Zatmění Měsíce: Když Stín Země Změní Měsíc na Krvavě Červený

Zatmění Měsíce není zatmění Měsíce. Je to Měsíc klouzající skrz stín tak velký, že se na opačné straně Země rozprostírá přibližně 1,4 milionu kilometrů do vesmíru – a místo aby zmizel, se Měsíc obvykle jen změní na hlubokou, rezavě červenou.

Tento stín je vlastní stín Země, vrhnutý slunečním světlem stejným způsobem, jak vrh jakýkoli objekt. Co dělá zatmění Měsíce hodné sledování, je všechno uprostřed: jak dlouho Měsíc zůstane v tomto stínu, proč změní barvu místo toho, aby se stal černým, a jak staří nebeští pozorovatelé přeměnili jeho rytmus na fungující kalendář staletí, než si kdokoli uvědomil, proč se to stalo.

Tato příručka vás provede mechaniku zatmění Měsíce – stín, barvu, časování – a několik podivnějších koutů, od proroctví postaveného kolem čtyř po sobě jdoucích zatmění až po zachycení Slunce a zatměného Měsíce na obloze v jednom okamžiku.

Země je přibližně 3,7 krát širší než Měsíc, a tento rozdíl velikostí je důležitější, než byste očekávali: vytváří kužel úplného stínu Země, zvaný umbra, rozprostírající se přibližně 1,4 milionu kilometrů do vesmíru, než se zužuje do bodu. To je daleko více prostoru, než Měsíc potřebuje k zmizení.

Vlastní stín Měsíce funguje opačně. Protože je Měsíc mnohem menší, jeho umbra dosáhne bodu po pouhých přibližně 384 402 kilometrech – náhodou blízko skutečné vzdálenosti Země-Měsíc, což je důvod, proč je cesta úplnosti úplného zatmění Slunce na Zemi jen úzký pás. Stín Země nemá tento problém; zcela požírá Měsíc, s místem k pronajímání.

Kdyby Země neměla atmosféru, zcelá zatmělý Měsíc by se jednoduše stal černým. Místo toho sluneční světlo míjí okraje zemské atmosféry na své cestě k Měsíci a tato tenká vrstva vzduchu funguje jako filtr: modré vlnové délky se rozptylují na vzdálenost, což nechává převážně teplé, červenohnědé tóny na dokončení cesty. To, co dopadá na Měsíc, je v podstatě světlo každého východu a západu slunce na Zemi, které se děje najednou, ohnuté kolem planety a znovu fokusované na povrch Měsíce.

Astronomové skutečně hodnotí, jak živě se to projevuje. Francouzský astronom André Danjon navrhoval stupnici, která se používá dodnes, aby vyhodnotil, jak tmavě nebo jasně vypadá zcelá zatmělý Měsíc. Na slabé straně, L=0, může být Měsíc téměř neviditelný v polovině totality. Na jasné straně, L=4, místo toho zářit živou měď nebo oranží. Stejná mechanika zatmění, stejné červené světlo – ale kolik prachu a mraků se náhodou vyskytuje v zemské atmosféře ten týden, může posunout výsledek z jedné extrémy na druhou.

Ne každé zatmění Měsíce poskytuje tuto úplnou červenou podívanou. Částečné zatmění Měsíce se stane, když Slunce, Země a Měsíc nejsou v přímé linii, takže Měsíc překročí pouze část stínu Země, zatímco zbytek zůstane na slunečním světle. Penumbrální zatmění je ještě jemněnější – Měsíc prochází pouze lehčím vnějším okrajem zemského stínu, slabě se ztmavuje bez hlubokého zbarvení. Přibližně třetina všech zatmění Měsíce jsou penumbrální zatmění, a pouze 3% těchto penumbrálních zatmění jsou dostatečně hluboké, aby se kvalifikovala jako úplná penumbrální zatmění – což znamená, že většina zatmění, kterou byste mohli číst jako „zatmění Měsíce dnes večer", je ve skutečnosti slabá, která se snadno zmešká, pokud nevíte, kde se podívat.

Totalita trvá tak dlouho, jak dlouho, protože Měsíc je relativně řečeno pomalu se pohybující cíl. Driftuje po své orbitě pouhými přibližně 1,03 km/s – sotva více než jeho vlastní průměr za hodinu – což je dost pomalé, aby totalita uvnitř temného zemského stínu mohla dosáhnout téměř 107 minut v nejpříznivějších seřazeních. Počítáme-li slabší částečné fáze na obou stranách, celá událost, od prvního dotyku Měsíce se stínem až po poslední, může trvat až 236 minut.

Zatmění 27. července 2018 ukázalo přesně, jak dlouho to může být v praxi: Měsíc strávil 1 hodinu a 43 minut zcela uvnitř zemského stínu, mimo úplné zatmění 3 hodin a 55 minut – plynulé, postupně červenající show pro každého, kdo je trpělivý dost, aby se koukal od začátku do konce.

Dlouho poté, co kdokoli věděl, co je umbra, si babylonští a později řečtí astronomové všimli, že zatmění se opakují v rytmu. Tento rytmus se nazývá saros: období 18 let a 11 dní, po kterém se geometrie Slunce, Země a Měsíce opět seřadí téměř stejným způsobem. Každý sarosský cyklus obvykle obsahuje 70 zatmění celkem, 29 z nich měsíční – dostatečně pravidelný vzor na předpovídání zatmění tisíce let bez něčeho kromě pečlivého vedení záznamů.

NASA od té doby změnila tuto předvídatelnost na své vlastní referenční práce. Doprovodný katalog, Five Millennium Canon of Lunar Eclipses, obsahuje tabulky všech zatmění Měsíce od 2000 př. n. l. do 3000 n. l., a jeho doplňující Five Millennium Catalog se rozprostírá na 201 stran detailů zatmění po zatmění – pěttisícileté rezervační knížka pro stín.

Zatmění Měsíce se může stát pouze během úplňku, se Zemí umístěnou mezi Sluncem a Měsícem – což by mělo znemožnit vidět oba objekty na obloze najednou. Atmosferická refrakce toto pravidlo občas porušuje, v efektu zvaném selenelion: po několik minut po východu nebo krátce před západem slunce se mohou slunečko a zatmělý Měsíc objevit oba těsně nad protilehlými obzory najednou, každý mírně ohnut nad jeho skutečnou polohu vzduchem samotným. Je to krátká optická mezera v jinak přísné orbitální geometrii.

Zatmění Měsíce znepokojovala lidi po tisíciletí – podle Knihy písní byla červená měsíční pohltnutá temnotou brána jako varování před nadcházejícím hladomorem nebo nemocí. Tento instinkt se znovu objevil v roce 2014, když úplné zatmění Měsíce z 15. dubna otevřelo tetrade: čtyři po sobě jdoucí úplná zatmění Měsíce, doplněná zatměními 8. října 2014, 4. dubna 2015 a 28. září 2015. Křesťanští kazatelé John Hagee a Mark Biltz postavili své krvavé měsíční proroctví kolem této řady úplňků.

Samotné tetrady nejsou tak vzácné – od 1. století n. l. jich 62 nastalo – ale ten z let 2014-2015 přitahoval nepoměrnou pozornost, protože se shodoval s významnými náboženskými sváteky, což udělalo pouze 8 z těchto 62 tetrad. Zatmění byla astronomicky nepatrná; shoda kalendáře byla celý příběh.

Ještě jedno číslo pojí celý obrázek dohromady, i když se více vztahuje k zatmění Slunce než zatmění Měsíce. Měřeno na jejich discích je Slunce přibližně 400krát širší než Měsíc – a přesto obíhá Měsíc přibližně 400krát blíž Zemi než Slunce. Dvě nesouvisející čísla přicházející na stejný poměr je důvod, proč se Slunce a Měsíc zdají z Země téměř přesně stejné velikosti, což je důvod, proč mohou být zatmění Slunce úplná. Nemá to nic společného s tím, proč se Měsíc během svého vlastního zatmění zčervená – ale je to stejné orbitální sousedství, které činí zatmění Měsíce možným, protože úplněk může padnout do zemského stínu, protože Země sedí mezi dvěma tělesy, jejichž zdánlivá velikost tak těsně odpovídá.

• NASA: Lunar Eclipse Page
• NASA Science: Eclipses and the Moon