Mėnulio fazės ir užtemimai

Mėnulis niekada nekeičia formos. Pusė jos visada apšviesta Saulės; kas keičiasi, tai kiek tos apšviestos pusės yra nukreipta į jus. Kai suprantate kodėl, užtemimai nustoja būti paslaptingi ir pradeda būti nuspėjami.

Pusė Mėnulio visada yra saulės šviesoje. Fazės yra tik mūsų požiūris.

Žiūrėk.

Mėnulis nesukuria savo šviesos. Jis šviečia, nes saulės spinduliai patenka ant jo. Bet kuriuo metu viena Mėnulio pusė yra apšviesta Saulės, o kita pusė yra tamsi, kaip ir Žemėje yra diena ir naktis.

Mėnuliui judant aplink Žemę, mes matome skirtingą jo saulės apšviečiamos pusės kiekį:

• Naujas mėnulisMėnulis yra tarp Žemės ir Saulės. Apšviesta pusė yra nukreipta nuo mūsų, todėl mes jos nematome.
• Pirmasis ketvirtis: matome pusę disko, kuris užsidega.
• PilnatisŽemė yra tarp Saulės ir Mėnulio. Mes matome visą apšviestą pusę.
• Paskutinis ketvirtis: pusė vėl apšviesta, kita pusė.

Įrankio kairėje esančiame paveikslėlyje matyti, kaip Žemė ir Mėnulis matomi iš aukštai, o Saulė yra kairėje. Dešinėje paveikslėlyje parodyta, ką matote iš Žemės. Perkelkite slankiklį ir stebėkite, kaip abu keičiasi kartu.

Kartais Saulė, Žemė ir Mėnulis sutampa tiksliai:

• A Saulės užtemimas Mėnulio užtemimas – tai įvykis, kai Mėnulio šešėlis patenka ant Žemės per naująjį mėnulį.
• A Mėnulio užtemimas Mėnulio pilnatis – reiškinys, kai Žemės šešėlis patenka ant Mėnulio.

Supratau.

The Moon goes once around Earth, measured against the stars, in 27.3 days (the sidereal month). But the phases repeat every 29.5 days (the synodic month). Kodėl toks skirtumas? Mėnulis juda aplink Žemę, o Žemė sukasi apie Saulę maždaug 1/12 laiko. Mėnuliui reikia dar maždaug dviejų dienų, kad pasivytų naują Saulės kryptį.

The fraction of the disc that looks lit depends on the angle between the Sun and the Moon as seen from Earth, called the elongation:

Pailgėjimas	Fazė	Litų frakcija
0°	Naujas mėnulis	0%
90°	Pirmasis ketvirtis	50%
180°	Pilnatis	100%
270°	Paskutinis ketvirtis	50%

Jei Mėnulis skrietų lygiai ta pačia plokštuma, kaip Žemė sukasi aplink Saulę, tai kiekvieną naują mėnulį būtų Saulės užtemimas, o kiekvieną pilną mėnulį – Mėnulio užtemimas. Tačiau Mėnulio orbita yra pakreipta apie 5,1 laipsnio. Paprastai Mėnulis praeina šiek tiek virš arba žemiau Saulės-Žemės linijos ir nieko neįvyksta.

The two points where the Moon’s orbit crosses Earth’s orbital plane are called nodes. Užtemimas gali įvykti tik tada, kai naujas arba pilnatis Mėnulis yra arti mazgo. Tai vyksta du “užtemimo sezonai” kiekvienais metais, maždaug po šešių mėnesių.

Pagrindinis

Apšviesta dalis k gaunama iš fazės kampo i (Saulės-Mėnulio-Žemės kampas):

k = (1 + cos i) / 2

Kadangi Saulė yra maždaug 390 kartų toliau nei Mėnulis, i ≈ 180° − elongacija. Įrankis apskaičiuoja i su Meeus serija (Astronominiai Algoritmai, eq. 48,4), kuris pataiso vidutinį elongaciją pagal pagrindinius periodinius Mėnulio ir Saulės orbitų terminus. Jis kelia naujus ir pilnus Mėnulius per maždaug pusvalandį nuo tikslių laikų, daug mokytis.

Sinodinis mėnuo gaunamas iš dviejų kampinių greičių: 1/P_syn = 1/P_sid − 1/P_year = 1/27,3217 − 1/365,256, taigi gaunama 29,531 dienos.

Ar užtemimas yra įmanomas, priklauso nuo Mėnulio argumentas platumos F, jo kampas nuo kylančio mazgo. Meeus pateikia greitą patikros taisyklę: esant naujam arba pilnam Mėnuliui, jei |sin F| > 0.36 (F daugiau nei apie 21° nuo mazgo), užtemimo nėra. Įrankis taiko būtent šį testą. Tai yra būtina sąlyga, o ne užtemimo tipo ar vietos nustatymas: tam reikia žinoti Mėnulio atstumą, Žemės šešėlio geometriją ir daug tikslesnes pozicijas.

Mazgai nėra fiksuoti. Jie drebėja atgal aplink ekliptiką kartą per 18,6 metų, todėl užtemimų sezonai ateina apie 19 dienų anksčiau kiekvienais metais ir iš dalies kodėl užtemimai kartojasi garsiajame 18 metų saros cikle.