II. NHẬT-NGUYỆT THỰC).
3. Mơ tả hiện tượng.
a) Nhật thực:
Tùy theo vị trí quan sát trên Trái đất, tùy vị trí của Mặt trăng, Mặt trời trên quĩđạo và tùy thời điểm trong quá trình nhật thực ta sẽ quan sát được nhật thực một cách khác nhau.
+ Nhật thực tồn phần và nhật thực hình khuyên.
Do quĩ đạo chuyển động của Mặt trời, Mặt trăng đều là elip nên khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời (và từ Trái đất đến Mặt trăng) cĩ lúc gần, lúc xa. Do đĩ bán kính gĩc Mặt trăng trong quá trình nhật thực cĩ lúc lớn hơn bán kính gĩc Mặt trời, cĩ lúc bé hơn. Ví dụ : Nhật thực khi Mặt trăng ở cận điểm ρ = 16’8 (cách Trái đất : 363.300km) Trái đất ở viễn điểm ρ = 15’8 (cách Mặt trời 152.106km)
Khi đĩ trăng che khuất được tồn bộ Mặt trời (ρ > ρ ). Ta cĩ được Nhật thực tồn phần thường vào tháng 7, 8.
Vậy điều kiện cĩ nhật thực tồn phần là : ρ ≥ ρ
Nếu ρ < ρ thì Mặt trăng khơng che hết hồn tồn Mặt trời. Khi đĩ ở pha tồn phần tại trung tâm nhật thực ta thấy Mặt trời khơng hồn tồn bị che khuất mà cịn 1 vịng sáng Mặt trời quanh đĩa Mặt trăng. Nhật thực này là Nhật thực hình khuyên. Nĩ thường xảy ra khi Mặt trăng ở xa Trái đất nên chĩp bĩng tối của Mặt trăng khơng chạm vào bề mặt Trái đất. Ví dụ: Nhật thực khi Mặt trăng ở viễn điểm ρ = 14’,7 (cách Trái đất: 405.500km), Trái đất ở cận điểm ρ = 16’,3 (cách Mặt trời: 147.106km) (thường xảy ra vào cuối tháng 1).
Hình 82
+ Địa điểm quan sát:
Đối với những nơi khác nhau trên Trái đất ta thấy phần Mặt trời bị che khuất khác nhau (Hình 83)
- Với những người nằm trong vùng chùy bĩng tối A (đường kính cỡ 270km) sẽ thấy Mặt trời bị che tồn bộ ở pha tồn phần (totality) - Nhật thực này gọi là nhật thực tồn phần trung tâm. Do Trái đất quay và Mặt trăng chuyển động nên bĩng chùy tối di động
a. Nhật thực toàn phần b. Nhật thực hình khuyên
trên mặt đất theo hướng từ tây sang đơng, quét một dải rộng 270km, dài vài ngàn km. Những vùng nằm trong dải này sẽ tuần tự thấy pha tồn phần vào những thời điểm khác nhau. Cịn những người ở vùng bán dạ (B) ngay ở pha tồn phần cũng khơng thấy Mặt trời bị che tồn bộ mà chỉ thấy một phần (Nhật thực một phần). Vì ánh Mặt trời rất sáng nên chỉ khi Nhật thực tồn phần ta mới cảm nhận hết sự kỳ vĩ của hiện tượng này, cịn khi xem nhật thực một phần ta hầu như khơng nhận thấy cĩ gì khác biệt.
Hình 84. Sự di chuyển của bĩng chùy tối
+ Diễn biến:
- Bĩng Mặt trăng in lên Mặt trời bắt đầu từ bờ phải Mặt trời, sau đĩ lớn dần. Đến pha cực đại (pha tồn phần) nếu người quan sát ở vào vùng trung tâm nhật thực sẽ thấy Mặt trời bị che khuất hồn tồn (nếu là nhật thực tồn phần) hoặc cịn chừa một vịng bên ngồi (nếu nhật thực hình khuyên). Pha tồn phần kéo dài 2 đến 3 phút, tối đa 7 phút (nhật thực tồn phần năm 2186 sẽ kéo dài 7phút29giây ở pha tồn phần). Sau đĩ Mặt trăng ra khỏi Mặt trời bờ phải sáng như lưỡi liềm. Phần sáng lớn dần và khi Mặt trăng ra khỏi Mặt trời thì nhật thực kết thúc. Tồn bộ quá trình kéo dài cỡ 2 giờ 30 phút (tại một nơi). Trên tồn Trái đất là 6giờ. Ở vùng bán dạ chỉ thấy được nhật thực một phần, mức độ che tùy theo ở gần hay ở xa vùng trung tâm.
Hình 85. Các pha của NTTP trung tâm
+ Ở nhật thực tồn phần (total eclipse) tại pha tồn phần (totality) Mặt trời bịđĩa Mặt trăng che khuất hồn tồn, khiến trời tối gần nhưđêm. Trên trời thấy rõ các vì sao. Chỉ cĩ đường chân trời mờ mờ sáng. Vành nhật hoa của Mặt trời (corona) sẽ hiện ra quanh đĩa Mặt trời bị che khuất rất đẹp. Đây là dịp tốt để nghiên cứu vành nhật hoa, một thành phần quan trọng của Mặt trời mà bình thường rất khĩ quan sát.
Bản thân tác giảđược tham gia 2 lần nhật thực tồn phần (24 - 10 - 1995 tại Việt Nam và 11 - 08 - 1999 tại Romania) đã thu được nhiều kinh nghiệm quí báu và ghi nhận nhiều ấn tượng rất sâu sắc.
b) Nguyệt thực:
Vào kỳ trăng trịn Mặt trăng cĩ khả năng di chuyển vào bĩng tối Trái đất. Khi đĩ Mặt trăng khơng cịn phản chiếu được ánh sáng Mặt trời nên tối sầm - đĩ là nguyệt thực.
Hình 86
Diễn biến: Nguyệt thưc diễn ra lâu hơn nhật thực. Do Trái đất quay và Mặt trăng chuyển động nên trên Trái đất sẽ thấy bờ trái của măt trăng bị che trước. Bĩng Trái đất in lên Mặt trăng cho thấy Trái đất cĩ dạng hình cầu. Vì bĩng tối Trái đất khá lớn nên Mặt trăng cĩ thể nằm gọn trong phần chùy tối. Nửa Trái đất sẽ thấy nguyệt thực diễn ra cùng một lúc và như nhau. Khi Mặt trăng ở vùng chùy tối ta thấy nguyệt thực tồn phần. Nĩ cĩ thể kéo dài 2 giờ. Khi đĩ Mặt trăng bị che hồn tồn. Nhưng do hiện tượng khúc xạ, tán xạ của khí quyển Trái đất nên Mặt trăng khơng hồn tồn đen kịt mà cĩ màu đỏ sẩm. Khi Mặt trăng ở vào phần bán dạ của bĩng tối Trái đất ta thấy nguyệt thực bán phần. Tồn bộ quá trình nguyệt thực cĩ thể kéo dài 6 tiếng. Khi Mặt trăng khơng nằm hồn tồn trong vùng chùy tối, tức khi Mặt trăng ở xa Trái đất, chùy bĩng tối chỉ chạm vào một phần Mặt trăng ta cĩ nguyệt thực một phần.