Έκλειψη

Έκλειψη στην αστρονομία είναι το φαινόμενο κατά το οποίο επηρεάζεται η φωτεινότητα ενός ουράνιου σώματος, είτε διότι εισέρχεται στη σκιά ενός άλλου ουράνιου σώματος, είτε διότι ένα άλλο ουράνιο σώμα εισέρχεται ανάμεσα σε εκείνο και τον παρατηρητή. Η έκλειψη είναι μία μορφή συζυγίας.
Συνήθως, ο όρος έκλειψη χρησιμοποιείται για την περιγραφή μιας έκλειψης Ηλίου ή μιας έκλειψης Σελήνης. Την σημερινή εποχή, η έκλειψη Ηλίου μπορεί να είναι μερική, όταν ο παρατηρητής στη Γη βλέπει τη Σελήνη να καλύπτει ένα τμήμα απο τον δίσκο του Ήλιου, ολική, όταν η Σελήνη καλύπτει ολόκληρο τον Ηλιακό δίσκο ή  δακτυλιοειδής, όταν η Σελήνη αφήνει ακάλυπτη την περιφέρεια του Ηλιακού δίσκου ο οποίος μοιάζει με φωτεινό δαχτυλίδι. Η έκλειψη Σελήνης μπορεί να είναι  μερική, όταν μόνο ενα τμήμα της Σελήνης εισέρχεται στη σκιά της Γης, ολική, όταν ολόκληρη η Σελήνη εισέρχεται μέσα στη Γήινη σκιά ή  παρασκιώδης, όταν η Σελήνη εισέρχεται μόνο στην παρασκιά της Γης και ο παρατηρητής στη Γη αντιλαμβάνεται απλώς μια μείωση της φωτεινότητας της Σελήνης.Η  παρασκιώδης έκλειψη μπορεί να είναι είτε μερική είτε ολική καθώς η Σελήνη μπορεί να εισέλθει είτε εν μέρει είτε ολόκληρη μέσα στην Γήινη παρασκιά.
Εκλείψεις μπορούν να παρατηρηθούν και σε συστήματα πέρα από το σύστημα Γη-Σελήνη, όπως για παράδειγμα σε πλανήτες με δορυφόρους, σε δορυφόρους που περνούν στην σκιά άλλου δορυφόρου, ή σε διπλούς αστεροειδείς.

Γενικά

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 Γη παρεμβάλλεται ανάμεσα στον Ήλιο και τη Σελήνη,οπότε η Σελήνη δέχεται λιγότερο ηλιακό φως απ ότι συνήθως αν βρεθεί στην παρασκιά της Γης,ή σταματάει να δέχεται εντελώς το ηλιακό φως αν βρεθεί στη σκιά της Γης.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 ηλιακό φως από ότι συνήθως αν η Σελήνη καλύψει μερικώς τον Ήλιο,ή σταματούν να δέχονται εντελώς το ηλιακό φως αν η Σελήνη καλύψει τελείως τον Ήλιο.Έκλειψη Ηλίου μπορεί να παρατηρηθεί κατά την ημέρα και όταν η Σελήνη βρίσκεται στη φάση της νέας Σελήνης.

Εξήγηση των εκλείψεων Ηλίου και Σελήνης

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 λόγο 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 γι αυτό το λόγο είναι ορατή από περισσότερες περιοχές της Γης.

Πρόβλεψη των ηλιακών και σεληνιακών εκλείψεων

Το φαινόμενο των εκλείψεων είναι περιοδικό και γι αυτό το λόγο είναι εύκολο να προβλεφτεί 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.