Nadchodzące całkowite zaćmienie słońca pojawia się ostatnio na pierwszych stronach gazet, przez co niektórzy zastanawiają się, w jaki sposób agencje takie jak NASA opracowują mapy przewidujące ścieżkę całkowitego zaćmienia. Cóż, wszystko sprowadza się do znajomości dokładnego kształtu i położenia Księżyca oraz kilku innych kluczowych cech i aspektów środowiskowych dotyczących chwil, zanim Księżyc przesunie się bezpośrednio między Słońcem a Ziemią.
Kiedy obserwatorzy gwiazd spoglądają w nocne niebo, Księżyc wydaje się być ładnie ukształtowaną okrągłą kulą. Jednak Księżyc w rzeczywistości nie jest całkiem okrągły, podobnie jak Ziemia. Według NASA Księżyc to „nierówny świat szczytów, basenów i dolin”. Mając wiedzę o dokładnym kształcie Księżyca i jego położeniu względem Słońca, NASA może dokładnie zrozumieć, gdzie jego cień zaciemni powierzchnię Ziemi.
Advertisement
NASA twierdzi, że dzisiejsze mapy zaćmień uwzględniają nie tylko krajobraz Księżyca, ale także kontury ziemskich pasm górskich, nizin i innych obiektów. Przez bardzo długi czas mapy zaćmień przedstawiały kształt cienia Księżyca na ziemi jako gładką elipsę. Jednakże kształt jest znacznie zmieniany zarówno przez nierówny teren Księżyca, jak i wysokość obserwatorów na Ziemi.
Cień Księżyca jest opisywany jako część cienia Księżyca, w której całe Słońce jest blokowane przez Księżyc, a jego stożek w przestrzeni rozciąga się na około 400 000 kilometrów za Księżycem. Kiedy mały koniec stożka uderza w Ziemię, osoby obserwujące go doświadczają całkowitego zaćmienia słońca. NASA opisuje kształt cienia jako przecięcie stożka cienia z powierzchnią Ziemi. Na mapie zaćmień kieruje to obserwatorów tam, gdzie muszą się znaleźć, aby doświadczyć pełni.
Matematyka używana obecnie do przewidywania i mapowania zaćmień została opracowana przez Friedricha Wilhelma Bessela w 1829 r. Później została „wyrażona w nowoczesnej formie” przez Williama Chauveneta w 1863 r. Metoda Bessela wykorzystuje układ współrzędnych oparty na płaszczyźnie, zwany podstawą płaszczyzna przechodząca przez środek Ziemi i prostopadła do linii Słońce-Księżyc. NASA zauważyła, że to „znacznie upraszcza obliczenia”. Mówi się, że przecięcie cienia Księżyca z płaszczyzną zawsze jest okręgiem.
Korzystając z tego układu współrzędnych, agencje takie jak NASA mogą obliczyć zaledwie kilka liczb, zwanych liczbami Bessela. Liczby te są następnie „podłączane” do różnych równań, aby przewidzieć prawie wszystko, co każdy chce wiedzieć o zaćmieniu. System ten pozwala NASA i innym podmiotom nie tylko przewidywać zaćmienia występujące w teraźniejszości, ale także pozwala im porównywać setki, a nawet tysiące zaćmień z przeszłości i przyszłości.
Advertisement
Oczywiście w dzisiejszych czasach istnieje znacznie więcej danych, z którymi można pracować. Mapa używana przez NASA do całkowitego zaćmienia Słońca w 2024 r. wykorzystuje zbiory danych z kilku misji NASA. Dane o zaćmieniach zostały obliczone przez wizualizator Erniego Wrighta na podstawie informacji o wysokości z misji wahadłowca radarowego topograficznego (SRTM), topografii Księżyca z sondy Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) i pozycji planet z efermery JPL DE241. Główny wizualizator, Michael Garrison, wykorzystał także zdjęcia Ziemi z należącej do NASA rakiety Blue Marble Next Generation do stworzenia mapy terenu.
Nawet przy tych wszystkich danych i sprzęcie przewidywanie precyzyjna ścieżka całości może być trudne. Można to zauważyć po tym, że w tygodniach i dniach poprzedzających całkowite zaćmienie Słońca w 2024 r. ścieżka całości została nieznacznie skorygowana. Każdy, kto chce zająć miejsce w pierwszym rzędzie podczas całkowitego zaćmienia, a nie może dotrzeć na ścieżkę całkowitego zaćmienia, może nadal wziąć udział w wydarzeniu za pośrednictwem transmisji na żywo NASA, którą można obejrzeć w drugim filmie na YouTube powyżej.