Σάρος (αστρονομία)

Ο Σάρος (ή σάρος, με μικρό) στην αστρονομία είναι μία χρονική περίοδος ίση με 223 συνοδικούς μήνες ακριβώς, δηλαδή 6585,3213 ημέρες ή 18 έτη και 11 ημέρες περίπου. Αυτή η περίοδος χρησιμεύει από την αρχαιότητα για την πρόβλεψη των εκλείψεων Ηλίου και Σελήνης. 1 Σάρο μετά από μία έκλειψη, ο `Ηλιος, η Γη και η Σελήνη επανέρχονται σχεδόν στις ίδιες σχετικές θέσεις, και μία σχεδόν ταυτόσημη έκλειψη θα συμβεί. Είναι ο λεγόμενος «κύκλος του Σάρου».

Ιστορία

Η αρχαιότερη ιστορική καταγραφή του σάρου που ανακαλύφθηκε προέρχεται από την αυτοκρατορία των Χαλδαίων (νεο-Βαβυλώνιοι αστρονόμοι) την πρώτη χιλιετία π.Χ. Αργότερα, ήταν γνωστός στον `Ιππαρχο, στον Πλίνιο και στον Πτολεμαίο, αλλά με διαφορετικά ονόματα. Η σουμεριακή/βαβυλωνιακή λέξη "šár" ήταν μονάδα μετρήσεως στην αρχαία Μεσοποταμία και ως αριθμός εμφανίζεται ότι είχε τιμή 3600. Το εξελληνισμένο όνομα "saros" δόθηκε για πρώτη φορά στον κύκλο των εκλείψεων από τον Έντμουντ Χάλλεϋ το 1691, που το πήρε από το Λεξικό του Σουίδα. Οι πληροφορίες του «Σουίδα» με τη σειρά τους προέρχονται (άμεσα ή έμμεσα) από το Χρονικό του Ευσεβίου Καισαρείας, που μνημονεύει τον Βηρωσσό.
Ο μηχανικός υπολογισμός του κύκλου του Σάρου εμπεριέχεται στον Μηχανισμό των Αντικυθήρων.

Περιγραφή

Ο σάρος, ως περίοδος χρόνου ίση με 6585,322 ημέρες (14 κοινά έτη + 4 δίσεκτα έτη + 11,322 ημέρες, ή 13 κοινά έτη + 5 δίσεκτα έτη + 10.322 ημέρες), είναι χρήσιμος για την πρόβλεψη των ημερομηνιών, αλλά και των ωρών κατά τις οποίες θα συμβούν παρόμοιες εκλείψεις. Προκύπτει από τρεις περιοδικότητες της σεληνιακής τροχιάς: τον σεληνιακό μήνα, τον δρακονικό μήνα και τον ανωμαλιστικό μήνα. Για να συμβεί μία έκλειψη, η Σελήνη πρέπει να παρεμβάλλεται μεταξύ της Γης και του Ηλίου (έκλειψη Ηλίου) ή η Γη πρέπει να παρεμβάλλεται μεταξύ της Σελήνης και του Ηλίου (έκλειψη Σελήνης). Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο στις φάσεις της νέας σελήνης ή της πανσελήνου, αντιστοίχως, και οι επαναλήψεις αυτών των φάσεων αντιστοιχούν στη συνοδική περίοδο της Σελήνης, τον σεληνιακό ή συνοδικό μήνα, που διαρκεί περίπου 29,53 ημέρες. Αλλά τις περισσότερες φορές κατά τη διάρκεια μιας πανσελήνου ή νέας σελήνης η σκιά της Γης ή της Σελήνης πέφτει στα βόρεια ή στα νότια του άλλου σώματος. Επομένως, για να συμβεί έκλειψη πρέπει επιπλέον τα τρία σώματα να ευθυγραμμίζονται σχεδόν. Αυτή η συνθήκη ικανοποιείται μόνο όταν μία νέα σελήνη ή πανσέληνος περνά κοντά στο επίπεδο της εκλειπτικής, με άλλη ορολογία όταν περνά από έναν εκ των δύο συνδέσμων της τροχιάς της (τον ανερχόμενο ή τον κατερχόμενο). Ο χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών περασμάτων από το επίπεδο της εκλειπτικής είναι ο δρακονικός μήνας, ίσος με 27,21 ημέρες. Συνεπώς οι συνθήκες είναι κατάλληλες μία φορά κάθε 5 ή 6 μήνες (ο `Ηλιος, όντας σε σύνοδο ή αντίθεση με τη Σελήνη, βρίσκεται επίσης σε ένα σύνδεσμο της σεληνιακής τροχιάς εκείνη τη στιγμή - αυτό συμβαίνει δύο φορές σε κάθε δρακονικό έτος. Ωστόσο, αν δύο εκλείψεις πρόκειται να έχουν την ίδια εμφάνιση και διάρκεια, τότε και η απόσταση Γης-Σελήνης, και η απόσταση Γης-Ηλίου, πρέπει να είναι οι ίδιες για αμφότερα τα γεγονότα. Ο χρόνος που χρειάζεται η Σελήνη για να επιστρέψει στην ίδια απόσταση από τη Γη μετά από μία τροχιά της γύρω από τον πλανήτη μας είναι ο ανωμαλιστικός μήνας, που διαρκεί περίπου 27,55 ημέρες.
Μετά από ένα σάρο η Σελήνη θα έχει συμπληρώσει σχεδόν ακέραιο αριθμό συνοδικών, δρακονικών και ανωμαλιστικών μηνών, ώστε η γεωμετρία του συστήματος Γης-Ηλίου-Σελήνης θα είναι σχεδόν η ίδια: Η Σελήνη θα έχει την ίδια φάση, θα βρίσκεται στον ίδιο σύνδεσμο και στην ίδια απόσταση από τη Γη. Επιπροσθέτως, επειδή ο Σάρος είναι πολύ κοντά στα 18 έτη σε διάρκεια, η Γη θα βρίσκεται σχεδόν στην ίδια απόσταση από τον `Ηλιο, και στην ίδια εποχή του έτους. Αν γνωρίζουμε την ημερομηνία μιας εκλείψεως, τότε ένα σάρο μετά, μία σχεδόν ταυτόσημη έκλειψη θα συμβεί. Κατά τη διάρκεια αυτών των 18 ετών θα έχουν συμβεί περίπου 40 άλλες εκλείψεις Ηλίου και Σελήνης, αλλά με κάπως διαφορετική γεωμετρία. Σημειώστε επίσης ότι ο σάρος (18,03 έτη) δεν είναι ίσος με ακέραιο αριθμό περιφορών της Σελήνης σε σχέση με τα μακρινά άστρα, που είναι οι πραγματικές περίοδοι περιφοράς (ο αστρικός μήνας των 27,32 ημερών). Επομένως, παρότι η σχετική γεωμετρία του συστήματος Γης-Ηλίου-Σελήνης θα είναι σχεδόν ταυτόσημη μετά από ένα σάρο, η Σελήνη θα βρίσκεται σε μία διαφορετική θέση ως προς τους απλανείς αστέρες. Αυτό οφείλεται στο ότι η σεληνιακή τροχιά μεταπίπτει.
Μία ακόμα επιπλοκή με τον σάρο είναι ότι η περίοδός του δεν είναι ακέραιος αριθμός ημερών, αλλά περιέχει σχεδόν ακριβώς και 1/3 της ημέρας (ημερονυκτίου). Για αυτό, ως αποτέλεσμα της περιστροφής της Γης περί τον άξονά της, για κάθε διαδοχικό σάρο μία έκλειψη θα συμβεί περίπου 8 ώρες αργότερα στη διάρκεια της ημέρας. Σε μία ηλιακή έκλειψη, αυτό σημαίνει ότι θα είναι ορατή σε γεωγραφικά μήκη 120° δυτικότερα, έτσι ώστε υπάρχει μια «ακριβοδίκαιη» κατανομή των εκλείψεων Ηλίου για όλα τα μέρη της Γης. Αν αναμείνουμε πάντως τρεις σάρους, ο τρίτος θα έχει την έκλειψη κατά την ίδια ώρα περίπου της ημέρας για τον ίδιο τόπο. Αυτή η περίοδος των τριών σάρων (54 έτη και 1 μήνας ή σχεδόν ακριβώς 19756 ημέρες), είναι γνωστή με την αρχαία ελληνική ορολογία ως εξελιγμός.