Dlaczego pełnia nie gwarantuje zaćmienia Księżyca?

Rozwiązanie

Widok z góry może ukryć najważniejszy wymiar

Na płaskim rysunku łatwo ustawić Słońce, Ziemię i Księżyc na jednej linii przy każdej pełni. Rzeczywiste orbity nie leżą jednak dokładnie w jednej płaszczyźnie. Rzut na kartkę może wyglądać na ustawienie w szeregu, podczas gdy Księżyc znajduje się ponad lub pod obszarem cienia Ziemi.

1. Co ustala pełnia?

Pełnia oznacza, że z Ziemi oglądamy niemal całą oświetloną tarczę Księżyca: jego kierunek jest przeciwny do kierunku Słońca. Informacja ta określa przybliżone ustawienie wzdłuż orbity. Nie ustala jeszcze wysokości Księżyca względem płaszczyzny orbity Ziemi, czyli ekliptyki.

2. Co robi nachylenie orbity?

Orbita Księżyca jest nachylona do ekliptyki o około 5°. Dlatego przy wielu pełniach Księżyc przechodzi ponad lub pod ziemskim cieniem. Z jego powierzchni nadal dociera do nas odbite światło słoneczne. Samo znalezienie się „za Ziemią” na rzucie nie wystarcza do odcięcia oświetlenia.

3. Jaki dodatkowy warunek jest potrzebny?

Węzły to miejsca, w których orbita Księżyca przecina płaszczyznę ekliptyki. Pełnia musi wystąpić dostatecznie blisko takiego węzła, aby tarcza Księżyca weszła w ziemski cień lub półcień. „Dostatecznie blisko” nie oznacza idealnej równości jednej linii: ciała i obszary cienia mają skończone rozmiary.

Nie każda pełnia prowadzi do zaćmienia, ponieważ zwykle Księżyc mija cień. Oprócz fazy potrzebna jest odpowiednia bliskość węzła i geometria przejścia tarczy przez cień lub półcień. Od dokładności ustawienia zależy również to, czy zaćmienie będzie półcieniowe, częściowe czy całkowite.

Sprawdzenie przez zmianę modelu

Gdyby orbity były współpłaszczyznowe, a wszystkie pozostałe warunki pozostawały podobne, problem mijania cienia nad lub pod nim zniknąłby. Ten eksperyment myślowy pokazuje, że dodatkowym składnikiem wyjaśnienia jest nachylenie orbity, nie brak pełni. Zwykły sierp i kwadra mają inne pochodzenie: wynikają z widoku oświetlonej półkuli, a nie z zasłaniania jej przez Ziemię.

Powiązana teoria

Fazy Księżyca i miesiąc synodyczny — czego nie robi cień Ziemi?

Dalsza lektura

Materiał referencyjny