كسوف

يمكن أن يُمد خط بين أي جسمين في الفضاء، من الأول إلى الثاني. سيحجب الجسم الثاني بعض كمية الضوء المنبعثة من الجسم الأول، ما يخلق منطقة من الظل حول محور الخط. تتحرك هذه الأجسام بالنسبة لبعضها وللمناطق المحيطة بها، لذلك فإن الظل الناتج سيمتد على منطقة من الفضاء، ويجتاز موقعًا معينًا فقط من المنطقة، ولمدة زمنية محددة. يُعرف حدث التظليل هذا الذي يُرى من موقع كهذا بالكسوف.[2]  

عادةً ما يكون المقطع العرضي للأجسام المُشتركة في الكسوف الفلكي على شكل قرص تقريبًا. تُقسم منطقة ظل الجسم خلال الكسوف إلى ثلاثة أجزاء: [3]

• الظل (Umbra): وفيها يحجب الجسم مصدر الضوء بشكل كلي. بالنسبة للشمس، فمصدر الضوء هو الغلاف الضوئي.
• ما وراء الظل (Antumbra): يمتد وراء نهاية الأومبرا، وفي هذه الحالة يكون الجسم أمام مصدر الضوء بالكامل، لكنه صغير جدًا ليستطيع تغطية الجسم بالكامل.
• شبه الظل (Penumbra): ويكون الجسم في هذه الحالة أمام مصدر الضوء بشكل جزئي فقط.

يحدث الكسوف الكلي عندما يكون الراصد ضمن سويداء الظل، والكسوف الحلقي عندما يكون الراصد ضمن ما وراء الظل، والكسوف الجزئي عندما يكون الراصد ضمن شبه الظل. تنطبق حالتا سويداء الظل وشبه الظل فقط خلال الخسوف القمري، وذلك لأنّ قطر الأرض الظاهري اعتبارًا من القمر يبلغ أربعة أضعاف قطر الشمس. يمكن استخدام نفس المصطلحات بشكل مشابه لوصف كسوفات أخرى. على سبيل المثال، عبور ما وراء ظل ديموس للمريخ، أو دخول فوبوس في شبه ظل المريخ.

يحدث الالتقاء الأول عندما يبدأ قرص الجسم الكاسف بالتأثير على مصدر الضوء، ويحدث الالتقاء الثاني عندما يتحرك القرص بشكل كامل ضمن حدود مصدر الضوء، والالتقاء الثالث عندما يبدأ الجسم بالخروج من الضوء، والالتقاء الرابع عندما يغادر قرص مصدر الضوء بشكل كامل في النهاية.

بالنسبة للأجسام الكروية، عندما يكون الجسم الحاجب أكبر من النجم، يُعطى طول (إل) سويداء الظل الذي يأخذ شكل مخروط بالمعادلة:

${\displaystyle L\ =\ {\frac {r\cdot R_{o}}{R_{s}-R_{o}}}}$

إذ إن آر_إس نصف قطر النجم، وآر₀ نصف قطر الجسم الحاجب، وآر المسافة بين النجم والجسم الحاجب. بالنسبة للأرض، يساوي (إل) بشكل متوسط 1.384x10⁶ كيلو متر، وهو أكبر بكثير من نصف المحور الأكبر للقمر الذي يبلغ 3.844x 10⁵. لذلك قد يغطي مخروط ظل الأرض القمر بالكامل خلال خسوف القمر. في حال كان يتمتع الجسم الحاجب بغلاف جوي، يمكن أن ينكسر بعض ضياء النجم داخل سويداء الظل. يحدث هذا على سبيل المثال في أثناء خسوف القمر الذي تسببه الأرض، ما ينتج إضاءة خافتة مُحمرّة للقمر بالإجمال.[4]

يتحرك الظل المُلقى على الأرض خلال الكسوف بسرعة كيلو متر في الثانية تقريبًا. يعتمد هذا على موقع الظل على الأرض، والزاوية التي يتحرك بها.[5]

تحدث دورة الكسوف عندما يفصل بين سلسلة من الكسوفات فترة زمنية محددة. يحدث هذا عندما تشكّل الحركات المدارية للأجسام أنماطًا توافقية متكررة. على وجه الخصوص دورة ساروس، التي ينتج عنها تكرار كسوف الشمس أو خسوف القمر كل 6585.5 يوم، أو أكثر من 18 عام بقليل. ولأن هذا العدد من الأيام غير صحيح، ستكون الكسوفات المتعاقبة مرئية من أجزاء مختلفة من العالم.[6]

يحدث الكسوف الذي يضم الشمس والأرض والقمر فقط عندما يكون الثلاثة في خط مستقيم تقريبًا، ما يسمح باختفاء أحدها وراء الآخر، فيُشاهَد الكسوف من الجسم الثالث. وبسبب ميل المستوى المداري للقمر بالنسبة للمستوى المداري للأرض (مسار الشمس)، تحدث الكسوفات فقط عندما يكون القمر قريبًا من تقاطع هذين المستويين (العقد المدارية). تتحاذى الشمس والأرض والعقد المدارية مرتين في العام (خلال موسم الكسوف)، ويمكن أن يحدث الكسوف خلال فترة شهرين تقريبًا في هذه الأوقات. من الممكن حدوث أربعة إلى سبعة كسوفات في السنة التقويمية، التي تتكرر وفقًا لدورات الكسوف المتعددة، مثل دورة ساروس.

يوجد بين عامي 1901 و2100 سبعة كسوفات كحد أقصى في العام:[7]

• أربعة خسوفات قمرية (شبه ظليلة)، وثلاثة كسوفات شمسية: 1908، 2038
• أربعة كسوفات شمسية، وثلاثة خسوفات قمرية: 1918، 1973، 2094
• خمسة كسوفات شمسية، وخسوفان قمريان: 1934

باستثناء الخسوفات القمرية شبه الظليلة، يوجد سبعة كسوفات كحد أقصى في الأعوام:[8]

• 1591، 1656، 1787، 1805، 1918، 1935، 1982، 2094.

• كسوف الشمس
• خسوف القمر
• قائمة كسوفات الشمس في القرن العشرين

• بوابة الفضاء
• بوابة القمر
• بوابة المجموعة الشمسية
• بوابة رحلات فضائية
• بوابة علم الفلك
• بوابة علوم
• بوابة نجوم