کسوف چیست؟ | به زبان ساده و جامع

در مطالب قبلی مجله فرادرس در مورد خسوف صحبت کردیم و در این مطلب می‌خواهیم کسوف یا خورشید گرفتگی را به طور جامع و با زبان ساده توضیح دهیم. خورشید گرفتگی پدیده‌ای نجومی است و زمانی رخ می‌دهد که ماه بین خورشید و زمین قرار بگیرد و سایه ماه روی سطح زمین بیفتد. در این حالت تمام یا بخشی از خورشید از دید ناظر زمینی پنهان می‌شود.

خورشید گرفتگی یا کسوف چیست؟

در یک خورشید گرفتگی ماه از بین خورشید و زمین عبور می‌کند. این حرکت مانع رسیدن نور خورشید به زمین می‌شود و هنگامی که ماه از مقابل خورشید می‌گذرد، سایه ماه روی زمین می‌افتد و آسمان تاریک می‌شود.

اگر نور خورشید کاملا مسدود شود، ماه به صورت یک دایره سیاه ظاهر می‌شود و چیزی که از دید ناظر زمینی مشاهده می‌شود شبیه یک حلقه آتش است که در اطراف یک دایره قرار گرفته است. این حلقه تاج و یا گازهایی است که خورشید را احاطه کرده‌اند. با ادامه حرکت زمین و ماه پس از چند دقیقه دوباره آسمان شروع به روشن شدن می‌کند. اگر خورشید کاملا تاریک شود، به آن خورشید گرفتگی کامل می‌گویند.

همچنین اگر فقط بخشی از خورشید تاریک به نظر برسد، یک کسوف یا خورشید گرفتگی جزئی رخ داده است. در طی یک کسوف بسته به مکان جغرافیایی افراد روی زمین، برخی کسوف یا خورشید گرفتگی کامل را مشاهده می‌کنند و برخی دیگر کسوف یا خورشید گرفتگی جزئی را مشاهده خواهند کرد و این در حالی است که بسیاری هیچ تفاوتی در خورشید نمی‌بینند.

در یک خورشید گرفتگی یا کسوف تنها افرادی که در منطقه کوچکی تحت پوشش مرکز سایه ماه قرار دارند کسوف را به صورت کامل می‌بینند و مردم در خارج از آن منطقه شاهد کسوف یا خورشید گرفتگی جزئی هستند. نگاه مستقیم به هر کسوف حتی جزئی می‌تواند به چشم فرد آسیب برساند.

علت خورشید گرفتگی یا کسوف چیست؟

گرفتگی در اجرام نجومی وقتی اتفاق می‌افتد که یک جسم در فضا جلوی جسم دیگر قرار گیرد. به عنوان مثال هنگام خورشید گرفتگی یا کسوف، ماه بین زمین و خورشید قرار می‌گیرد. بدین ترتیب ماه برای مدتی مسیر رسیدن نور خورشید به زمین را مسدود می‌کند و مردم روی زمین نمی‌توانند خورشید را ببینند. در دوران باستان خورشید گرفتگی باعث ترس و تعجب زیادی می‌شد و مردم نمی‌فهمیدند که چرا آسمان گاهی در میانه روز تاریک می شود. امروزه دانشمندان دلیل وقوع گرفتگی را می‌دانند و می‌توانند زمان رخ دادن آن را تعیین کنند.

گرفتگی به دلیل حرکت اجسام و سیارات در فضا رخ می‌دهد. به عنوان مثال زمین در مسیری به نام مدار به دور خورشید می‌چرخد، به طور همزمان با حرکت زمین به دور خورشید، ماه نیز در مدار خود به دور زمین می‌چرخد. گرفتگی زمانی اتفاق می‌افتد که سه جسم فضایی به طور موقت در یک ردیف و در یک راستا قرار می‌گیرند.

چند نوع خورشید گرفتگی یا کسوف داریم؟

به صورت کلی سه نوع خورشید گرفتگی داریم که عبارتند از:

• خورشید گرفتگی کامل
• خورشید گرفتگی حلقوی
• خورشید گرفتگی جزئی

در ادامه هر سه نوع خورشید گرفتگی یا کسوف را توضیح می‌دهیم.

خورشید گرفتگی کامل

خورشید گرفتگی کامل زمانی اتفاق می‌افتد که ماه، قرص خورشید را به طور کامل مسدود کند. در یک کسوف کامل خورشیدی، باریک‌ترین قسمت مسیر (جایی که خورشید کاملا مسدود شده و ماه تاریکترین سایه خود را ایجاد می‌کند (به آن اومبرا (umbra) گفته می‌شود) را «منطقه تمامیت» (zone of totality) می‌نامند.

فیلم آموزش مقدماتی نجوم – نجوم باستان تا کیهان شناسی در فرادرس

کلیک کنید

ناظران در این نقطه مسیر خورشید تاریکی را می‌بینند (که غالبا به عنوان حفره‌ای در آسمان توصیف می‌شود) که درخشش شبح مانند تاج خورشیدی به فضا گسترش یافته است. پدیده ای به نام «دانه های بیلی» (Bailey's Beads) وجود دارد که اغلب هنگام تابش نور خورشید بر روی حفره‌های سطح ماه ظاهر می‌شود. اگر خورشید فعال باشد ناظران در هنگام خورشید گرفتگی کامل می‌توانند برجستگی‌های خورشیدی، حلقه‌ها و شعله‌های آتش را نیز مشاهده کنند. تنها زمانی که نگاه مستقیم به خورشید ایمن است زمان رویداد خورشید گرفتگی کامل است. در غیر از این مورد تمام مشاهدات خورشیدی دیگر (حتی در مراحل جزئی خورشید گرفتگی) به فیلترهای خورشیدی خاصی نیاز دارد تا به چشم آسیب نرسد.

خورشید گرفتگی کامل برای همیشه از زمین قابل مشاهده نیست. در گذشته ماه بیش از حد به زمین نزدیک بود و در هنگام کسوف قرص خورشید را کاملا خاموش می‌کرد. با گذشت زمان مدار ماه به میزان کمی بیش از ۲ سانتی متر در سال تغییر کرده است و در دوره فعلی تراز بین این سه جسم نجومی یعنی ماه، زمین و خورشید در بعضی مواقع تقریبا کامل است. باید اذعان کرد که تغییر مدار ماه ادامه خواهد یافت و شاید در ۶۰۰ میلیون سال دیگر خورشید گرفتگی کامل دیگر اتفاق نیفتد. در عوض ناظران آینده فقط کسوف‌های جزئی و حلقوی را مشاهده خواهند کرد.

خورشید گرفتگی حلقوی

هر کسوف خورشیدی یک خورشید گرفتگی کامل نیست. وقتی ماه در مدار خود بیش از حد معمول از زمین فاصله دارد، به نظر خیلی کوچک است تا بتواند قرص خورشید را کاملا بپوشاند. در طی چنین رویدادی یک حلقه روشن از نور خورشید به دور ماه می‌تابد. این نوع خورشید گرفتگی را کسوف یا خورشید گرفتگی حلقوی می‌نامند. این اصطلاح از کلمه لاتین annulus به معنی حلقه می‌آید.

دوره خورشید گرفتگی حلقوی در چنین کسوفی می‌تواند از ۵ یا ۶ دقیقه تا ۱۲ دقیقه طول بکشد. با این وجود حتی اگر خورشید بیشتر توسط ماه پوشانده شده باشد در حین کسوف حلقوی نور خورشید به اندازه کافی خارج می‌شود و ناظران نمی‌توانند هرگز مستقیم به خورشید نگاه کنند و در نتیجه محافظت از چشم در کل ماه گرفتگی حلقوی ضروری است.

خورشید گرفتگی جزئی

هنگامی که کره زمین در سایه «پنومبرا» (Penumbra) (قسمت روشن‌تری از سایه ماه) حرکت می‌کند و ماه بین زمین و خورشید قرار گرفته است، خورشید گرفتگی جزئی رخ می‌دهد. در این حالت ماه همانطور که از زمین دیده می‌شود کل قرص خورشیدی را مسدود نمی‌کند. بسته به موقعیت مکانی شما در هنگام یک کسوف جزئی ممکن است چیزی از یک لکه کوچک خورشید در حال خاموش شدن تا یک کسوف کامل را مشاهده کنید.

برای مشاهده ایمن کسوف یا خورشید گرفتگی جزئی، از فیلترهای مورد تایید یا از روش‌های غیرمستقیم مانند بازتاب نور خورشید از طریق تلسکوپ روی یک کاغذ یا مقوای سفید استفاده کنید. در زمان خورشید گرفتگی جزئی هرگز مستقیم از طریق تلسکوپ به خورشید نگاه نکنید، مگر اینکه در تلسکوپ از فیلتر مناسبی استفاده کنید. کوری و آسیب شدید چشم می‌تواند در نتیجه روش مشاهده نامناسب کسوف ایجاد شود.

حقایقی در مورد کسوف یا خورشید گرفتگی

در ادامه برخی حقایق جالب در مورد خورشید گرفتگی را بررسی می‌کنیم:

• بیشترین مدت برای خورشید گرفتگی $$7.5$$ دقیقه است.
• تا زمانی که بیش از $$90\%$$ خورشید توسط ماه پوشیده نشود خورشید گرفتگی یا کسوف قابل توجه نیست. همچنین زمانی که $$99\%$$ خورشید توسط ماه پوشیده شود، روشنایی روز شبیه حالت گرگ و میش در زمان طلوع است.
• سایه‌های گرفتگی با سرعت ۱۱۰۰ مایل در ساعت در خط استوا و تا ۵۰۰۰ مایل در ساعت در نزدیکی قطب‌ها حرکت می‌کنند.
• حداکثر عرض کلی مسیر که خورشید گرفتگی یا کسوف پوشش می‌دهد ۱۶۷ مایل است.
• حداکثر تعداد خورشید گرفتگی یا کسوف (جزئی، حلقوی یا کل) ۵ عدد در سال است.
• سالانه حداقل ۲ خورشید گرفتگی یا کسوف در زمین رخ می‌دهد.
• فقط می‌توان خورشید گرفتگی یا کسوف جزئی را از قطب شمال و جنوب مشاهده کرد.
• خورشید گرفتگی کامل تقریبا هر $$1.5$$ سال یکبار اتفاق می‌افتد.
• کسوف‌های تقریبا یکسان (کلی، حلقوی یا جزئی) پس از گذشت ۱۸ سال و ۱۱ روز یا هر 6،585،32 روز (چرخه ساروس) رخ می‌دهد.
• هر یک از گرفت‌های متوالی در چرخه Saros در $$\frac{1}{3}$$ از کل مسیر زمین رخ می‌دهد و پس از سه چرخه Saros یعنی در حدود ۵۴ سال و ۳۳ روز، خورشید گرفتگی مجددا در همان موقعیت جغرافیایی اتفاق می‌افتد.
• هر کسوف در برخی از نقاط مسیر خود با طلوع آفتاب آغاز می‌شود و تقریبا در نیمه راه خود از نقطه شروع در غروب خورشید به پایان می‌رسد.
• خورشید گرفتگی جزئی را می‌توان تا ۳۰۰۰ مایل از محل کلی خورشید گرفتگی یا کسوف مشاهده کرد.
• قبل از ظهور ساعت‌های اتمی مدرن، مطالعات مربوط به سوابق خورشید گرفتگی به منجمان نشان می‌داد که سرعت چرخش زمین در هر قرن $$0.001$$ ثانیه کاهش می‌یابد.
• خورشید گرفتگی یا کسوف کامل زمانی اتفاق می‌افتد که خورشید در نزدیکی یکی از گره‌های مدار ماه است و ماه در این گره در همان زمان در حضیض و کمترین فاصله با زمین است.

• خورشید گرفتگی یا کسوف حلقوی به این دلیل اتفاق می‌افتد که خورشید در نزدیکی یکی از گره‌های مدار ماه است و ماه در این گره همزمان در بیشترین فاصله از زمین است.
• نوارهای سایه اغلب با نزدیک شدن به کسوف کامل روی زمین دیده می‌شوند.
• فیلتر شدن نور ورودی به زمین روی برگ درختان با نزدیک شدن به یک خورشید گرفتگی کامل ایجاد می‌شود.
• در هنگام خورشید گرفتگی کامل حیوانات و پرندگان محلی معمولاً خود را برای خواب آماده می‌کنند یا در طول این پدیده رفتارهای گیج کننده‌ای دارند.
• دمای محلی معمولا ۲۰ درجه یا بیشتر در هنگام کسوف کامل کاهش می‌یابد.
• در طول کسوف کامل افق در یک نوار باریک نوری روشن است زیرا یک ناظر مکان‌های دوری را می‌بیند که مستقیم زیر سایه ماه قرار ندارند.

عینک خورشید گرفتگی چه ویژگی‌هایی دارد؟

وقتی صحبت از عینک خورشید گرفتگی می‌شود اطمینان از ایمن بودن و موثر بودن محصول مورد استفاده در جلوگیری از تشعشعات مضر خورشید مهم است. فقط به این دلیل که ظاهر یک عینک محافظ در برابر آسیب در برابر تشعشعات خورشید است به این معنی نیست که استفاده از آن ایمنی لازم را ایجاد می‌کند.

فیلم آموزش رصد آسمان و نجوم رصدی + گواهینامه در فرادرس

کلیک کنید

با این حال اگر محصولی تحت عنوان عینک کسوف تبلیغ می‌شود لازم است که روی آن برچسب ISO که مخفف سازمان بین المللی استاندارد است درج شده باشد. ISO یک سازمان مستقل است که بر اساس اجماع جامعه علمی استانداردهای ایمنی و کیفیت را برای انواع محصولات از جمله عینک، ملزومات بهداشتی، مواد غذایی و موارد دیگر تائید یا رد می‌کند. اگر عینک‌های خورشید گرفتگی که برچسب ISO ندارند را تهیه می‌کنید دقت داشته باشید که این عینک از ویژگی‌های زیر برخوردار باشد:

• بیش از $$0.00032$$ درصد نور خورشید از طریق فیلترها منتقل نشوند.
• فیلترها باید عاری از هرگونه نقص مانند خراش، حباب و فرورفتگی باشند.
• فریم عینک باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتوانند هر دو چشم را بپوشانند.
• برچسب‌های موجود بر محصول باید شامل نام شرکت سازنده محصول، دستورالعمل‌های استفاده ایمن و هشدارهای مربوط به خطرات استفاده نادرست باشد.

خورشید گرفتگی بعدی چه زمانی است؟

خورشید گرفتگی یا کسوف هر ساله ممکن است رخ دهد و قابل پیش‌بینی است. بدین منظور چندین وبسایت آنلاین وجود دارد که می‌توانید تقویم زمانی به روز برای انواع خورشید گرفتگی را در آن‌ها مشاهده کنید. MrEclipse (+) وبسایت مربوط به یک اخترفیزیکدان بازنشسته ناسا به نام «فرد اسپناک» (Fred Espenak) است و اطلاعات به روزی در مورد خورشید گرفتگی و ماه گرفتگی در اختیار شما قرار می‌دهد. در کنار این منبع وبسایت مربوط به خورشید گرفتگی و ماه گرفتگی ناسا (+) نیز وجود دارد که منبع قابل اعتمادی برای اعلام تاریخ رویدادهای کسوف و خسوف در آینده است.

جمع بندی

در این مطلب در مورد کسوف یا خورشیدگرفتگی صحبت کردیم. همان‌طور که گفته شد کسوف به دلیل قرار گرفتن ماه بین خورشید و زمین رخ می‌دهد و سبب می‌شود نور خورشید به زمین نرسد. همچنین در مورد انواع کسوف یا خورشید گرفتگی و دلیل اتفاق این رویداد سخن گفتیم. در نهایت از احتمال تاثیر کسوف بر جنین و نداشتن پایه علمی این مطالب صحبت کردیم و دو منبع معتبر که در آن‌ها می‌توانید تاریخ گرفتگی‌های بعدی را مشاهده کنید معرفی کردیم.