Един от най-зрелищните небесни спектакли тук, на Земята, са тези, когато Луната частично затъмнява погледа ни към Слънцето, очертавайки пръстен от звезден огън по краищата му. И точно такова шоу ни е обещано на 21 юни.

Защо пръстен?

Явлението се нарича пръстеновидно слънчево затъмнение. То се случва, когато Луната е най-отдалечена от Земята по своята орбита и следователно изглежда по-малка от наша гледна точка в небето спрямо диска на Слънцето.

Тази малка разлика във видимия размер е това, което отличава пръстеновидните затъмнения за разлика от пълните слънчеви затъмнения, когато по-близкото положение на Луната (със средния й радиус от 1800 километра) изглежда със същия размер като нашата далеч по-голяма звезда, който има радиус около 696 000 километра.

Луната обикаля около Земята в елиптична орбита като разстоянието й до нашата планета варира с около 50 000 км. В рамките на нейната тъмна, конусовидна сянка може да се наблюдава пълно слънчево затъмнение (Umbra). Но в неделя Луната ще бъде на 378 210 км от Земята и върхът на Umbra няма да достигне Земята - ще бъде над нея. Така че, по Земята ще мине разширяващата се от върха сянка - така наречената "негативна сянка", или Antumbra. Тъй като видимият диаметър на Луната в тази сянка е малко по-малък (по-малък с 1%) в сравнение с този на Слънцето, няма да може да го закрие напълно и затова от него ще остане пръстен светлина около Луната.

^{През цялата човешка история, когато новата Луна премине точно между Земята и Слънцето, се случва едно от тези три неща. Или имаме или пълно слънчево затъмнение, когато Луната е достатъчно близо до своята сянка върху на Земята; пръстеновидно слънчево затъмнение, когато Луната е твърде далеч от Земята и нейната сянка завършва, преди да достигне нашата планета; или смесено затъмнение, при изгрев/залез наблюдателите виждат пръстеновидно затъмнение, а по обед наблюдателите виждат пълно слънчево затъмнение, разликата от около 6000 километра в разстоянието между Земята и Луната прави цялата разлика. Само около 40% от слънчевите затъмнения са пълни затъмнения в тези дни, но това съотношение е много по-малко от преди. Освен това, Луната продължава да се отдалечава от Земята, което означава, че последното затъмнение на нашата планета ще се случи само след 650 милиона години.}

Какво можем да видим и къде

Този уикенд пълен „огнен пръстен“ ще бъде видим от централна Африка и през Азия, започвайки в 03:45 UTC на 21 юни 2020 г. На много други места, от Югоизточна Европа до северните краища на Австралия, ще се наблюдава частично пръстеновидно затъмнение.

От България гледката няма да е толкова впечатляваща - Луната само леко "ще захапе" Слънцето.

Сянката, която се движи по изображението по-долу, показва къде ще се вижда поне частично затъмнение и движещата се точка маркира линията, по която пръстеновото затъмнение ще продължи най-дълго.

^{Пътят на затъмнението през юни 2020 г.}

В пика на затъмнението Луната ще блокира 99,4 процента от Слънцето в небето на Северна Индия.

Няколко групи са планирали предавания на живо, така че всички можем да станем свидетели на събитието,включително Time and Date и Virtual Telescope Project, което ще започне да се излъчва от 05:30 UTC, 21 юни 2020 (8:30 българско време).

Предишни пръстеновидни слънчеви затъмнения

Последното пръстеновидно затъмнение се случи в края на 2019 г. и изображенията не са разочароващи:

Един изумителен - и необичаен - пример за това бяха заснети от фотографа Колин Лег (Colin Legg) и студента по астрономия Джеф Симс (Geoff Sims) в Западна Австралия през май 2013 г.

В този случай огънният пръстен се изкривява от земната атмосфера на синхронизираните Луна и Слънце, докато се издигат над хоризонта.

След този уикенд следващият огнен пръстен ще настъпи през 2021 г., но ще бъде видим в своята цялост само от Арктика. Пълно слънчево затъмнение обаче ще пресече Южна Америка по-късно тази година, на 14 декември.

Няма да имаме винаги слънчеви затъмнения

Голяма случайност е, че и Луната, и Слънцето заемат около половин градус от небето, гледани от повърхността на Земята, нещо, което не е било вярно в миналото и няма да бъде вярно в бъдеще.

Тъй като и земната орбита около Слънцето, и орбитата на Луната около Земята са елипси, а не кръгове, понякога Луната изглежда по-голяма от Слънцето, хвърляйки сянка чак до повърхността на Земята, а в други случаи Слънцето се вижда като по-голямо и Луната не може да покрие напълно слънчевия диск.

В началото, когато се е формирала Луната, тя е била много по-близо до Земята, а нашата планета се е въртяла много по-бързо.

И Слънцето, и Луната оказват гравитационно въздействие върху Земята. Ако Земята беше само една точка в пространството, това не би имало значение. Земята ще се движи по своята елиптична орбита около Слънцето, системата Земя - Луна ще обикаля около масовия си център и нищо няма да се промени. Но тъй като Земята е сфера, а Слънцето и Луната оказват по-голямо гравитационно привличане на тази страна на Земята, която е по-близо до тях, отколкото върху страната, която е по-далеч. Добавено към въртенето на Земята, се получават не само приливи, но също и приливно забавяне на земното въртене.

^{Мощният сблъсък на големи обекти в космоса може да разпръсне големи количества отломки, които след това да се обединят в няколко големи обекти, като луни, които остават близо до родителското тяло. Един ранен сблъсък като този вероятно е създал Луната, която забавя въртенето на Земята и се отдалечава от нашия свят и досега.}

Забавянето е малко, но постоянно, със средна стойност от 14 микросекунди годишно, много по-голям ефект, отколкото забързването поради земетресенията. И в мащабите на геоложките времена, това наистина се усеща! Ако се обърнем към вековните денонощни следи, останали в почвата от приливите и отливите, наречени Rhythmite, можем да изчислим какъв е бил периодът на въртене на Земята.

^{Формацията Туше показва как се е отлагал материалът в продължение на много дълго време и дава информация за дължините и продължителността на приливите и отливите през цялата история на Земята, което ни дава възможност да възстановим колко време е било едно денонощие в миналото.}

Ако се вгледаме в най-древните пластове, които познаваме на Земята, от преди 620 милиона години, ще открием, че едно денонощие тогава е било малко по-дълго от 22 часа! Ако екстраполираме това приливно забавяне от времето към момента, когато е била създадена Земята, преди 4,5 милиарда години, ще открием, че един ден първоначално е бил само около 23 000 секунди или шест и половина часа.

Земята продължава да се забавя. На всеки 18 месеца, заради разликата между 86 400 секунди и реалното денонощие, добавяме допълнителна високосна секунда на нашите часовници (засега). След около 4 милиона години по този начин денонощието ще се удължи с около 56 секунди, достатъчно, за да няма нужда от високосна година вече; една година ще има точно 365 земни дни! Това забавяне ще продължи с течение на времето, дори и след като Слънцето се превърне в червен гигант, последвано от комбинацията планетарна мъглявина/бяло джудже. Ако приемем, че системата Земя-Луна оцелее, след около 50 милиарда години едно земно денонощие ще продължава приблизително 47 от съвременните денонощия.

^{Асиметричният характер на Земята се усложнява и от въздействието на гравитацията на Луната, заради което продължителността на едно денонощие на Земята ще се удължава във времето. За да компенсира и запази ъгловия си момент, Луната трябва спирално да се отдалечава.}

Но има един закон на природата - за запазване на количество - който ни казва, че ако завъртането на Земята се забавя, нещо друго трябва да се случи, за да компенсира това. Този закон е за запазването на ъгловия момент, а нещото, с което се компенсира е, че като въртенето на Земята се забавя, Луната спираловидно се отдалечава все по-далеч от Земята. А колкото е по-отдалечена Луната, толкова по-малък ъгловият й размер и по-малка изглежда в небето. С течение на времето, все повече и повече на слънчевите затъмнения ще бъдат пръстеновидно, а не пълни, тъй като размерът на Луната ще бъде недостатъчен, за да закрие Слънцето.

^{Илюстрация на закона за запазването на ъгловия момент: Две тежести, свързани с бутала. Когато теглата са близо до центъра на въртене, скороста на въртене е по-висока, с раздалечаването им, те намаляват скоростта си.}

^{Днес приблизително половината от всички затъмнения са пръстеновидни, но отдалечаването на Луната от Земята означава, че след около 600-700 милиона години, всички слънчеви затъмнения ще са пръстеновидни.}

В мащаба на една година не може дори да се забележи дори с лазер как се увеличава дистанцията на Луната - разликата в лунната орбита е само сантиметри на година. Но с течение на по-дълъг период от време, натрупването става значително. Приблизително след 570 милиона години, считано от сега, ще се случи и последното пълно слънчево затъмнение, а след още около 80 милиона години, ще настъпи последното смесено затъмнение. Това ще е последният път, когато някоя част от Земята ще бъде обляна в сянката на Луната.

От този момент нататък единственият начин да се види пълно слънчево затъмнение е да се излезе над Земята или направо от космоса. Това ще бъде единственият начин да се окажем в сянката на Луната отново.

Досега може да е имало около три милиарда пълни слънчеви затъмнения на Земята, а това са повече от 90% от всичките затъмнения, които нашата планета някога ще види. След още 650 милиона години Слънцето ще се показва все по-голямо в небето, дори и при афелий, отколкото най-близката, най-голямата нова Луна.

Да оценяваме уникалните природни явления, които светът може да ни предложи днес, защото всички неща с времето ще преминат. Слънчевите затъмнения бавно изчезват и няма да можем нищо да направим.