Các loại nguyệt thực
T rái Đất được Mặt Trời chiếu sáng đồng thời cũng cản các tia sáng từ Mặt Trời tạo ra một vùng bóng tối trải dài trong không gian. Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất nên có thể sẽ “đi” vào vùng tối này. Lúc này Mặt Trăng không còn được Mặt Trời chiếu sáng trực tiếp, do đó Trăng không sáng như bình thường. Ánh sáng từ Mặt Trời chiếu tới Trái Đất sẽ để lại phía sau vùng bóng đen và vùng nửa tối.
Nguyệt thực bán phần: Khi Mặt Trăng đi vào vùng nửa tối ta có bán Nguyệt thực
(Nguyệt thực bán dạ ). Quan sát hiện tượng này ta chỉ thấy Mặt Trăng tối đi một chút so với bình thường. thường khó nhìn thấy bằng mắt thường do ánh chói của Mặt Trời giảm thiểu.
Nguyệt thực toàn phần : Khi Mặt Trăng đi qua và nằm hoàn toàn trong vùng bóng
đen ta có Nguyệt thực toàn phần. Quan sát Mặt Trăng trong hiện tượng này ta thấy lần lượt xuất hiện tất cả các pha của các trường hợp trước. Đặc biệt hơn khi Mặt Trăng nằm hoàn toàn trong vùng bóng đen ta sẽ thấy nó có màu đỏ sẫm(do khi có hiện tượng nguyệt thực toàn phần xảy ra tia Mặt Trời trước khi đến được Mặt Trăng đã chiếu vào chóp bóng của Trái Đất và bị khí quyển Trái Đất khúc xạ. Các tia sáng bước sóng ngắn đã bị cản lại hết, chỉ còn các tia có bước sóng dài (đỏ, cam) xuyên qua, do đó, Mặt Trăng thường hiện ra dưới màu đỏ nhạt. )
Tùy thuộc vào đường đi của Mặt Trăng trong vùng nửa tối mà thời gian quan sát được Nguyệt thực nhiều hay ít.
Nguyệt thực một phần: Khi Mặt Trăng tiếp giáp với vùng bóng đen ta có Nguyệt
thực một phần. Quan sát hiện tượng này ta sẽ thấy cung tròn của bóng Trái Đất hiện rõ trên Mặt Trăng. Chính nhờ hiện tượng này mà Aristos đã phát hiện ra Trái Đất có hình cầu.
Giải thích hiện tượng
Mặt phẳng Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời gọi là mặt phẳng Hoàng Đạo, còn mặt phẳng Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất gọi là mặt phẳng Bạch Đạo. Nếu Hoàng Đạo và Bạch Đạo trùng nhau thì tháng nào cũng có Nguyệt Thực (và Nhật Thực) song vì Hoàng Đạo và Bạch Đạo lệch nhau một góc khoảng 5 độ nên hiện tượng Nguyệt Thực (và cả Nhật Thực) ít diễn ra hơn nhiều.
Vì Bạch đạo nghiêng so với Hoàng đạo nên 2 mặt phẳng này cắt nhau tạo thành một giao tuyến trong đó có 2 điểm nối tâm gọi là 2 tiết điểm của bạch đạo. Nhật thực hay nguyệt thực sẽ xảy ra khi Mặt Trăng nằm tại một trong hai tiết điểm.
Dưới ánh sáng Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng tạo ra phía sau mình một nón bóng tối khổng lồ. Khi 3 thiên thể nằm trên giao tuyến nói trên thì trục của 2 nón bóng tối này cùng nằm trên mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng. Khi Mặt Trăng đi qua tiết điểm giữa Trái Đất và Mặt Trời (ngày không Trăng) ,cái nón bóng tối của nó quét qua Trái Đất tạo thành 1 bóng đen .Những khu vực bị bóng đen đó bao phủ
khi đó xảy ra nhật thực.
Ngược lại, khi Mặt trăng đi qua tiết điểm đối xứng bên kia Trái Đất (ngày Trăng tròn), nó đi qua cái nón bóng tối của Trái Đất và không nhận được ánh sáng đến từ Mặt Trời, do đó xảy ra nguyệt thực. Cũng vì nón bóng tối của Trái Đất lớn hơn rất nhiều so với Mặt Trăng nên nguyệt thực xảy ra trong một thời gian dài và thấy được nhiều nơi trên Trái Đất.
Hình trên biểu diễn chuyển động của Mặt Trăng và của Trái Đất, cho thấy mặt phẳng quỹ đạo chuyển động của Mặt Trăng giữ nguyên phương trong không gian nên Nguyệt Thực chỉ xảy ra khi tiết tuyến ( giao tuyến của Hoàng Đạo và Bạch Đạo ) trùng với đường thẳng nối tâm Mặt Trời – Trái Đất. Trên Bạch Đạo chỉ có hai vị trí thỏa mãn điều kiện này. Khi xung đối nếu trăng cách tiết điểm dưới 5 độ sẽ có Nguyệt Thực toàn phần. Nếu trăng cách tiết điểm từ 5 đến 11 độ sẽ có Nguyệt Thực một phần hoặc Nguyệt Thực bán dạ
Từ đặc điểm đó nhật nguyệt thực chỉ có thể xảy ra khi hệ Trái Đất và Mặt Trăng ở vị trí B và D, nghĩa là trong một năm chỉ có khả năng xảy ra 2 kì nhật nguyệt thực.
Thực ra vì 3 thiên thể khảo sát có kích thước khá lớn, nên hiện tượng nhật nguyệt thực đã có thể xảy ra khi Mặt Trời và Mặt Trăng giao hội hay xung đối ở gần tiết tuyến.
Từ kích thước góc của các thiên thể và góc nghiêng giữa hoàng đạo và bạch đạo, người ta đã tính toán và thấy rằng mỗi kì nhật nguyệt thực có thể có một hoặc hai lần nhật thực và chỉ có một lần nguyệt thực hoặc không có lần nào. Nếu như có kì nhật thực xảy ra đầu năm, kì thứ hai vào giữa năm thì kì thứ ba có thể xảy ra cuối năm. Như vậy trong một năm có ít nhất 2 lần nhật thực, nhiều nhất có năm lần. Nguyệt thực ít xảy ra hơn, trong một năm có thể không có nguyệt thực, năm nhiều nhất có ba lần nguyệt thực. Sở dĩ người ta nhìn thấy nguyệt thực nhiều hơn vì khi có nguyệt thực, ở một nữa diện tích trái đất nghĩa là một nửa thế giới nhìn thấy mặt trăng đi vào chùy bóng tối của trái đất, còn nhật thực nhất là nhật thực toàn phần chỉ được nhìn thấy bóng trong một dải hẹp mà chùy bóng tối mặt trăng quét lên mặt đất
Vậy: Nhật thực ít có khả năng quan sát thấy hơn nguyệt thực, mặc dù trên thực tế tần suất nhật thực nhiều hơn. Lí do: Nhật thực chỉ có thể quan sát thấy từ
một bộ phận nhỏ dân cư sống tại các khu vực bóng Mặt Trăng quét qua, còn nguyệt thực có thể được quan sát thấy bởi toàn bộ dân cư sống tại bán cầu đêm. Nhật thực toàn phần ít khi xảy ra vì bóng của Mặt Trăng in xuống Trái Đất chỉ tạo thành một vết rất nhỏ so với bóng của Trái Đất và cái bóng đó lướt đi với tốc độ 1km/s. Tại 1 điểm nhất định khi muốn thấy 2 lần nhật thực toàn phần kế tiếp nhau cần đợi 250-300 năm