Έκλειψη στην αστρονομία είναι το φαινόμενο κατά το οποίο η Γη εισέρχεται στη σκιά ενός ουράνιου σώματος, με αποτέλεσμα το αυτόφωτο σώμα που δημιουργεί την σκιά να χάνει μέρος της φωτεινότητάς του ή να μην μπορεί να παρατηρηθεί ολόκληρο ή μέρος του από τη Γη.

Έκλειψη ηλίου ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο η Σελήνη παρεμβάλλεται ανάμεσα στον Ήλιο και τη Γη, με αποτέλεσμα ορισμένες περιοχές της Γης να δέχονται λιγότερο φως από ότι συνήθως. Μπορεί να είναι μερική ή ολική. Κάθε έτος πραγματοποιούνται τουλάχιστον 2 εκλείψεις Ηλίου, ενώ ο μέγιστος αριθμός εκλείψεων Ηλίου που μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ένα έτος είναι 5.

 

Προϋπόθεση για να συμβεί μία έκλειψη είναι η ευθυγράμμιση τριών ουρανίων σωμάτων από τα οποία το ένα τουλάχιστον είναι αυτόφωτο (αστέρας). Ο όρος είναι ευρύτερα γνωστός από τις εκλείψεις της Σελήνης και του Ηλίου που παρατηρούμε από τη Γη. Στις εκλείψεις αυτές το αυτόφωτο σώμα είναι ο Ήλιος και τα άλλα δύο σώματα που ευθυγραμμίζονται με τον Ήλιο είναι η Γη και η Σελήνη. Εκτός από τις εκλείψεις της Ηλίου και Σελήνης υπάρχουν και άλλες περιπτώσεις, όπως όταν ο φυσικός δορυφόρος ενός πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος εισέρχεται στη σκιά του πλανήτη, ή στην περίπτωση ενός διπλού ζεύγους αστέρων που το επίπεδο της τροχιάς τους διέρχεται από τη Γη. Στην τελευταία περίπτωση η φωτεινότητα του ζεύγους αυξομειώνεται περιοδικά καθώς ο ένας αστέρας «κρύβεται» πίσω από τον άλλον. Η περίπτωση μεταβολής της φωτεινότητας μερικών αστέρων αποδίδεται σήμερα στην ύπαρξη γιγαντιαίων πλανητών (μεγαλύτερου μεγέθους από τον Δία) στο πλανητικό σύστημα του αστέρα, όταν παρεμβάλλονται μεταξύ του αστέρα και της Γης. Η μελέτη της μεταβολής της φωτεινότητας και της περιόδου του φαινομένου έδωσε για πρώτη φορά αποδείξεις για την ύπαρξη πλανητών εκτός του ηλιακού μας συστήματος.

Έκλειψη Σελήνης: Φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο η Σελήνη σταματάει να δέχεται το φως του Ήλιου καθώς ανάμεσα στα δύο αυτά ουράνια σώματα παρεμβάλλεται η Γη. Έκλειψη Σελήνης μπορεί να παρατηρηθεί κατά τη  νύχτα και όταν η Σελήνη βρίσκεται στη φάση της Πανσελήνου.

Έκλειψη Ηλίου: Φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο η Σελήνη παρεμβάλλεται ανάμεσα στον Ήλιο και στη Γη με αποτέλεσμα ορισμένες περιοχές της Γης να δέχονται λιγότερο φως από ότι συνήθως. Έκλειψη Ηλίου μπορεί να παρατηρηθεί κατά την ημέρα και όταν η Σελήνη βρίσκεται στη φάση της νέας Σελήνης.

Σχηματική παράσταση της Έκλειψης Ηλίου

Κάθε ετερόφωτο ουράνιο σώμα του ηλιακού μας συστήματος όταν δέχεται από την μία πλευρά του το φως του Ήλιου δημιουργεί από την άλλη του πλευρά μία περιοχή που ονομάζεται κώνος σκιάς ή σκιά του σώματος αυτού. Στην περιοχή της σκιάς δεν μπορούν να φτάσουν οι ακτίνες του Ήλιου. Όταν ένα δεύτερο σώμα βρεθεί στην περιοχή της σκιάς αυτής τότε σταματάει να δέχεται το φως του Ήλιου και το φαινόμενο αυτό ονομάζεται έκλειψη του δεύτερου σώματος. Στην πλευρά της σκιάς δημιουργείται επίσης και μία περιοχή στην οποία αποκόπτεται τμήμα της ακτινοβολίας του Ήλιου. Η περιοχή αυτή ονομάζεται παρασκιά. Όταν ένα ουράνιο σώμα βρεθεί στην παρασκιά ενός άλλου ουράνιου σώματος δέχεται λιγότερο φως από ότι συνήθως με αποτέλεσμα η φωτεινότητά του να ελαττώνεται.

Η Σελήνη και η Γη ανήκουν στα ετερόφωτα ουράνια σώματα όπως όλοι οι πλανήτες και οι φυσικοί δορυφόροι τους. Το φως που παρατηρούμε να εκπέμπει τη νύχτα η Σελήνη προέρχεται από την ανάκλαση του φωτός του Ήλιου στην επιφάνειά της. Ανάλογα με τη θέση της Γης, του Ήλιου και της Σελήνης δημιουργούνται οι φάσεις της Σελήνης (  νέα Σελήνη, πρώτο ή τελευταίο τέταρτο, πανσέληνος). Για να συμβεί έκλειψη Σελήνης θα πρέπει αυτή να βρεθεί στη σκιά της Γης. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο όταν ο Ήλιος, η Γη και η Σελήνη βρίσκονται πάνω στην ίδια ευθεία γραμμή ή περίπου πάνω στην ίδια ευθεία γραμμή και με τη Γη να βρίσκεται ανάμεσα στα δύο ουράνια σώματα. Ανάλογα για να συμβεί έκλειψη Ηλίου θα πρέπει η Γη να βρεθεί στη σκιά της Σελήνης. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο όταν ο Ήλιος, η Γη και η Σελήνη βρίσκονται πάνω στην ίδια ευθεία γραμμή ή περίπου πάνω στην ίδια ευθεία γραμμή και όταν η Σελήνη βρίσκεται ανάμεσα στα δύο ουράνια σώματα.

Πότε συμβαίνουν εκλείψεις Ηλίου και Σελήνης;

Αν το επίπεδο της τροχιάς της Σελήνης γύρω από τη Γη ήταν ίδιο με το επίπεδο της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο (επίπεδο της εκλειπτικής), τότε θα είχαμε έκλειψη Σελήνης και Ηλίου κάθε μήνα, δηλαδή κάθε φορά που η Σελήνη θα βρισκόταν στη φάση της πανσέληνου και της νέας Σελήνης αντίστοιχα, καθώς κάθε μήνα θα ευθυγραμμίζονταν τα τρία ουράνια σώματα. Όμως τα δύο αυτά επίπεδα σχηματίζουν μεταξύ τους γωνία περίπου 5ο 8’ και οι δύο τροχιές τέμνονται στην ουράνια σφαίρα σε δύο σημεία που ονομάζονται αναβιβάζων σύνδεσμος και καταβιβάζων σύνδεσμος. Η ευθεία που συνδέει του δύο συνδέσμους ονομάζεται γραμμή των συνδέσμων. Για να ευθυγραμμιστούν λοιπόν τα τρία ουράνια σώματα θα πρέπει ο Ήλιος και η Σελήνη να βρίσκονται κοντά στους συνδέσμους αυτούς. Όταν ο Ήλιος και η Σελήνη βρίσκονται ταυτόχρονα κοντά στον ίδιο σύνδεσμο (σύνοδος) τότε έχουμε έκλειψη Ηλίου, ενώ όταν τα δύο ουράνια σώματα βρίσκονται σε διαφορετικούς συνδέσμους (αντίθεση) τότε συμβαίνει έκλειψη της Σελήνης.

Κατά τη διάρκεια ενός έτους ο Ήλιος διέρχεται μία φορά από κάθε σύνδεσμο με αποτέλεσμα να δημιουργούνται κάθε έτος δύο «εκλειπτικές εποχές» δύο δηλαδή χρονικά διαστήματα μέσα στα οποία μπορούν να συμβούν οι εκλείψεις. Η Γη καθώς έχει μεγαλύτερο όγκο από τη Σελήνη δημιουργεί και μεγαλύτερο κώνο σκιάς. Για το λόγω αυτό η εκλειπτική εποχή των ηλιακών εκλείψεων διαρκεί 30 έως 36 ημέρες και η εκλειπτική εποχή των σεληνιακών εκλείψεων διαρκεί 19 έως 24 ημέρες. Η Σελήνη για να επανέλθει στην ίδια φάση (συνοδικός μήνας) χρειάζεται 29,5 περίπου ημέρες. Έτσι σε κάθε εκλειπτική εποχή μπορεί να συμβούν μία ή δύο ηλιακές εκλείψεις και μία ή καμία σεληνιακή έκλειψη.

Εξαιτίας των παρέλξεων που δέχεται η Σελήνη η γραμμή των συνδέσμων στρέφεται δυτικά κατά 20ο που αντιστοιχούν σε 20 περίπου ημέρες. Έτσι υπάρχει περίπτωση σε ένα έτος να ανήκουν τρεις εκλειπτικές εποχές αν η πρώτη εκλειπτική εποχή συμπέσει με την αρχή του έτους. Μέσα σε ένα έτος λοιπόν μπορούμε να έχουμε 2 έως 5 ηλιακές εκλείψεις και καμία έως 3 σεληνιακές εκλείψεις.

Η παραπάνω συχνότητα με την οποία συμβαίνουν οι ηλιακές και οι σεληνιακές εκλείψεις ίσως φαίνεται περίεργη καθώς από την καθημερινή εμπειρία γνωρίζουμε ότι οι ανακοινώσεις των σεληνιακών εκλείψεων είναι πιο συχνές από αυτές των ηλιακών εκλείψεων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ηλιακές εκλείψεις αν και συμβαίνουν πιο συχνά, έχουν μικρότερη διάρκεια, με αποτέλεσμα να είναι δυνατόν να παρατηρηθούν μόνο από πολύ λίγες και συγκεκριμένες περιοχές πάνω στη Γη. Μία ολική έκλειψη Ηλίου μπορεί να διαρκέσει μέχρι 7,5 λεπτά ενώ ο συνήθης χρόνος είναι κατά πολύ μικρότερος. Αντίθετα μία ολική έκλειψη σελήνης μπορεί να διαρκέσει περισσότερο από 1,5 ώρα και για αυτό το λόγο είναι ορατή από περισσότερες περιοχές της Γης.

Πρόβλεψη των ηλιακών και σεληνιακών εκλείψεων

Το φαινόμενο των εκλείψεων είναι περιοδικό και για αυτό το λόγο είναι εύκολο να προβλεφθεί ο χρόνος που αυτές θα συμβούν. Η κίνηση της γραμμής των συνδέσμων εκτελεί μία πλήρη περιστροφή σε περίπου 18 χρόνια και 11 ημέρες. Η περίοδος αυτή ονομάζεται περίοδος Σάρος (Saros) και η μέθοδος προσδιορισμού των εκλείψεων ονομάζεται κύκλος του Σάρος.

Μία ολική έκλειψη ηλίου είναι ένα σπάνιο ουράνιο φαινόμενο κατά το οποίο ο δίσκος της σελήνης εφάπτεται εσωτερικά με τον ηλιακό δίσκο κρύβοντας κάθε ίχνος ηλιακού φωτός για μερικά λεπτά. Αυτό συμβαίνει διότι, στον ουράνιο θόλο, τα δύο σώματα φαίνεται πως έχουν το ίδιο ακριβώς μέγεθος. Πρόκειται για μία κοσμική σύμπτωση, αφού ο ήλιος βρίσκεται 400 φορές πιο μακριά από τη σελήνη, αλλά φαίνεται αντίστοιχα και 400 φορές μικρότερος.

Επειδή η τροχιά της γης γύρω από τον ήλιο δεν είναι κυκλική αλλά ελλειπτική, και σε συνδυασμό με την επίσης ελλειπτική τροχιά της σελήνης γύρω από τη γη, για τον επίγειο παρατηρητή τα δύο σώματα αλλάζουν συνεχώς μέγεθος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία τριών ειδών εκλείψεων.

Κατά την ολική έκλειψη ηλίου, το μέγεθος της σελήνης είναι τέτοιο ώστε καλύπτει πλήρως τον ηλιακό δίσκο. Ο παρατηρητής βρίσκεται μέσα στη σκιά της σελήνης (στο σχήμα δεξιά, η Γη βρίσκεται στη μαύρη περιοχή). Κατά την δακτυλιοειδή έκλειψη ο κώνος της σκιάς της σελήνης δεν ακουμπάει στην επιφάνεια της Γης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα ο παρατηρητής να βλέπει ένα ηλιακό  δαχτυλίδι γύρω από το σκοτεινό σώμα της σελήνης (μοβ περιοχή). Στη μερική έκλειψη ηλίου ο παρατηρητής βλέπει ένα ποσοστό του ήλιου «φαγωμένο» από τη σελήνη (ανοιχτή μοβ περιοχή).

Οι ολικές ηλιακές εκλείψεις μπορούν θεωρητικά να διαρκέσουν έως και 7:30 λεπτά. Οι δακτυλιοειδείς ηλιακές εκλείψεις μπορούν θεωρητικά να διαρκέσουν έως και 12:30 λεπτά.

Οι εκλείψεις στην ιστορία

Η πρώτη καταγεγραμμένη αναφορά ηλιακής έκλειψης έρχεται από την Κίνα το 2136 ή 2159 π.Χ. Οι υπηρέτες Χο και Χι θανατώθηκαν από τον αυτοκράτορα γιατί δεν κατάφεραν να προβλέψουν την έκλειψη. Στην Κίνα πίστευαν ότι ένας δράκος καταπίνει τον ήλιο.

Το 1178 π.Χ. και συγκεκριμένα η 16η Απριλίου αναφέρεται στην Οδύσσεια του Ομήρου

«…και ο ήλιος χάθηκε μέσα στον ουρανό και μία ανίερη ομίχλη κάλυψε τα πάντα».

Αναφορά του Αρχίλοχου για την ολική έκλειψη ηλίου της 6ης Απριλίου 648 πχ

«Ο Δίας, ο πατέρας των Ολύμπιων Θεών, μετέτρεψε τη μέρα σε νύκτα κρύβοντας το φως του απαστράπτοντος ηλίου, και βαθύς φόβος κυρίευσε τους ανθρώπους».

Το 585 π.Χ. έχουμε την πρώτη πιθανή πρόβλεψη ηλιακής έκλειψης από τον Θαλή τον Μιλήσιο, όπως την καταγράφει ο Ηρόδοτος Η έκλειψη έγινε η αφορμή για την παύση των εχθροπραξιών ανάμεσα στους Μήδειους και τους Λήδειους.

Αναρίθμητες είναι οι αναφορές των ηλιακών εκλείψεων από Έλληνες, Κινέζους, Ρωμαίους και άλλους λαούς της αρχαιότητας. Στην αρχαιότητα μια έκλειψη θεωρούνταν  κακός οιωνός. Στις μέρες μας θεωρείται η αφρόκρεμα των ουράνιων φαινομένων· ορισμένοι άνθρωποι ταξιδεύουν στα άκρα του κόσμου για να ζήσουν την εμπειρία της ολικότητας έστω και για λίγα λεπτά.

Τα στάδια μίας ολικής έκλειψης

Μία ολική ηλιακή έκλειψη διαρκεί συνήθως τρεις ώρες (εάν ο παρατηρητής βρίσκεται στο μονοπάτι της ολικότητας).

Στην αρχή η Σελήνη κάνει την εμφάνισή της πάνω στον ηλιακό δίσκο σαν μία «δαγκωματιά». Αυτή ονομάζεται πρώτη επαφή και σημαίνει την έναρξη της έκλειψης.

Το φαινόμενο προοδεύει χωρίς να δίνει στον παρατηρητή κανένα σημάδι για την δραματική εξέλιξη που θα έχει. Όταν η κάλυψη του ηλιακού δίσκου από τη σελήνη ξεπεράσει το 70% αρχίζει να γίνεται αντιληπτή μία αμυδρή μείωση της φωτεινότητας του περιβάλλοντα χώρου. Στο 90% το φως του ήλιου έχει ήδη μειωθεί αισθητά.

Το φαινόμενο του διαμαντένιου δαχτυλιδιού

Η φάση της ολικής έκλειψης.

Πέντε λεπτά πριν από τη δεύτερη επαφή ή αλλιώς έναρξη της ολικότητας, το φως του ήλιου που φτάνει στη γη έρχεται από μία πολύ λεπτή δέσμη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να παρατηρείται το φαινόμενο των σκιωδών ζωνών (shadow bands). Ο παρατηρητής βλέπει πάνω σε μεγάλες λευκές επιφάνειες ζώνες από σκιές να διαδέχονται η μία την άλλη σε μεγάλη ταχύτητα.

Ένα άλλο εντυπωσιακό φαινόμενο, λίγο πριν την ολικότητα, είναι η σκιά της σελήνης που έρχεται από τα δυτικά με τρομακτική ταχύτητα και αρχίζει να βυθίζει στο σκοτάδι τις παρακείμενες περιοχές.

Ένα λεπτό ή και λιγότερο, πριν την ολική φάση, μπορεί κανείς να παρατηρήσει τις τελευταίες ακτίνες ηλίου, καθώς αυτές περνούν μέσα από τις κοιλάδες της Σελήνης, σχηματίζοντας κάτι που μοιάζει με χάντρες κομπολογιού και που πρώτος παρατήρησε ο Francis Baily το 1836. Αυτές οι χάντρες ονομάζονται χάντρες του Μπέιλι (Baily’s beads).

Ελάχιστα δευτερόλεπτα πριν την ολικότητα, οι χάντρες του Μπέιλι αρχίζουν να χάνονται αστραπιαία και όταν μείνει η τελευταία από αυτές, εμφανίζεται το επιβλητικό στέμμα του ηλίου, που μαζί με την τελευταία φωτεινή χάντρα σχηματίζουν το λεγόμενο μαργαριταρένιο δαχτυλίδι (diamond ring). Και αμέσως μετά ο μαύρος δίσκος της σελήνης παίρνει τη θέση του ηλίου…

Στα λίγα λεπτά που ακολουθούν ο ουρανός σκοτεινιάζει και κάνουν την εμφάνισή τους τα λαμπρότερα άστρα του ουρανού, η Αφροδίτη και ο Ερμής. Στο κέντρο του ουρανού, και στο σημείο που ήταν ο ήλιος, δεσπόζει τώρα το ηλιακό στέμμα το οποίο εκτείνεται ακόμα και σε απόσταση 8 ηλιακών ακτινών. Το φαινόμενο είναι μοναδικό. Ο παρατηρητής μπορεί να διακρίνει λεπτές κόκκινες προεξοχές που ξεπηδούν από την επιφάνεια του ηλίου σαν πύρινες γλώσσες, τις λεγόμενες ηλιακές φλόγες. Ο τριγύρω ορίζοντας παίρνει ένα κοκκινωπό χρώμα, αφού η διάμετρος της σκιάς σπάνια ξεπερνά τα 250 χιλιόμετρα, και έξω από αυτήν η κάλυψη δεν φτάνει ποτέ το 100%. Η βίαιη εναλλαγή της μέρας με την νύχτα μπερδεύει τα  ζώα, που νομίζουν ότι νύχτωσε και πάνε στις φωλιές τους, τα πουλιά σταματούν να κελαηδούν και τα λουλούδια κλείνουν τα πέταλά τους.

Τα λεπτά περνούν και η ολιγόλεπτη νύχτα δίνει τη θέση της και πάλι στην ημέρα με την τρίτη επαφή και το τέλος της ολικότητας. Τα παραπάνω φαινόμενα συμβαίνουν αντίστροφα και σιγά – σιγά εμφανίζεται ένα «νυχάκι» από τον ήλιο και, καθώς μεγαλώνει, το φως επανέρχεται βαθμιαία.