Zatmění Slunce a Měsíce

Zatmění Slunce a Měsíce jsou společně s fázemi Měsíce nejlépe pozorovatelnými jevy na obloze. Pozorování zatmění Slunce probíhalo již v dobách starověkých civilizací a jeho výskyt byl spojován s různými, převážně neblahými událostmi, podobně jako výskyt komet.

Staročínská představa zatmění Slunce

Pro vznik zatmění Slunce je nezbytnou podmínkou přítomnost tělesa, v našem případě Měsíce, které se během pohybu po své dráze dostane do místa přesně mezi Zemí a Sluncem. Podle postavení těles v prostoru se tedy mohou vyskytnout:
- úplné zatmění, jestliže jsou Měsíc a Slunce v jedné přímce a zdánlivá velikost Měsíce převyšuje zdánlivou velikost Slunce;
- prstencové zatmění, které pozorujeme, pokud jsou Měsíc a Slunce v jedné přímce a zdánlivá velikost Měsíce je menší než velikost slunečního disku;
- částečné zatmění, které vzniká, když Slunce a Měsíc nejsou v jedné přímce a měsíční stín prochází mimo Zemi;
- kombinované zatmění, které se objevuje ve vzácných případech, kdy z jednoho místa se zatmění jeví jako úplné a z jiného jako prstencové.
V dnešní době jsou tyto skutečnosti všeobecně známé, ale v dávné historii se naši předkové domnívali, že Slunce je požíráno drakem či jinou obludou, a je nutné nestvůru odehnat - nejčastěji střílením a hlukem. Taková představa existovala například ve starověké Číně, odkud máme také nejstarší zaznamenané zatmění Slunce (v knize "Šu-King"), a to z 22. října 2137 před n. l. Podrobnosti o tomto zatmění jsou zaznamenány proto, že dva císařští astronomové, jmenovali se Hi a Ho, nesplnili svou povinnost a neoznámili včas příchod zatmění (oddávali se údajně světským radovánkám). Nebylo tak možné včas začít bubnovat a zahnat netvora, který požíral slunce. Přestože se slunce z oblohy neztratilo a po chvíli opět nerušeně zářilo, stálo oba astronomy jejich pochybení život.
Ze starověku pocházejí další zdokumentovaná zatmění Slunce. 18. března 721 před n. l. bylo zaznamenáno zatmění Slunce v Babylónii a toto zatmění je důležité proto, že bylo prvním, od něhož dokázali zdejší astronomové předpovídat příchod dalšího zatmění. Chaldejci totiž objevili periodu (nazvanou saros), která určuje dobu, po níž se zatmění opakují. Zjistili, že zatmění Slunce a Měsíce se opakují v cyklu trvajícím 6585 dní 7 hodin a 42 minuty (tj. zhruba 18 let a 10 dní); během jednoho cyklu nastane 45 slunečních (ale z toho jen asi polovina je úplných nebo prstencových) a 28 měsíčních zatmění. Z toho je patrné, že sluneční zatmění se během jednoho cyklu vyskytuje častěji, ale na druhou stranu jeho pozorování je omezeno jen na malou část Země - do místa, kam právě dopadá měsíční stín (ten se pohybuje po zemském povrchu rychlostí asi 600 m/s a jeho šířka nikdy nemůže překročit 270 km). Protože je tedy oblast měsíčního stínu poměrně úzká, připadne na určité místo na Zemi úplné zatmění Slunce průměrně jednou za 200 let. Pro ilustraci: ve střední Evropě bylo poslední úplné zatmění 11. srpna 1999 (pás totality ležel jižně od našich hranic), když předchozí bylo v této oblasti v roce 1706 (to bylo pozorovatelné i z českého území). Zatmění z roku 1999 bylo v centru pozornosti médií a několik "proroků" je spojovalo s koncem světa, který opět nenastal. Přestože se tedy jednalo pro českého pozorovatele o částečné zatmění (v maximální fázi bylo zakryto asi 95% slunečního kotouče - čím jižněji, tím více), bylo u nás hojně pozorováno a řada cestovek pořádala zájezdy do Rakouska a Maďarska, odkud bylo možné pozorovat úplné zatmění Slunce. O zatmění z letošního 1. června proběhla tiskem (některým) jen stručná zpráva a nejbližší zatmění budeme moci z Česka sledovat 20. března 2015 - v maximální fázi bude zakryto 70% slunečního disku.
Měsíční zatmění je naproti tomu pozorovatelné ze všech míst na Zemi, kde je Měsíc právě nad obzorem. V jednom roce mohou nastat maximálně tři měsíční zatmění, ale v některých letech se nemusí vyskytnout žádné úplné zatmění Měsíce. V letošním roce jsou dvě - první proběhlo 15. června (bylo viditelné ze severní polokoule s výjimkou Severní Ameriky), druhé bude 10. prosince (bude pozorovatelné z Asie a Austrálie). Také trvání měsíčního zatmění je v porovnání se slunečním několikanásobně delší. Maximální délka úplného zatmění Měsíce může dosáhnout až 104 minut (včetně všech fází částečného zatmění pak může být dlouhé až 3 hodiny 49 minut). Včerejší zatmění Měsíce trvalo necelých 101 minut a bylo páté nejdelší v tomto století; Měsíc při něm prošel přesně středem stínu Země. U slunečních zatmění je maximální délka úplného zatmění 7 minut 31 vteřin (na podobné si ale musíme počkat: nastane 16. července 2186, kdy bude fáze úplného zatmění trvat 7 minut 28 vteřin; obdobně dlouhé zatmění se přitom za posledních 4000 let nevyskytlo!). Úplné sluneční zatmění bývá většinou podstatně kratší - například u zatmění z 1. srpna 2008 to bylo 2 minuty 27 vteřin a nejdelší zatmění v poslední době se vyskytlo na Filipínách 20. června 1955, kdy úplné zatmění Slunce trvalo 7 minut 8 vteřin (současně bylo nejdelším zatměním v průběhu celého 20. století). Nejdelší sluneční zatmění ve 21. století už proběhlo 22. července 2009 a trvalo 6 minut 39 vteřin.
Vůbec nejstarší informace o zatmění Měsíce pochází ze Střední Ameriky a jedná se o mayskou zprávu z 34. století před n. l. Měsíční zatmění jsou tedy lidmi prokazatelně pozorována více než 5000 let.
Sledování zatmění Slunce a Měsíce mělo pro antické astronomy velký význam, neboť již znali princip jeho vzniku (stín jiného nebeského tělesa). Staří Řekové z pozorování měsíčního zatmění usuzovali (a to již kolem 5. století před n. l.), že podle stínu vrhaného Zemí musí mít náš domov tvar koule, případně válce. To, že Země má tvar válce a volně se vznáší v prostoru, učil mj. řecký filozof Anaximandros (asi 611 - 546 před n. l.), který ve svých astronomických teoriích usilovat o exaktnost v přírodovědném smyslu. A ve 3. století před n. l. odhadoval z pozorování měsíčního zatmění a měsíčních fází Aristarchos ze Samu (asi 320 - asi 250 před n. l.) velikost Měsíce a jeho vzdálenost od Země. Tyto jeho odhady se nám dochovaly v díle "O rozměrech a vzájemných vzdálenostech Slunce a Měsíce", která bylo vydáno latinsky v roce 1589 v Benátkách. Podle Aristarcha je Slunce vzdáleno od Země 18 až 20krát víc než Měsíc (ve skutečnosti je tento poměr jiný a Měsíc je asi 400krát blíž než Slunce). Známé je rovněž to, že Thales z Milétu (asi 624 - 548 před n. l.) předpověděl zatmění slunce v roce 585 před n. l.
Sluneční zatmění jsou významným zdrojem poznatků o sluneční koróně i pro současnou astronomii; sluneční korónu lze spatřit právě jen při úplném zatmění, jinak je skryta v sluneční záři (dnes lze ovšem sledovat korónu kromě chvil úplného zatmění díky přístroji zvanému koronograf, který odfiltruje světlo miliónkrát silněji zářícího slunečního kotouče). Proto se pořádají vědecké výpravy do oblastí, jimiž prochází pás úplného zatmění, jež se označuje jako pás totality (a obvykle jsou to vzdálené a nebezpečné oblasti). Nezřídka jsou vědecké přístroje umisťovány na speciálně upravené letouny, jež letí ve směru pohybu měsíčního stínu. Tím se prodlužuje doba, po kterou lze zatmění slunce pozorovat, a to až na desítky minut. Mimochodem první filmové záběry slunečního zatmění pořízené z paluby letadla pocházejí z 24. ledna 1925 a záznam dvou minut trvajícího zatmění byl souběžně pořizován čtyřmi speciálně upravenými kamerami.
K pozorování slunečních zatmění se později využívaly rovněž sondážní rakety. Poprvé tak učinili pracovníci U. S. Naval Research Observatory v říjnu 1958 a k dalšímu využití raketové sondáže došlo během zatmění v roce 1961 v Sovětském svazu a v roce 1963 v USA. V březnu 1970 se do výzkumů během zatmění Slunce zapojily i umělé družice: stacionární družice ATS 5 sledovala pohyb měsíčního stínu a družice OSO 5 a OSO 6 pozorovaly Slunce v době,kdy byly zakryto z 80 až 90 procent.
Sluneční zatmění díky pilotovaným kosmickým letům pozorovali lidé také z oběžné dráhy. Poprvé se to podařilo posádce kosmické lodi Gemini 12 (Lovell, Aldrin), která 12. listopadu 1966 proletěla pásmem slunečního zatmění nad ostrovy Galapagos. Při průletu stínem astronauti pořídili dva snímky Slunce přes okénko (vzhledem k několikeré změně letového programu nebyl čas na otevření dveří kabiny). Snímky byly pořízeny speciální kamerou Maurer expozicí jedné a čtyř vteřin na 70mm film. A 19. července 1975 při historicky prvním společném americko-sovětském experimentu Sojuz-Apollo byla americká kosmická loď Apollo použita k vytvoření umělého zatmění Slunce. Při pokusu byla kabina Apollo ASTP vzdálena od sovětské lodi Sojuz 19 asi 200 metrů (tak, aby právě zakryla sluneční disk) a sovětští kosmonauti (Leonov a Kubasov) několik minut "zatmění" ze své lodi sledovali a fotografovali.
A pozorovat sluneční zatmění z Měsíce se podařilo poprvé americké sondě Surveyor 3, která 20. dubna 1967 přistála na Měsíci, a která o čtyři dny později pořídila barevné snímky Země zcela zakrývající sluneční disk.
Nakonec ještě přehled úplných zatmění Slunce, která se vyskytly (a vyskytnou) na území dnešního Česka: 29. října 878, 7. června 1415, 12. května 1706 a nejbližší úplné zatmění bude 7. října 2135.

HLAVNÍ PRAMENY:
[1] R. Čeman, E. Pittich: Vesmír 1 Sluneční soustava, Mapa Slovakia Bratislava 2002
[2] J. Grygar, Z. Horský, P. Mayer: Vesmír, Mladá fronta, Praha 1979
[3] P. Lála, A. Vítek: Malá encyklopedie kosmonautiky, Mladá fronta, Praha 1982
[4] F. Martinek: Proč mizí Slunce a Měsíc - in: Svět, ročník 2008, číslo 2
[5] E. Pittich, D. Kalmančok: Obloha na dlani, Obzor, Bratislava 1981
[6] SPACE: Úspěšné finále - in: Letectví a kosmonautika, ročník 1967, číslo 1

-----
Příště: Americká raketová letadla; plánované zveřejnění: 20.6.2011.