Лунные затмения

На расстоянии Луны тёмная земная тень имеет ширину около 9200 км: в неё поместилось бы больше двух с половиной Лун.

Земная тень на Луне

Лунное затмение происходит, когда Земля оказывается точно между Солнцем и Луной и её тень падает на Луну. Такое расположение возможно только в полнолуние: лишь тогда Луна находится с противоположной от Солнца стороны Земли. Поскольку Луну освещает солнечный свет, а наблюдать нужно только саму Луну, затмение одновременно видно со всей ночной стороны Земли. NASA формулирует это просто: каждое лунное затмение видно с половины Земли.

Земная тень состоит из двух частей. Собственно тень представляет собой тёмный внутренний конус, где Солнце скрыто целиком. Вокруг лежит полутень, где Земля закрывает лишь часть Солнца. Их размеры определяются геометрией. Диаметр Земли равен 12 742 км, но Солнце гораздо крупнее, поэтому по мере удаления конус тени сужается. На среднем расстоянии Луны сужение составляет около 3545 км, оставляя тень шириной примерно 9200 км. Диаметр Луны равен 3475 км, поэтому ширина тени составляет около 2.6 лунных диаметров. Именно поэтому полная фаза затмения может длиться больше полутора часов.

NASA выделяет три вида лунных затмений. При полном затмении вся Луна входит в тень. При частном туда попадает лишь её часть: на диске растёт, а затем уменьшается тёмный изогнутый вырез, не закрывая его целиком. При полутеневом затмении Луна проходит только через полутень и тускнеет так слабо, что, по словам NASA, его можно не заметить, если заранее о нём не знать. Модель различает затмения по тем же правилам, используя истинные угловые размеры: диаметр Луны около 0.52°, тени около 1.4°, полутени около 2.5°.

Почему полностью затмившаяся Луна краснеет

Даже в тени Луна редко становится совсем чёрной. Часть солнечного света проходит через тонкое кольцо земной атмосферы по краю планеты и преломляется внутрь тени. По пути воздух рассеивает синий свет гораздо сильнее красного: тот же эффект делает небо синим, а закаты красными. До Луны доходят оставшиеся оранжевые и красные лучи. NASA сравнивает это со всеми земными рассветами и закатами, спроецированными на Луну. Чем больше пыли или облаков в атмосфере Земли, тем темнее и краснее выглядит Луна.

Почему не каждый месяц

Если бы орбита Луны лежала в плоскости земной орбиты, каждое полнолуние сопровождалось бы затмением. Но она наклонена на 5.145°, поэтому чаще всего полная Луна проходит выше или ниже земной тени. Для затмения полнолуние должно наступить вблизи одного из двух узлов: точек пересечения лунной орбиты с плоскостью земной орбиты. Дважды в год линия узлов направлена примерно на Солнце; эти промежутки называют сезонами затмений. С учётом истинных размеров для теневого затмения полная Луна должна находиться не дальше примерно 11° от узла. В модели оставь полнолуние и двигай ползунок «Линия узлов», чтобы увидеть, где затмения прекращаются.