خورشید گرفتگی

گرفتگی کامل خورشید را باید یکی از منظره‌های زیبا و در عین حال ترسناک طبیعت دانست. تنها موقعی می‌توان این پدیده را دید که عوامل زیادی با هم انطباق پیدا کنند. خورشید کره فروزان بسیار بزرگی است با قطری در حدود 109برابر قطر زمین که در فاصله 150 میلیون کیلومتری زمین واقع شده است. ماه فقط یک چهارم اندازه زمین را دارد. ولی 400 بار نزدیکتر از خورشید به زمین است. البته بدیهی است که اجسام را از فاصله‌های دورتر کوچکتر می‌بینیم. اختلاف فاصله‌های ماه و خورشید نیز سبب می‌شود تا اندازه‌هایشان باهم برابری کنند. از اینرو آن دو در آسمان تقریبا به یک اندازه دیده می‌شوند.

تاریخچه
در طول تاریخ این پدیده همواره مورد توجه اقوام و ملل مختلف بوده است. اغلب تمدنهای کهن خورشید گرفتگی را پدیده‌ای شوم می‌پنداشتند و درباره آن اعتقادات خرافی داشتند. چینی ها عقیده داشتند که هنگام خورشید گرفتگی اژدهایی خورشید را می‌بلعد. در بسیاری از فرهنگها خورشید گرفتگی بلایی آسمانی پنداشته می‌شده است. مردم هند در خلال گرفتگی خود را تا گردن در آب فرو می‌کردند و اعتقاد داشتند که با این کار به خورشید و ماه کمک می‌کنند تا در برابر اژدها از خود دفاع کنند.
خورشید گرفتگی از دیدگاه علمی
اندازه ظاهری خورشید و ماه از زمین باهم برابر است. علت این امر آن است که فاصله این دو جسم از کره ما متفاوت است. در نتیجه در زمانهایی که ماه مسقیما از جلوی خورشید عبور می‌کند قرص خورشید در پس آن پنهان می‌شود. شرط لازم و کافی برای وقوع پیوستن کسوف آن است که زمین ، خورشید و ماه در یک خط یا تقریبا یک خط راست قرار بگیرند، بطوری که سایه ماه بر بخشی از زمین بیافتد کل این سایه از دو قسمت نیم سایه که در قسمت بیرونی است نیمه درونی که تاریک و سیاه است تشکیل شده است.

در محدوده نیم سایه ماه تنها قسمتی از خورشید را پوشانده است که به آن خورشید گرفتگی جزیی می‌گویند. در خلال گرفت بر اثر حرکت ماه و چرخش زمین سایه ماه زمین را از غرب به شرق طی می‌کند، به این سیر حرکتی سیر گرفتگی کلی می‌گویند. هر کسی که در این مسیر باشد خورشید را در حالت گرفت کلی خواهد دید، این مسیر در بیشترین حالت به 320 کیلومتر می‌رسد و حدود نیم درصد سطح زمین را می‌پوشاند. معمولا هر 1.5 سال خورشد گرفتگی کلی روی می‌دهد، اما ما در طول عمرمان شاید یک بار شانس تماشای این پدیده را داشته باشیم.

کسوف تنها برای زمین
تصادف شگفت‌آوری است که اندازه ظاهری قمر زمین ، یعنی ماه ، به اندازه ظاهری خورشید برابر است. گر چه خورشید 400 بار دورتر از ماه است، اما 400 بار هم بزرگتر از آن است. قطر بسیار بزرگ خورشید ، در اثر مشاهده از این فاصله زیاد ، کاملا کوچک دیده می‌شود. اگر این پدیده جالب توجه وجود نداشت‌، نمی‌توانستیم اطلاعات بیشتری در مورد جو بیرونی خورشید بدست می‌آوریم. بجز زمین ، در هیچ یک از سیارات منظومه شمسی پدیده گرفتگی خورشید روی نمی‌دهد.
علل کسوف
حدود 30 روز طول می‌کشد تا ماه یک بار زمین را دور بزند. دو یا سه بار در هر سال ، ماه در مسیر خود ، مستقیما از فاصله بیان زمین و خورشید می‌گذرد. در این هنگام گرفت خورشید رخ می‌دهد. قرص تاریک ماه برای مدت کوتاهی همه خورشید یا بخشی از آنرا می‌پوشاند.

• چرا هرگاه ماه از میان زمین و خورشید می‌گذرد این پدیده اتفاق نمی‌افتد؟

دلیل این امر اینست که مدار ماه و زمین باهم زاویه دارد و در بسیاری از حالات ماه از بالا یا پایین قرص خورشید می‌گذرد. مدار زمین و ماه در دو نقطه به هم بر خورد می‌کنند که به این دو نقطه گره‌های مداری می‌گویند و ماه هرگاه در این گره با زمین و خورشید در یک خط قرار بگیرد خورشید گرفتگی صورت می‌گیرد.
انواع کسوف
کسوف کامل:
در این حالت ماه در نزدیکترین فاصله خود به زمین قرار دارد و در یک خط راست نیز قرار دارند. در این حالت کل قرص خورشید در پشت ماه پنهان می‌شود. سایه ماه فقط چند کیلومتر از سطح زمین را در بر می‌گیرد و به موازات حرکت ماه در مدار خود ، یک مسیر طولانی منحنی شکل در روی زمین می‌پیماید. تنها کسانی می‌توانند گرفتگی خورشید را ببینند که در جایی از این مسیر باریک و طولانی واقع باشند.

در هر نقطه ، مدت گرفتگی کامل ، بیشتر از دو تا پنج دقیقه طول نمی‌کشد. هر چه گرفتگی کامل نزدیکتر می‌شود، آسمان تاریکتر می‌شود و ستارگان بیشتری پدیدار می‌شوند. هنگامی که قرص خورشید کاملا پوشانده می‌شود، هاله سفید رنگ درخشانی در اطراف ماه می‌درخشد. این همان تاج است که بصورت هاله‌ای از گازهای رقیق و داغ از خورشید جریان دارند. در کنار قرص سیاه ماه ، حلقه باریک و سرخ رنگی از گازهای خورشید به چشم می‌خورد که فام سپهر نام دارد.
کسوف جزئی:
ساعتی پیش از آغاز گرفتگی کامل ، ماه شروع به پوشاندن بخشی از خورشید می‌کند. در این مرحله گرفتگی صرفا حالت جزئی دارد. در نواحی وسیعی در هر دو سوی مسیر گرفتگی ، تنها گرفتگی جزئی قابل روئیت است. در بر خی گرفتگیها فقط نیم سایه با زمین در تماس است و تمام سایه از افراز قطبین می‌گذرد. طبعا این نوع خورشید گرفتگی در قطبین صورت می‌گیرد.
کسوف حلقه‌ای:
فاصله خورشید تا زمین و نیز فاصله تا ماه ثابت نیست، این فاصله‌ها اندکی تغییر می‌کنند. هنگامی که زمین از حالت عادی خورشید نزدیکتر و از ماه دورتر است، اندازه ظاهری ماه کوچکتر از اندازه ظاهری خورشید می‌شود. اگر در این مواقع گرفتگی رخ دهد، ماه نمی‌تواند قرص خورشید را بطور کامل بپوشاند. در نتیجه حلقه درخشانی از نور خورشید دور تا دور ماه را فرا می‌گیرد. این حالت را گرفت حلقه‌ای می‌نامند. در گرفت حلقه‌ای ، آسمان همچنان روشن است و تاج خورشیدی نیز دیده نمی‌شود. به این دلیل ، ارزش علمی گرفت حلقه‌ای کم است.
ثبت کسوف
مردم در زمانهای قدیم از گرفتگی خورشید می‌ترسیدند. آنها علت گرفتگی را نمی‌دانستند و خیال می‌کردند که ممکن است خورشید برای همیشه ناپدید شود. امروزه گرفتگی کامل ، برای اخترشناسان فرصت گرانبهایی است تا بخشهای کم نورتر تاج و نیز لایه فام سپهر را مطالعه کنند. مدتها پیش از آنکه گرفتگی رخ دهد. برنامه ریزی دقیقی صورت می‌گیرد، تا چندین هیئت در مسیر گرفت مستقر شوند.

اخترشناسان تلاش می‌کنند تا محلهایی را انتخاب کنند که در مدت کوتاهی ، گرفتگی ابری نباشد. طی چند دقیقه قابل استفاده ، دوربینها و دستگاهها ، همزمان به عکسبرداری و آزمایشهای مختلف مشغول می‌شوند. حتی برخی از گروههای پژوهشگر در حالی که دستگاهها را در هواپیما جای می‌دهند، مطالعات خود را هنگام پرواز انجام می‌دهند. آنها با این روش می‌توانند از مزاحمت ابرها به دور باشند و نیز با پرواز هواپیما ، مسیر سایه ماه را دنبال کنند. از اینرو به مدت مشاهده گرفتگی چندین دقیقه افزوده می‌شود.
اهمیت علمی کسوف
ارزش علمی خورشید گرفتگی به بررسیهایی است که هنگام گرفتگی کلی می‌توان انجام داد که در مواقع دیگر عملا غیر ممکن است. وقتی ماه قرص خورشید را می‌پوشاند لایه‌های خارجی جو خورشید را می‌توان رصد کرد. با پدیدار شدن ستاره‌ها می‌توان انحنای فضا – زمان را اندازه گیری کرد با محاسبه زمان تماس اول ماه با خورشید می‌توان به جزئیاتی در حرکت مداری ماه و زمین پی‌برد. می‌توان ستارگان دنباله‌داری را که در حضیض هستند را بررسی کرد و … .

در قرن اخیر مهمترین سنجشهای خورشید گرفتگی اندازه گیری مکان ستاره‌های قابل روئیت در اطراف خورشید و تأیید تجربی نسبیت عام انیشتین است. نسبیت عام پایه کهکشان شناسی نوین است.
خورشید گرفتگی چیست؟
چرا هرماه خورشيد گرفتگي اتفاق نمي‌افتد؟ انواع خورشيد گرفتگي‌ها چگونه هستند و چه‌طور مي‌توان يک خورشيد گرفتگي را بدون خطر رصد کرد؟
تصور کنید که در حال حرکت در طول یک خیابان هستید و در حال تحمل گرما و نور شدید خورشید ناگهان آسمان تاریک می شود و شما برای مدت کوتاهی احساس راحتی می کنید و سپس دوباره نور خورشید بر شما می تابد. شاید از کنار این اتفاق به آسانی بگذرید اما اگر بدانید عاملی که باعث این اتفاق شده است سایه ماه بوده و شما آن قدر خوش شانس بوده اید که به طور اتفاقی در امتداد نوار بسیار باریک سایه ماه بوده اید شاید این اتفاق برای شما طور دیگری جلوه کند
همانطور که می دانید مدار ماه به گرد زمین اندکی با صفحه زمین خورشید زاویه دارد و این امر باعث می شود که ما هر ماه شاهد خورشید گرفتگی نباشیم. خورشید گرفتگی زمانی اتفاق می افتد که ماه در بین زمین و خورشید قرار گیرد و سایه خود را بر زمین بیافکند. اما این اتفاق زمانی به وقوع می پیوندد که ماه تقریبا نزدیک یکی از گره های مداری خود باشد (گره های مداری نقاطی هستند که در آن مدار یک جسم مدار جسم دیگری را قطع می کند.) زیرا هنگامی که ماه در نزدیکی گره های خود باشد تقریبا بر صفحه زمین خورشید منطبق می شود و بنابراین این امکان وجود دارد تا سایه خود را بر زمین بیافکند و عده ای از علاقه مندان را از خانه هایشان بیرون بکشد

کسوف ها به سه شکل اصلی اتفاق می افتد. نوع اول آن کسوف حلقوی است. همانطور که می دانید مدار ماه بیضوی است و طبعا گاهی اوقات در اوج (دورترين فاصله از زمين) و گاهی اوقات در حضیض (نزديک‌ترين فاصله از زمين) به سر می برد. اگر هنگام کسوف ماه در اوج مداری خود باشد اندازه زاویه‌اي آن، آن‌گونه که از زمين ديده مي‌شود، در مقایسه با اندازه زاویه ای خورشید کمتر می شود و بدین ترتیب ماه نمی تواند همه قرص خورشید را در پشت خود مخفی سازد. بدین ترتیب خورشید در ميانه گرفت به صورت حلقه ای نورانی دیده می شود و این خود یکی از جاذبه های این نوع کسوف است. کسوف 11 مهر ماه در بخشهایی از اسپانیا و آفريقا بدین صورت دیده می شود.
نوع دوم کسوف کلی است. در هنگام کسوف کلی ماه آن قدر از زمین دور نیست که نتواند کل قرص خورشید را در پشت خود مخفی سازد. با پنهان شدن قرص خورشید در پشت قرص ماه نا گهان تاج خورشید خود نمایی می کند و بدین ترتیب نماهای رویایی که همه ما از کسوف دیده ایم به وجود می آیند. نمونه چنین کسوفی در سال 1378 در کشور ما اتفاق افتاد و بسیاری را جذب خود کرد.
نوع سوم کسوف کسوف جزیی است که کسوف روز دوشنبه نیز از همین نوع است. در این نوع کسوف به سبب موقعیت جغرافیایی ناظر در روي زمين و همچنین به دلیل موقعیت ماه در مدارش، زمین وارد تمام‌سایه ماه نمیشود و یا تمام‌سایه ماه از مکان رصد ناظر عبور نمی کند. بدین ترتیب رصد گر تنها در نیم سایه قرار مي‌گيرد و از ديد او فقط بخش‌هايي از خورشيد به وسيله ماه پوشيده مي‌شود.
البته نوعی دیگری از کسوف هم وجود دارد که می توان آن را هم در رده حلقوی ها در نظر گرفت و هم در رده کسوف های کلی. در این نوع کسوف در بعضی از نقاط زمین کسوف کلی است و در بعضی از نقاط ماه قسمت های بسیار کمی از قرص خورشید را نمی پوشاند. این نوع از کسوف ها نیز بسیار زیبا هستند. نمونه از این نوع کسوف امسال (۱۳۸۴) در بخش هایی از منطقه آمریکای مرکزی اتفاق افتاد.
اما نکات لازم در هنگام رصد کسوف جزیی:
1.به هیچ وجه بدون فیلتر به خورشید نگاه نکنید.
2.برای نگاه کردن به خورشید از شیشه هایی که به وسیله دود شمع و یا به طرق دیگر دودی شده اند استفاده نکنید چرا که آن ها تنها شدت نور را کم می کنند و نمی توانند جلوی پرتوهای خطرناک نور خورشید را نمی گیرند.
3.با ابزار نجومی به هیچ وجه بدون فیلتر به خورشید نگاه نکنید.
4.بهترین روش دیدن کسوف استفاده از ابزار هایی مثل اتاق تاریک و یا انداختن تصویر بر روی دیوار یا پرده است.
پاسخ پرسش‌هایی نظیر چه طور می‌توان خورشید‌گرفتگی را دید، چگونه می‌توان از کسوف عکس گرفت و مانند این‌ها را در این مقاله می‌یابید.

چرا خورشید می‌گیرد؟
وقتی که ماه بین زمین و خورشید قرار بگیرد، طوری که سایه آن روی زمین بیافتد، از دید ساکنان آن بخشی از زمین که در سایه ماه قرار دارند خورشید گرفتگی روی می‌دهد.
امن‌ترین راه دیدن خورشیدگرفتگی این است که تصویر خورشید را روی کاغذ بیاندازید
چگونه می‌توان خورشید گرفتگی را دید؟
به یاد داشته باشید که هرگز به صورت مستقیم به خورشید نگاه نکنید. البته نباید به این دلیل ساده خود را از دیدن خورشیدگرفتگی محروم کنید. ساده‌ترین راه برای دیدن خورشید گرفتگی این است که از اتاق تاریک استفاده کنید. اتاق تاریک جعبه‌ای است که نور خورشید از یک روزنه کوچک وارد آن می‌شود و تصویر خورشید در سطح مقابل روزنه تشکیل می‌گردد. همان‌طوری که در شکل می‌بینید با وسایل خیلی ساده و ابتدایی هم می‌توان اتاق تاریک ساخت. اگر می‌خواهید متسقیما خورشید‌گرفتگی را ببینید باید از فیلتر (صافی)‌ یا عینک‌های مخصوص رصد خورشید استفاده کنید. این‌ها را می‌توانید از فروشنده‌های لوازم نجومی تهیه کنید. صافی جوشکاری شماره ۱۴ یا دو صافی جوشکاری شماره ۷ (که روی هم قرار بگیرند) هم مناسبند. باید بدانید که حتی از پشت این فیلترها و عینک‌ها هم نباید بیش از چند ثانیه خورشید را نگاه کرد. همه انواع دیگر چیزهای که ممکن است بشنوید برای رصد خورشید خطرناکند، مثل شیشه‌های دودی، فیلم‌های سوخته عکاسی، فلاپی دیسک، و CD. این‌ها ممکن است از دید شما نور خورشید را بکاهند، اما طول موج‌های خطرناکی از آنها عبور می‌کند که به چشم صدمه می‌زنند. با تمام این احوال ساختن یک روزنه باریک برای تماشای یک خورشید گرفتگی نادر کار پردردسری نیست و ارزشش را دارد.
آیا دیدن خورشید گرفتگی خطرناک است؟
دیدن خورشید، گرفته یا نگرفته، به صورت مستقیم خطرناک است. اما راه‌هایی وجود دارد که با استفاده از آنها می‌توانید خورشید‌گرفتگی را با خیال راحت تماشا کنید. جواب پرسش بالا را ببینید.
چگونه می‌توان با دوربین یا تلسکوپ خورشیدگرفتگی را دید؟
بازهم بهترین راه حل این است که تصویر خورشید را روی کاغذ بیاندازید. این روش برای همه ابزارها مناسب نیست. اگر در دوربین شما قطعات پلاستیکی وجود داشته باشد، همین که آن را به سمت خورشید بگیرید، آن قطعات آب می‌شوند! بیشتر دوربین‌ها و تلسکوپ‌های مدرن این‌گونه اند.
یک لحظه نگاه مستقیم از پشت دوربین یا تلسکوپ به خورشید یا نزدیکی‌های آن صدمات جبران ناپذیری به چشم وارد می‌کند. اگر می‌خواهید از پشت چشمی کسوف را رصد کنید، باید فیلترهای مناسب رصد خورشید را از فروشگاه‌های نجومی تهیه کنید و مطمین باشید که فیلتر را به درستی روی دهانه ابزارتان قرار داده اید، طوری که کوچک‌ترین روزنه‌ای باقی نمانده باشد. از فیلترهایی که روی چشمی تلسکوپ نصب می‌شوند (گاهی تلسکوپ‌های ارزان قیمت با چنین فیلترهایی عرضه می‌شوند) استفاده نکنید. آنها در اثر حرارت تابش خورشید می‌شکنند و بسیار خطرناکند.
چه‌طور می‌توان از خورشیدگرفتگی عکس یا فیلم گرفت؟
راه‌های مختلفی برای عکاسی از خورشید گرفتگی وجود دارید. اگر به لنزهای تله قوی ۵۰۰، ۱۰۰۰ یا تلسکوپ دسترسی دارید، می‌توانید تصاویر نمای بسته خوبی از خورشید گرفته بگیرید. باید روی لنز دوربین را هم با فیلتر مناسب بپوشانید. اگر هوا نیمه ابری باشد شاید بتوانید عکس‌های جالبی از کسوف در پس پرده ابر تهیه کنید. برای این کار به فیلتر احتیاج ندارید ولی باید دیافراگم دوربین را کاملا ببندید و از سرعت‌های بالای یک پانصدم ثانیه برای عکس‌برداری استفاده کنید. یادتان باشد که تماشای خورشید از پشت ویزور دوربین بدون فیلتر خطرناک است. دوربین‌های دیجیتال را هم هرگز نباید مستقیم به خورشید نشانه رفت. این کار به تراشه‌های آنها صدمه می‌زند.
اگر دوربین دیجیتال دارید بهترین کار این است که دوربین را پشت تلسکوپی با فیلتر مناسب بگیرید و آن قدر از خورشید عکس بگیرید تا بعدا بین آنها عکس‌های خوبی پیدا کنید. در این روش عکاسی فکوس نبودن تصویر و لرزش دست اثر نامطلوبی بر تصویر به دست آمده می‌گذارد.
اگر از لنز‌های نرمال یا واید استفاده می‌کنید می‌توانید تمام مراحل خورشیدگرفتگی را روی یک فریم ثبت کنید. به این ترتیب که دوربین را روی سه‌پایه به سمت نقطه‌ای ثابت در آسمان نشانه روید و روی لنز را با فیلتر بپوشانید و مثلا هر ۱۰ دقیقه یک‌بار از کسوف عکس بگیرید.
هر روش عکاسی ای را که انتخاب می‌کنید باید پیش از کسوف چندین بار آن را تمرین کنید تا نتایج مناسبی به دست آورید.
فیلم‌برداری هم کار سختی نیست. باز یادتان باشد که لنز دوربین را با فیلتر مناسب بپوشانید و گرنه به آن صدمه می‌زنید. از زوم (بزرگنمایی)های دیجیتال استفاده کنید. می‌توانید هر ۲-۳ دقیقه چند ثانیه از خورشید فیلم بگیرید، حاصل کار فیلمی از تمام کسوف می‌شود. مسیله مهم این است که برای این که فیلم خوبی تهیه کنید می بایست خورشید را در تمام مدت کسوف دقیقا در مرکز میدان دید قرار دهید. این کار ممکن نیست مگر این‌که دوربین را بر تلسکوپی موتور دارد سوار کنید تا خورشید را در آسمان دنبال کند.