Сарос ( / ˈ s ɛər ɒ s / ) — это период, равный ровно 223синодическим месяцам, приблизительно 6585,321 дням (18,04 годам) или 18 годам плюс 10, 11 или 12 дней (в зависимости от количествависокосных лет) и 8 часам, который можно использовать для предсказаниязатменийСолнцаиЛуны. Через один период сароса после затмения Солнце,ЗемляиЛуна возвращаются примерно к той же относительной геометрии, почти прямой линии, и произойдет почти идентичное затмение, в том, что называется цикломзатмений.Сар— это половина сароса.[1]
Серия затмений, разделенных одним саросом, называется серией сароса . Она соответствует:
19 лет затмения означают, что если происходит солнечное затмение (или лунное затмение ), то после одного сароса в том же узле орбиты Луны произойдет новолуние , и при этих обстоятельствах может произойти еще одно солнечное затмение .
Самая ранняя обнаруженная историческая запись о том, что известно как сарос, была сделана халдейскими (нововавилонскими) астрономами в последние несколько столетий до н. э. [2] [3] [4] Позднее она была известна Гиппарху , Плинию [5] и Птолемею [6] .
Название «сарос» ( греч . σάρος ) было применено к циклу затмений Эдмондом Галлеем в 1686 году [7], который взял его из Суды , византийского словаря XI века. В Суде говорится: «[Сарос] — это мера и число у халдеев . Ибо 120 саросов составляют 2220 лет (годы из 12 лунных месяцев) по исчислению халдеев, если действительно сарос составляет 222 лунных месяца, что составляет 18 лет и 6 месяцев (т. е. годы из 12 лунных месяцев)». [8] Информация в Суде , в свою очередь, была получена напрямую или иным образом из Хроники Евсевия Кесарийского [9] , который цитировал Бероса . ( Гийом Ле Жантиль утверждал в 1756 году, что использование Галлеем этого слова было неверным, [10] но название продолжает использоваться.) Греческое слово, по-видимому, происходит либо от вавилонского слова sāru, означающего число 3600 [11] , либо от греческого глагола saro (σαρῶ), который означает «прочесывать (небо серией затмений)». [12]
Период сароса в 223 лунных месяца ( греческими цифрами ΣΚΓ′) указан в руководстве пользователя Антикитерского механизма для этого инструмента, изготовленного около 150–100 гг. до н. э. в Греции, как показано на рисунке. Это число является одной из немногих надписей механизма, которые видны невооруженным глазом. [13] [14] Над ним также видны период метонова цикла и каллиптического цикла .
Сарос, период в 6585,3211 дней (15 обычных лет + 3 високосных года + 12,321 дня, 14 обычных лет + 4 високосных года + 11,321 дня или 13 обычных лет + 5 високосных лет + 10,321 дня), полезен для прогнозирования времени, в которое произойдут почти идентичные затмения. Три периодичности, связанные с лунной орбитой, синодический месяц , драконический месяц и аномалистический месяц , почти идеально совпадают в каждом цикле сароса. Чтобы произошло затмение, либо Луна должна находиться между Землей и Солнцем (для солнечного затмения ), либо Земля должна находиться между Солнцем и Луной (для лунного затмения ). Это может произойти только тогда, когда Луна новая или полная , соответственно, и повторные появления этих лунных фаз являются результатом солнечных и лунных орбит, создающих синодический период Луны в 29,53059 дней. Однако во время большинства полнолуний и новолуний тень Земли или Луны падает к северу или югу от другого тела. Затмения происходят, когда три тела образуют почти прямую линию. Поскольку плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости Земли, это состояние возникает только тогда, когда полная или новая Луна находится вблизи или в плоскости эклиптики , то есть когда Луна находится в одном из двух узлов (восходящем или нисходящем узле). Период времени для двух последовательных прохождений Луны через плоскость эклиптики (возвращаясь к тому же узлу) называется драконическим месяцем , периодом в 27,21222 дня. Трехмерная геометрия затмения, когда новая или полная Луна находится вблизи одного из узлов, происходит каждые пять или шесть месяцев, когда Солнце находится в соединении или оппозиции с Луной и по совпадению также вблизи узла орбиты Луны в это время, или дважды за год затмения . Два затмения, разделенные одним саросом, имеют очень похожий вид и продолжительность, поскольку расстояние между Землей и Луной почти одинаково для каждого события: это происходит потому, что сарос также является целым кратным аномалистического месяца 27,5545 дней, периода Луны относительно линий апсид на ее орбите.
После одного сароса Луна завершит примерно целое число синодических, драконических и аномальных периодов (223, 242 и 239), а геометрия Земля-Солнце-Луна будет почти идентичной: Луна будет иметь ту же фазу и находиться в том же узле и на том же расстоянии от Земли. Кроме того, поскольку сарос близок к 18 годам по длине (примерно на 11 дней дольше), Земля будет находиться почти на том же расстоянии от Солнца и наклонена к нему почти в той же ориентации (тот же сезон). [15] Учитывая дату затмения, один сарос спустя можно предсказать почти идентичное затмение. В течение этого 18-летнего периода происходит около 40 других солнечных и лунных затмений, но с несколько иной геометрией. Один сарос, равный 18,03 года, не равен совершенному целому числу лунных орбит (оборотов Земли относительно неподвижных звезд 27,32166 дней сидерического месяца ), поэтому, хотя относительная геометрия системы Земля–Солнце–Луна будет почти идентична после сароса, Луна будет находиться в несколько ином положении относительно звезд для каждого затмения в серии сароса. Ось вращения системы Земля–Луна демонстрирует период прецессии 18,59992 года.
Сарос не является целым числом дней, а содержит дробную часть+1 ⁄ 3 дня. Таким образом, каждое последующее затмение в серии сароса происходит примерно на восемь часов позже в течение дня. В случае затмения Солнца это означает, что область видимости сместится на запад примерно на 120°, или примерно на одну треть пути вокруг земного шара, и два затмения, таким образом, не будут видны из одного и того же места на Земле. В случае затмения Луны следующее затмение может быть все еще видно из того же места, пока Луна находится над горизонтом. Учитывая три интервала затмения сароса, местное время дня затмения будет почти таким же. Этот интервал из трех сароса (19 755,96 дней) известен как цикл тройного сароса или exeligmos ( греч .: «поворот колеса»).
Каждая серия сароса начинается с частного затмения (Солнце сначала входит в конец узла), и каждый последующий сарос путь Луны смещается либо на север (когда она находится вблизи нисходящего узла), либо на юг (когда она находится вблизи восходящего узла) из-за того, что сарос не является точным целым числом драконических месяцев (примерно на один час короче). В какой-то момент затмения больше невозможны, и серия заканчивается (Солнце покидает начало узла). Произвольная серия солнечного сароса была обозначена как серия солнечного сароса 1 составителями статистики затмений. Эта серия закончилась, но затмение 16 ноября 1990 г. до н. э. ( по юлианскому календарю ), например, находится в серии солнечного сароса 1. Существуют различные серии сароса для солнечных и лунных затмений. Для лунных серий сароса лунному затмению, произошедшему на 58,5 синодических месяцев раньше (23 февраля 1994 г. до н. э.), был присвоен номер 1. Если затмение происходит через один инекс (29 лет минус около 20 дней) после затмения определенной серии сароса, то оно является членом следующей серии. Например, затмение 26 октября 1961 г. до н. э. находится в солнечной серии сароса 2. Серия сароса, конечно, продолжалась до этих дат, и необходимо расширить номера серий сароса назад до отрицательных чисел даже просто для того, чтобы учесть затмения, произошедшие в годы после 2000 г. до н. э. (вплоть до последнего затмения с отрицательным номером сароса в 1367 г. до н. э.). Для солнечных затмений статистика для полной серии сароса в пределах эры между 2000 г. до н. э. и 3000 г. н. э. приведена в ссылках этой статьи. [16] [17] Требуется от 1226 до 1550 лет, чтобы члены серии сароса пересекли поверхность Земли с севера на юг (или наоборот). Эти крайности допускают от 69 до 87 затмений в каждой серии (большинство серий имеют 71 или 72 затмения). От 39 до 59 (в основном около 43) затмений в данной серии будут центральными (то есть полными, кольцевыми или гибридными кольцево-полными). В любой момент времени будет происходить около 40 различных серий сароса.
Серии сароса, как уже упоминалось, нумеруются в соответствии с типом затмения (лунное или солнечное). [18] [19] В нечетных сериях (для солнечных затмений) Солнце находится вблизи восходящего узла, тогда как в четных сериях оно находится вблизи нисходящего узла (это обратно для серий сароса лунных затмений). Как правило, порядок этих серий определяет время, в которое каждая серия достигает пика, что соответствует тому, когда затмение находится ближе всего к одному из лунных узлов. Для солнечных затмений активны 40 серий, пронумерованных между 117 и 156 (серия 117 закончится в 2054 году), тогда как для лунных затмений сейчас активна 41 серия сароса (эти числа можно получить, подсчитав количество затмений, перечисленных за 18-летний (сарос) период на сайтах каталогов затмений). [20] [21]
В качестве примера одной серии сароса эта таблица дает даты некоторых из 72 лунных затмений для серии сароса 131. Эта серия затмений началась в 1427 году нашей эры с частного затмения на южном краю тени Земли, когда Луна была близка к своему нисходящему узлу. В каждом последующем саросе орбитальный путь Луны смещается к северу относительно тени Земли, причем первое полное затмение произошло в 1950 году. В течение следующих 252 лет происходят полные затмения, с центральным затмением в 2078 году. Первое частное затмение после этого произойдет в 2220 году, а последнее частное затмение серии произойдет в 2707 году. Общая продолжительность лунной серии сароса 131 составляет 1280 лет. Солнечный сарос 138 переплетается с этим лунным саросом, и событие происходит каждые 9 лет по 5 дней, чередуясь между каждой серией сароса.
Из-за того, что+1 ⁄ 3 доли дня в саросе, видимость каждого затмения будет отличаться для наблюдателя в данном месте. Для лунной серии сароса 131 первое полное затмение 1950 года имело лучшую видимость для зрителей в Восточной Европе и на Ближнем Востоке, поскольку середина затмения была в 20:44 UT. Следующее затмение в серии произошло примерно на 8 часов позже в тот же день с серединой затмения в 4:47 UT, и было лучше всего видно из Северной Америки и Южной Америки. Третье полное затмение произошло примерно на 8 часов позже в тот же день, чем второе затмение с серединой затмения в 12:43 UT, и было лучше всего видно для зрителей в Западной части Тихого океана, Восточной Азии, Австралии и Новой Зеландии. Этот цикл видимости повторяется от начала до конца серии с небольшими изменениями. Солнечный сарос 138 переплетается с этим лунным саросом, и событие происходит каждые 9 лет по 5 дней, чередуясь между каждой серией сароса.
Аналогичный пример для солнечного сароса см. в статье Солнечный сарос 136 .
После определенного лунного или солнечного затмения, через 9 лет и 5+Через 1 ⁄ 2 дня (половина сароса, или сар) произойдет затмение, которое будет лунным вместо солнечного, или наоборот, с похожими свойствами. [22]
Например, если полутень Луны частично покрывает южный край Земли во время солнечного затмения, то 9 лет и 5+Через 1 ⁄ 2 дня произойдет лунное затмение, в котором Луна будет частично закрыта южным краем полутени Земли. Аналогично, 9 лет и 5+Через 1 ⁄ 2 дня после полного солнечного затмения или кольцевого солнечного затмения также произойдет полное лунное затмение. Этот 9-летний период называется сар . Он включает 111+1 ⁄ 2 синодических месяца, или 111 синодических месяцев плюс одна двухнедельная . Двухнедельная учитывает чередование солнечного и лунного затмения. Для наглядного примера см. эту таблицу (каждая строка отстоит на один сар).
