Zatmenia Slnka a Mesiaca Zatmenia nebeských telies sú úkazy nielen nápadné a pomerne vzácne, ale aj zaujímavé z rôznych hladísk. Zvlášt úplné zatmenia Slnka patria medzi tie úkazy, ktorým ludia venovali velkú pozornost už v predhistorických dobách. Existuje písomná správa o zatmení Mesiaca 15. februára 3379 pred n. l. u Mayov, pravdepodobne však ide o spätný výpocet zatmenia z ovela neskoršej mayskej kultúry. Približne 2000 rokov pred n. l. starí Cínania poznali pohyb Slnka už tak presne, že mohli predpovedat zatmenia Slnka i Mesiaca. Podla legendy na chybu vo svojich výpoctoch zatmenia Slnka doplatili životom roku 2137 pred n. l. v Cíne cisárski dvorní astronómovia Hi a Ho, lebo nesplnili svoju povinnost ohlásit zatmenie Slnka (22. októbra) vopred. V roku 1361 pred n. l. v Cíne prvýkrát zaznamenali pozorovanie zatmenia Mesiaca. Z roku 1216 pred n. l. pochádzajú prvé celkom nesporné pozorovania zatmenia Slnka. Najstaršie spolahlivo datované pozorovanie úplného zatmenia Slnka v Mezopotámii sa uskutocnilo 15. júna 763 pred n. l., z roku 721 pred n. l. pochádza prvá správa o pozorovaní Mesiaca v mezopotámskej oblasti. Babylónski astronómovia vyvinuli velké úsilie na dosiahnutie co najväcšej presnosti astronomických pozorovaní. Polohu nebeských telies vedeli urcit s presnostou na 6 oblúkových minút, cas s presnostou na 0,75 casovej minúty. Zistili, že synodický mesiac (cas medzi dvoma splnmi) trvá 29 dní 12 hodín 44 minút 7,5 sekundy, co sa len o niekolko sekúnd odlišuje od moderne urcenej hodnoty tejto veliciny. Najväcším úspechom babylonskej astronómie bol objav a presné urcenie periodicity zatmení Slnka a Mesiaca (Saros; trvanie 223 synodických mesiacov = 18 rokov 11,3 dna). Gréckej astronómii vdacíme za významných astronómov. Táles z Milétu (asi 625 - 547 pred n. l.) pozoroval 18. mája 603 pred n. l. velké zatmenie Slnka a úspešne predpovedal dalšie zatmenie na 28. mája 585 pred n. l. Sústava Zem - Mesiac je jediné miesto v slnecnej sústave, kde môžeme pozorovat úkaz zatmenia Slnka alebo Mesiaca. Je to vdaka približne rovnakej uhlovej velkosti Mesiaca a Slnka na oblohe. (Skúste si niekedy porovnat priemer Slnka napríklad s malíckom vystretej ruky a rovnako v noci zmerajte Mesiac. Zistíte, že sú rovnako velké.) Ak môžeme sledovat zatmenia Slnka zo Zeme, môžeme vidiet aj opacné zatmenie Slnka z Mesiaca. Automatická sonda Surveyor 4 bola svedkom zatmenia Slnka Zemou z miesta
jej mäkkého pristátia:
Zatmenie Mesiaca Zatmenie môže nastat, ked je Mesiac vo fáze splnu. Zatmenie Mesiaca však nepozorujeme pri každom splne, pretože dráha Mesiaca je mierne sklonená a tak Mesiac jednoducho prejde ponad, alebo popod Slnko a zatmenie nenastane. Aby sme mohli pozorovat zatmenie, musí byt Mesiac zároven v blízkosti jedného z uzlov svojej dráhy okolo Zeme. Vzdialenost od uzla nesmie byt pritom väcšia ako 16,2° (úplné zatmenie Mesiaca je na obrázku nižšie pod císlom 11, ciastocné zatmenia sú v prípadoch 10 a 12). Zatmenie nastáva pri vstupe Mesiaca na svojej dráhe okolo Zeme do zemského tiena. Vrchol kužela zemského tiena, geometricky ohraniceného vonkajšími dotycnicami Slnka a Zeme siaha do vzdialenosti 215 polomerov Zeme, pricom Mesiac obieha okolo Zeme vo vzdialenosti 60 polomerov Zeme. V strednej vzdialenosti Mesiaca je priemer kužela tiena Zeme približne 9 300 km (takmer trojnásobok priemeru Mesiaca). Zatmenia Mesiaca môžeme pozorovat odvšadial, kde je práve Mesiac nad obzorom. Úplné zatmenie Mesiaca nastáva, ked sa celý Mesiac vnorí do tiena Zeme. Pri ciastocnom zatmení Mesiaca iba jeho cast vstúpi do tiena Zeme. Ak Mesiac prechádza iba polotienom Zeme, ohraniceným vnútornými dotycnicami Slnka a Zeme, nastáva polotienové zatmenie Mesiaca. Kedže slnecné svetlo je v polotieni Zeme iba nepatrne zoslabené, polotienové zatmenia Mesiaca sa vizuálne nepozorujú, a preto sa ani do štatistiky zatmení nezapocítavajú. Ciastocné zatmenie Mesiaca môže trvat najviac 3 hodiny 49 minút, úplné zatmenie Mesiaca maximálne 1 hodinu 44 minút a polotienové zatmenie Mesiaca 5 hodín 57 minút. Zatmenie Mesiaca možno pozorovat vizuálne. Dalekohladom sa obycajne pozoruje vstup mesacných kráterov do tiena. Zatmenie sa zacína dotykom mesacného kotúca s hranicou tiena Zeme. Túto hranicu premieta zemská atmosféra. Rozptyl a lom svetla v zemskej atmosfére spôsobuje, že Mesiac je aj po úplnom vnorení sa do tiena Zeme ciastocne osvetlený. Slabá žiara Mesiaca pocas úplného zatmenia sa nazýva popolavý svit. Tmavost každého zatmenia Mesiaca je rôzna, pretože závisí na stave atmosféry Zeme. Velmi tmavé zatmenia bývajú napríklad po výbuchu velkých sopiek, ked je vzdušný obal Zeme "zaprášený" popolcekom zo sopky. Relatívnu tmavost zatmení hodnotí Danjonova škála: L=0 - Velmi tmavé zatmenie, Mesiac takmer nevidno. L=1 - Tmavé zatmenie šedej, alebo hnedej farby, detaily sú tažko rozlíšitelné. L=2 - Temne cervené sfarbenie tiena, hlavne v strede. Pri okrajoch pomerne svetlé. L=3 - Jasne cervený tien, pri okraji prechádza farba do žltej. L=4 - Velmi svetlý, až ružový tien. Okrajové oblasti majú modrastý nádych. Vzhladom na to, že zatmenie Mesiaca podobne ako zatmenie Slnka nastáva vtedy, ked sú Mesiac a Slnko zoradené na priamke v blízkosti uzla dráhy Mesiaca, aj frekvencia zatmení Mesiaca sa opakuje s periódou saros. Za toto obdobie nastáva 28 zatmení Mesiaca, z ktorých je asi polovica úplných. v jednom roku môžu nastat najviac 3 zatmenia Mesiaca. Zatmenie Slnka Úplné zatmenie Slnka patrí medzi najzaujímavejšie prírodné úkazy. Zacína sa vždy ciastocným zatmením Slnka, pri ktorom Mesiac coraz viac zakrýva Slnko. (Postupujúci tmavý mesacný kotúc možno pozorovat cez zadymené sklícko, filter, alebo priemetom obrazu slnecného disku na bielu plochu.) Na zaciatku je pokles intenzity svetla nepatrný. Výrazný pokles intenzity svetla nastáva až tesne pred úplným zatmením. v case úplného zatmenia Slnka je obloha tmavá a vidiet na nej najjasnejšie hviezdy. Aj teplota rýchlo klesá až o 10°C. Okolo tmavého slnecného kotúca žiari jasná koróna. O niekolko minút úkaz rovnako rýchlo zmizne, ako zacal, i teplota vzduchu opät stúpne na pôvodnú hodnotu. Vplyvom pohybu Slnka, Zeme a Mesiaca sa mesacný tien po povrchu Zeme rýchlo pohybuje (rýchlostou približne 1 km/sec). Pre urcité miesto na Zemi je preto úplné zatmenie jav casovo velmi obmedzený, najdlhšie úplné zatmenie môže trvat asi 7,5 minúty. Najväcšia šírka mesacného tiena na povrchu Zeme je 270 km. Len v tomto úzkom páse totality môžeme na povrchu Zeme pozorovat úplné zatmenie Slnka. "Úplné zatmenie Slnka je úžasným prírodným divadlom. v priebehu takmer celého ciastocného zatmenia nie je citelná nejaká zmena osvetlenia krajiny. Približne 5 sekúnd pred zaciatkom úplného zatmenia sa zacne prudko stmievat, po niekolkých sekundách sa objaví koróna ako striebristý prstenec okolo Slnka a objavia sa i cervené protuberancie na slnecnom okraji. Krátko potom zmizne uzucký prstenec Slnka, ktorý sa tesne pred zaciatkom úplného zatmenia rozpadol na niekolko žiariacich bodov vplyvom nerovnosti mesacného okraja (Bailyho perly)." - tak opisujú tento prírodný úkaz ludia, ktorí ho skutocne mali štastie pozorovat. Zatmenie Slnka môže nastat, ked je Mesiac vo fáze novu. Úplné, resp. prstencové, zatmenie Slnka, je však možné pozorovat len z tých miest na zemskom povrchu, kde prejde stopa plného tiena Mesiaca. Kedže Slnko je približne 400-násobne väcšie než Mesiac a je 390-násobne dalej ako Mesiac, kotúc Slnka sa javí na oblohe približne rovnako velký ako kotúc Mesiaca (asi 0,5°). Ani dráha Mesiaca okolo Zeme, ani dráha Zeme okolo Slnka, netvoria ideálne kružnice, ale málo výstredné elipsy, mesacný kotúc môže zakryt Slnko úplne, ciastocne alebo prstencovo. v prípade prstencového zatmenia je kotúcik Mesiaca o málo menší ako kotúc Slnka a tak svieti nezakrytý slnecný prstenec (na oblohe pozorovatelný kotúcik Mesiaca je totiž vdaka väcšej vzdialenosti Mesiaca a prípadne i menšej vzdialenosti Slnka od Zeme v case zatmenia menší ako kotúcik Slnka, takže ho celý nezakryje). v miestach na povrchu Zeme, ktoré sa dostanú do polotiena Mesiaca je pozorovatelné ciastocné zatmenie; v tomto prípade je len cast slnecného disku zaclonená Mesiacom. Velkost ciastocného zatmenia Slnka sa udáva v percentách zakrytého slnecného kotúca. zatmení Slnka súvisí so sklonom dráhy Mesiaca. Keby sa Mesiac okolo Zeme pohyboval presne v tej istej rovine ako Zem okolo Slnka (ekliptike), muselo by zatmenie Slnka nastat pri každom nove. Sklon dráhy Mesiaca ku ekliptike je však 5,2°. V rozmedzí jedného kalendárneho roku môžu nastat 4 zatmenia Slnka, vo výnimocnom prípade až 5 zatmení (ak je prvé zaciatkom januára a posledné koncom decembra), pretože obdobia polrocných periód zatmení sa v priebehu rokov posúvajú (v dôsledku stácania uzlovej priamky mesacnej dráhy). V každom storocí je priemerne 66 úplných zatmení Slnka. Posledné úplné zatmenie, ktoré bolo pozorovatelné zo strednej Európy, sa odohralo 11. augusta 1999. Z nášho územia bolo pozorovatelné ako takmer úplné (s fázou 0,99). Budúce úplné zatmenie budú môct u nás pozorovat naši potomci až 7. 10. 2135. Aby sa nám podarilo zatmenie odpozorovat je potrebné vybrat si miesto s volným obzorom, kde Slnko v den zatmenia bude viditelné a samozrejme si pripravit nejaký filter, cez ktorý budeme môct Slnko pozorovat. V minulosti sa ako filter casto používalo svieckou zacmudené sklícko, toto však nie je dostatocne bezpecná ochrana kvôli nedostatocnému filtrovaniu neviditelných zložiek slnecného svetla. Bezpecnejšou volbou je osvetlený vyvolaný negatívny film, podla potreby i vo viacerých vrstvách. Vždy však používajte ciernobiely, nikdy nie farebný film! Opät je rozdiel v prepúštaní neviditelného žiarenia. Najvhodnejšie sú okuliare so špeciálnymi fóliami, ktoré ponúkajú predajcovia v case zatmenia na každom kroku. Alternatívou je plát skleného filtra zo zváracských okuliarov, ktorý dostanete kúpit v špecializovaných predajniach.