. تمتد الشمس حوالي 864000 ميل (1.4 مليون كيلومتر) ، وفقًا لوكالة ناسا ، مما يجعل نجمنا المضيف أكبر بـ 400 مرة من قمر الأرض ، الذي يبلغ قطره حوالي 2160 ميلًا (حوالي 3500 كيلومتر). ولكن يصادف أن يكون القمر أقرب إلى الأرض بحوالي 400 مرة من الشمس (تختلف النسبة نظرًا لأن مداري كل من الشمس والقمر بيضاوي الشكل) ؛ ونتيجة لذلك ، عندما تتقاطع الطائرات المدارية وتتوافق المسافات بشكل إيجابي ، يمكن أن يظهر القمر (المسمى " القمر الجديد " في هذه المحاذاة) وكأنه يحجب قرص الشمس تمامًا. بالنسبة لمدى ندرة هذه الظاهرة: في المتوسط ​​، يظهر كسوف كلي للشمس في مكان ما على الأرض كل 18 شهرًا تقريبًا.

خلال الكسوف الكلي للشمس ، يلقي القمر نوعين من الظلال. الظل هو أحلك جزء من الظل حيث يتم حجب كل ضوء الشمس. تأخذ الظل شكل مخروط نحيل مظلم. إنه محاط بشبه الظل ، وهو ظل أفتح على شكل قمع يحجب عنه ضوء الشمس جزئيًا.

من أجل مشاهدة كسوف كلي للشمس ، يجب أن تكون موجودًا في المسار المباشر للشمس ، والذي يمكن أن يكتسح ثلث الطريق حول الكوكب في غضون ساعات قليلة. عندما تكون في هذا المسار المباشر ، سترى قرص الشمس يتضاءل في شكل هلال بينما يندفع ظل القمر الداكن نحوك عبر المناظر الطبيعية.

تذكر: إن النظر مباشرة إلى الشمس ، حتى عندما تكون مغطاة جزئيًا بالقمر ، يمكن أن يسبب تلفًا خطيرًا في العين أو العمى. لا تنظر أبدًا إلى كسوف جزئي للشمس بدون حماية مناسبة للعين.

خلال فترة الكلية القصيرة ، عندما تكون الشمس مغطاة بالكامل ، يتم الكشف عن الهالة الجميلة - الغلاف الجوي الخارجي الضعيف للشمس. قال عالم الفلك الشمسي التابع لوكالة ناسا ميتزي آدامز من مركز مارشال لرحلات الفضاء في هانتسفيل ، ألاباما ، في حوار عبر الإنترنت لناسا ، إن كسوفًا كليًا للشمس يستمر عادةً لبضع دقائق فقط . أطول كسوف شمسي ، في 15 يونيو 743 قبل الميلاد ، استمر حوالي 7 دقائق و 28 ثانية ، وفقًا لوكالة ناسا .

نادرًا ما تُرى الكسوف الكلي لأن الكلية - عندما تظهر الشمس مخفية تمامًا عن طريق القمر - توجد فقط على طول مسار ضيق على سطح الأرض ، على عكس الخسوف الجزئي ، والذي يمكن رؤيته عبر منطقة أوسع بكثير.

سيكون الكسوف الشمسي القادم - في 30 أبريل 2022 - كسوفًا جزئيًا وسيكون مرئيًا في جنوب / غرب أمريكا الجنوبية والمحيط الأطلسي والمحيط الهادئ وأجزاء من القارة القطبية الجنوبية ، وفقًا لموقع timeanddate.com . 

سيحدث الكسوف الكلي القادم للشمس في 20 أبريل 2023 ، وسيكون مرئيًا في جنوب / شرق آسيا وأستراليا والمحيط الهادئ والمحيط الهندي والقارة القطبية الجنوبية ، حيث يمكن للمشاهدين رؤية غطاء شمس جزئي على الأقل. سوف يمر خسوف أمريكا الشمالية العظيم الذي يسمى الآن بر الولايات المتحدة في 8 أبريل 2024. وسيتجول المسار الكلي عبر المكسيك (من سينالوا إلى كواهويلا) والولايات المتحدة (من تكساس إلى مين) وكندا (من أونتاريو إلى نيوفاوندلاند) ، ذكرت timeanddate.com .

ما هو الكسوف الجزئي للشمس؟

أثناء الكسوف الجزئي للشمس ، يمر ظل القمر (الظل الجزئي) بين الأرض والشمس. في هذه الحالات ، يظل جزء من الشمس دائمًا مرئيًا أثناء الكسوف. يعتمد مقدار ما تبقى من الشمس في الرؤية على الظروف المحددة.

شوهد كسوف جزئي مع شروق الشمس خلف مبنى الكابيتول بالولايات المتحدة ، الخميس 10 يونيو 2021 ، كما شوهد من أرلينغتون ، فيرجينيا.

عادة ما تعطي شبه الظل فقط ضربة خاطفة للكوكب فوق المناطق القطبية ؛ في مثل هذه الحالات ، قد لا ترى الأماكن البعيدة عن القطبين ولكن لا تزال داخل منطقة شبه الظل أكثر من مجرد أسقلوب صغير للشمس يخفيه القمر. في سيناريو مختلف ، سيشهد أولئك الذين يتمركزون على بعد بضعة آلاف من الأميال من مسار الكسوف الكلي كسوفًا جزئيًا للشمس.

كلما اقتربت من مسار الكلية ، زاد التعتيم الشمسي. على سبيل المثال ، إذا تم وضعك خارج مسار الكسوف الكلي ، فسترى الشمس تتضاءل إلى هلال ضيق ، ثم تتكاثف مرة أخرى مع مرور الظل.

كسوف الشمس الحلقي

يختلف الكسوف الحلقي كثيرًا عن الكسوف الكلي. ستظل السماء مظلمة ... إلى حد ما ، مما يتسبب في نوع من "الشفق المزيف" الغريب حيث لا يزال الكثير من الشمس يظهر. الكسوف الحلقي هو نوع فرعي من الكسوف الجزئي وليس الكلي. أقصى مدة للكسوف الحلقي هي 12 دقيقة و 30 ثانية.

صورة مركبة للكسوف الشمسي الحلقي في 15 كانون الثاني (يناير) 2010

سيحدث كسوف الشمس الحلقي التالي في 14 أكتوبر 2023 ، وفقًا لوكالة ناسا . سيكون الخسوف مرئيًا لملايين الأشخاص في أجزاء من الولايات المتحدة والمكسيك والعديد من البلدان في أمريكا الجنوبية وأمريكا الوسطى.

يشبه الكسوف الحلقي للشمس الكسوف الكلي حيث يبدو أن القمر يمر مركزيًا عبر الشمس. الفرق ، بسبب موقع القمر ، أثناء الخسوف الحلقي ، يبدو القمر صغيرًا جدًا بحيث لا يغطي قرص الشمس تمامًا. نظرًا لأن القمر يدور حول الأرض في مدار بيضاوي الشكل ، يمكن أن تختلف المسافة من الأرض من 221،457 ميلاً إلى 252712 ميلاً (356،400 إلى 406700 كيلومتر). لكن مخروط الظل المظلم لأمة القمر يمكن أن يمتد لما لا يزيد عن 235.700 ميل (379322 كم) ؛ هذا أقل من متوسط ​​مسافة القمر من الأرض.

لذلك إذا كان القمر على مسافة أكبر من حدود الظل ، فإن طرف الظل لا يصل إلى الأرض. خلال هذا الخسوف ، يصل antumbra ، وهو استمرار نظري للظل ، إلى الأرض ، ويمكن لأي شخص موجود بداخله أن ينظر إلى ما وراء جانبي الظل ويرى الحلقة ، أو "حلقة النار" حول القمر. ومن الأمثلة الجيدة على ذلك وضع بنس واحد فوق نيكل ، فالعملة هي القمر ، والنيكل هو الشمس.

ما هو كسوف الشمس الهجين؟

وتسمى هذه أيضًا بالكسوف الكلي الحلقي ("AT"). يحدث هذا النوع الخاص من الخسوف عندما تكون مسافة القمر قريبة من حدها حتى تصل الظلمة إلى الأرض. في معظم الحالات ، يبدأ كسوف AT ككسوف حلقي لأن طرف الظلمة يقصر عن الاتصال بالأرض ؛ ثم يصبح إجماليًا ، لأن استدارة الكوكب تصل لأعلى وتعترض طرف الظل بالقرب من منتصف المسار ، ثم تعود أخيرًا إلى نهاية المسار.

شوهد ثلاث كسوف جزئي للشمس في هذا الفيلم من القمر الصناعي بروبا -2 المشاهد للشمس التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وهو يغطس ويخرج من ظل القمر خلال كسوف شمسي "هجين" في عام 2013.

ولأن القمر يبدو وكأنه يمر مباشرة أمام الشمس ، فإن الخسوف الكلي والحلقي والهجين يطلق عليه أيضًا الخسوف "المركزي" لتمييزه عن الكسوف الجزئي فقط.

من بين جميع الكسوف الشمسي ، هناك حوالي 28 ٪ إجمالي ؛ 35٪ جزئية 32٪ حلقي و 5٪ فقط هجينة. سيحدث كسوف الشمس الهجين التالي في 20 أبريل 2023 ، والذي سيكون كسوفًا كليًا في بعض المناطق.

عندما يكون الكسوف الشمسي القادم؟

تاريخ	نوع كسوف الشمس	الرؤية
30 أبريل 2022	جزئي	جنوب شرق المحيط الهادئ ، أمريكا الجنوبية
25 أكتوبر 2022	جزئي	أوروبا وأجزاء من أفريقيا والشرق الأوسط وأجزاء من آسيا
20 أبريل 2023	المجموع	جنوب / شرق آسيا ، أستراليا ، المحيط الهادئ ، المحيط الهندي ، القارة القطبية الجنوبية
14 أكتوبر 2023	حلقي	أجزاء من إفريقيا وأمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية والمحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والقطب الشمالي
18 أبريل 2024	المجموع	الكلية: أجزاء من المكسيك والولايات المتحدة وكندا
2 أكتوبر 2024	حلقي	أجزاء من أمريكا الجنوبية والمحيط الهادئ والمحيط الأطلسي والقارة القطبية الجنوبية

كيفية مشاهدة كسوف الشمس

لا تنظر مباشرة إلى أي جزء من الشمس بدون معدات واقية ، حتى بالقرب من الكلية. 

"يمكن الموافقة على هذه المعدات من نظارات كسوف الشمس (وليس النظارات الشمسية) أو تلسكوب مرشح بشكل صحيح أو زوج من المناظير المفلترة بشكل صحيح." 

عالم فلك في الهند يعرض كسوف الشمس على شاشة بيضاء للمشاهدة الآمنة في 26 ديسمبر 2019

أضاف تيتس أن مراقب السماء يجب "عدم ارتداء نظارات كسوف الشمس مطلقًا ثم استخدامها لمحاولة النظر من خلال تلسكوب غير مصفى أو زوج من المناظير - فالضوء غير المرشح سوف يحترق من خلال النظارات ويبدأ في حرقك / إصابتك بالعمى أيضًا."

طريقة العرض: بالإضافة إلى عرض الكسوف من خلال النظارات المتخصصة ، والتلسكوبات / المناظير التي تمت تصفيتها بشكل صحيح ، يمكنك أيضًا استخدام طريقة الإسقاط لعرض كسوف الشمس. للقيام بذلك ، تقوم بإخراج العدسة من التلسكوب وبدلاً من ذلك تقوم بإسقاط الصورة على ورقة خلف التلسكوب. من خلال تحريك الورقة للخلف وللأمام ، يمكنك العثور على البقعة بالصورة الأكثر تركيزًا ، وفقًا لـ Sky & Telescope .

الكاميرا ذات الثقب: تُستخدم فتحة صغيرة أو ثقب صغير لتكوين صورة للشمس على شاشة موضوعة على بعد حوالي 3 أقدام (متر واحد) خلف الفتحة ، وفقًا لـ Sky & Telescope . يمكن أيضًا استخدام مناظير أو تلسكوب صغير مثبت على حامل ثلاثي الأرجل لعرض صورة مكبرة للشمس على بطاقة بيضاء. كلما كانت البطاقة بعيدة ، يمكنك تركيز الصورة بشكل أكبر. ابحث عن البقع الشمسية. لاحظ أن الشمس تبدو أغمق إلى حد ما حول طرفها أو حافتها. تعتبر طريقة عرض الشمس هذه آمنة طالما أنك تتذكر عدم النظر من خلال المناظير أو التلسكوب عندما يتم توجيههما نحو الشمس ؛ بعبارة أخرى ، لا تنظر أبدًا إلى الشمس مباشرة عندما يكون أي جزء من سطحها اللامع مرئيًا.

المرآة ذات الثقب: تباين في مظهر الثقب هو "المرآة ذات الثقب". قم بتغطية مرآة الجيب بقطعة من الورق بها ثقب طوله ربع بوصة. افتح نافذة مواجهة للشمس وضع المرآة المغطاة على العتبة المضاءة بنور الشمس بحيث تعكس قرصًا من الضوء على الجدار البعيد بالداخل. قرص الضوء هو صورة لوجه الشمس. كلما ابتعدنا عن الحائط كان ذلك أفضل ؛ سيكون عرض الصورة بوصة واحدة فقط لكل 9 أقدام (أو 3 سم لكل 3 أمتار) من المرآة ، وفقًا لـ Sky & Telescope. يعمل الصلصال جيدًا لتثبيت المرآة في مكانها. جرب ثقوبًا بأحجام مختلفة في الورق. مرة أخرى ، هناك ثقب كبير يجعل الصورة ساطعة ولكنها مشوشة ، والثانية الصغيرة تجعلها باهتة ولكنها حادة. قم بتغميق الغرفة قدر الإمكان. تأكد من تجربة ذلك مسبقًا للتأكد من أن الجودة البصرية للمرآة جيدة بما يكفي لعرض صورة مستديرة نظيفة. بالطبع ، لا تدع أي شخص ينظر إلى الشمس في المرآة.

إذا كنت حول الأشجار المورقة ، انظر إلى الظل الذي تلقيه خلال المراحل الجزئية. ماذا ترى؟ هل تستحق الصورة؟ سترى عشرات من كسوف الشمس جزئياً مسقطة من خلال فجوات ذات ثقوب بين الأوراق. يحدث هذا بسبب الانعراج ، وهي خاصية للضوء. وفقًا لفينس هوجيل ، الفيزيائي البصري في مركز ناسا مارشال لرحلات الفضاء ، فإن أشعة الضوء لا تنطلق مباشرة من حافة الفجوات ، أو الثقب ، ولكنها تنحني حول الحافة. هذا التأثير الموجي يخلق نمطًا من الحلقات يشبه عين الثور.

تشمل المرشحات المقبولة للملاحظات الشمسية المرئية بدون مساعدة مايلر بالألمنيوم. يحمل بعض تجار علم الفلك مادة مرشح مايلر المصممة خصيصًا لرصد الطاقة الشمسية. من المقبول أيضًا زجاج الظل 14 لحام القوس ، المتاح مقابل بضعة دولارات فقط في متاجر توريد اللحام. بالطبع ، من الجيد دائمًا اختبار المرشحات و / أو تقنيات المراقبة قبل يوم الكسوف.

تشمل المرشحات غير المقبولة النظارات الشمسية ، والأفلام السلبية الملونة القديمة ، والأفلام بالأبيض والأسود التي لا تحتوي على الفضة ، ومرشحات الصور الفوتوغرافية ذات الكثافة المحايدة ، والمرشحات الاستقطابية. تحتوي هذه المواد على مستويات منخفضة جدًا من نفاذية الضوء المرئي ، لكنها تنقل مستوى عالٍ غير مقبول من الأشعة تحت الحمراء القريبة التي يمكن أن تحرق شبكية العين. حقيقة أن الشمس تبدو قاتمة ، أو أنك لا تشعر بأي إزعاج عند النظر إلى الشمس من خلال هذه الأنواع من المرشحات ، لا يضمن أن عينيك آمنة.

ميزات الشمس للبحث عنها أثناء الكسوف

البقع الشمسية: تظهر هذه البقع الباردة نسبيًا على سطح الشمس مظلمة. قال تيتس إنها ستبدو مثل البقع السوداء على قرص الشمس. يمكن أن تكون هذه البقع بمفردها أو في مجموعات من عدة. لرؤية هذه البقع ، ستحتاج على الأرجح إلى تلسكوب تمت تصفيته بشكل صحيح ، لأنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها من خلال نظارات كسوف الشمس. 

التقط مرصد ديناميكيات الطاقة الشمسية التابع لوكالة ناسا هذه الصورة للتوهج الشمسي - كما يظهر في الفلاش الساطع في الجزء الأيسر العلوي من الصورة - في 20 أبريل 2022. تُظهر الصورة مجموعة فرعية من الضوء فوق البنفسجي الشديد الذي يسلط الضوء على المادة شديدة الحرارة في التوهجات ، وهو ملون باللون الأصفر.

البروز: إذا كنت تشاهد الكسوف باستخدام "تلسكوب هيدروجين ألفا الشمسي" ، فقد تلمح أكثر من البقع الشمسية. باستخدام هذا الترس ، يجب أن تكون قادرًا على رؤية البروز والكروموسفير ، وهو ثاني طبقات الغلاف الجوي الثلاث للشمس. 

قال تيتس: "البروزات عبارة عن غيوم من المواد مرفوعة من الشمس ، وتبدو أحيانًا كاللهب على حافة الشمس". "إذا تصادف وجودهم عبر قرص الشمس ، فسوف يظهرون مثل خطوط مظلمة قليلاً."

الكروموسفير: باستخدام نفس التلسكوب المتخصص ، يمكنك أيضًا مشاهدة ما قد يبدو على أنه أحجار ياقوت متموجة تتراقص حول القرص الخارجي للشمس. سيكون هذا هو الغلاف اللوني ، وهو الغلاف الجوي السفلي للشمس والذي يكون أقل كثافة بمليون مرة من الغلاف الجوي للأرض ، وفقًا لمؤسسة الجامعة لأبحاث الغلاف الجوي . قال UCAR إنه في الأيام العادية ، يتم غرق الضوء المنبعث من هذه الطبقة الجوية بواسطة الغلاف الضوئي الأكثر إشراقًا تحتها. 

كورونا: هناك مرة واحدة يمكنك فيها النظر مباشرة إلى الشمس بأمان: أثناء الكسوف الكلي ، عندما يكون قرص الشمس مغطى بالكامل. خلال تلك الثواني أو الدقائق القليلة الثمينة ، تتألق الهالة الرائعة - الغلاف الجوي الخارجي الذي يقع فوق الكروموسفير - بكل مجدها مثل هالة حول الشمس المظلمة - حافة رائعة من الضوء الأبيض اللؤلئي. قال تيتس: "يبدو وكأنه خيط أبيض جميل يحيط بالشمس تمامًا".

يختلف في الحجم ، في الصبغات والأنماط من الكسوف إلى الكسوف. إنه دائمًا خافت وحساس ، مع لمعان مثل الشفق الباهت. تظهر الهالة أحيانًا كهيكل ناعم مستمر ؛ وفي أوقات أخرى ، تنطلق أشعة طويلة منه في ثلاثة أو أربعة اتجاهات. يمكن أن تخرج الهالة أيضًا من القرص في بتلات غشائية ولافتات. ولكن عندما تبدأ الشمس في الظهور مرة أخرى ، تختفي الهالة بسرعة وستحتاج إلى حماية عينيك مرة أخرى.