Kusagil Maal peitseb Kuu Päikese keskmiselt iga 18 kuu järel. Jääge siiski ühele kohale, siis on ooteaeg palju pikem: täielik päikesevarjutus naaseb samasse kohta keskmiselt ainult kord 360-410 aasta jooksul. Just see haruldus paneb inimesed lendama mandrite üle, et seista Kuu vaigu all paar lühikest minutit.
Päikesevarjutus tekib, kui Kuu läheb otse Päikese ja Maa vahele, heites planeedi pinnale kitsaste varju. Selle varju sees muutub päev lühidalt hämaraks ja tavaliselt nähtamatu Päikese välisatmosfääri kirgastab vaatesse. Järgnev on see, mida on paljastanud sajandid päikesevarjutuste jälgimisest ja enam kui sajand päikesevarjutuste füüsikat.
Kord kolme sajandi jooksul: Kui haruldane (ja kui pikk) võib täielikkus olla
Isegi ideaalsetel tingimustel ei kesta täielikkus kaua. Kui päikesevarjutus ilmneb Kuul väga lähedal perigeum'ile – selle lähim punkt Maani – võib vari riba laieneda kuni 267 km-ini (166 miili) ja täielikkus ise võib kestada üle 7 minuti. Päris päikesevarjutused saavutavad harva seda piiri: pikim siiani arvutatud varjutus ei toimu enne 16. juulit 2186, mil täielikkus Põhja-Guayana kohal kestab 7 minut 29 sekundit.
Selleised varjutused on sajandeid ettepoole ennustatavad, sest need korduvad kindlal sagedusel, mida nimetatakse sarokseks. Üks täielik tsükkel hõlmab täpselt 223 sinodaalset kuud, mis võrdub 18 aastaga, 11 päevaga ja 8 tunniga, koos kahe muu kuukorra kahedusega – drakooniaga ja anomalistliku kuuga. Selle tsükli teadmine on see, mis võimaldab astronoomidel sajandeid ettepoole arvutada, täpselt kui kaua peab antud linn ootama järgmist täielikkuse pilku.
1919. aasta varjutus, mis kirjutati füüsika uuesti
Ükski varjutus ei teinud teaduse jaoks rohkem kui 1919. aasta varjutus. Kui täielikkus sel aastal troopikat üle käis, täheldas astronoom Arthur Eddington tähtedelt valgust, mis kulus Päikese ääre kõrvalt ja leidis, et see oli painutanud, täpselt nagu Einsteini veel uus üldrelatiivsusteooria ennustas. Paar kuud hiljem, 8. novembril 1919, kuulutati tulemused välja Londonis, markeerides Newtoni sajandite vana gravitatsioonimudeli lõppu ja Einsteini algust.
Albert Einstein, 40-aastane berliin idee taga, muutus praktiliselt üleöö maailma kuulsaimaks teadlaseks. Aga 1919. aasta mõõtmised ise polnud täiesti ühetaolised: Príncipe jälgimiskohas registreeritud valguse paindus osutus pisut madalam prognoositud väärtusest, samas kui Brasiilia asukoha lugemine osutus pisut kõrgemale – vahe, millele kriitikud osutaksid aastakümneteks.
Kummaline käitumine gravitatsiooni ajal täielikkuse ajal
Relatiivsusteooria ei kinnitanud vaid üks kord. Kümneid aastaid hiljem toimetas ESA satelliit Hipparcos, kes lennates 1989-1993, tähtedelt valgust jälgimist piisava täpsusega, et anda selgeim kinnitamine siiski sama 1919. aasta ennustusele.
Aga mitte kõik päikesevarjutuste ja gravitatsiooni kohta ei klapi päris hästi. Üks uurimus, mis mõõtis gravitatsiooni täieliku päikesevarjutuse ajal, tuvastades väikest, kuid tegelikku anomaaliat, nihket 7,0 ± 2,7 × 10^-8 m/s² kohapeale gravitatsioonile, ja selle autorid soovitasid, et tulemus võib osutada mingisugusele varjestuse effektile täielikkuse ajal. See on meeldetuletus, et isegi sajand pärast Eddington't annab täielik päikesevarjutus füüsikutele endiselt võimaluse testida gravitatsiooni viisidel, mida ükski Maa labor ei saa.
Päikese peidetud kroon
Täielik päikesevarjutus on sisuliselt ainus kord, mil keegi Maal saab näha kroonust – Päikese välistatmosfääri – palja silmaga. See käitub nagu kummaline pööramine, kuidas tavaliselt töötab soojus: Päikese nähtav pind jookseb umbes 4500-6000°C juures, aga õhuke kroon sellest kõrgemal ronib üle miljoni kraadi Celsiuse, hüpe, mida füüsikud endiselt täies täies ulatuses seletada ei suuda.
Inimesed on seda kummalist valgus rõngast dokumenteernud üle tuhande aasta – varaseim teadaolev teade vaadeldavast kroonist pärineb Konstantinoopelist aastast 968 pKr. Kuna looduslik täielikkus on nii lühike, ehitas Euroopa kosmoseagentuur viisi, kuidas seda rohkem toota: kahe satelliidi Proba-3 missiooni lend üks satelliit Päikese ette, et see teisele blokeerida, tootavad kunstlikud varjutused, mis kokku 1000 tunni jälgimisaja kahe aasta jooksul, palju rohkem kui mis tahes looduslik varjutus kunagi ei saaks pakkuda.
Valgusemarsid ja esimene varjutusfoto
Sekundites enne ja pärast täielikkust murrab päikesepaistus, mis tungib läbi oigedel Kuu kumeral serval läbi valguspunktide seeriasse. 1715. aastal, kümneid aastaid enne kui keegi sellele nime võis, oli astronoom Edmund Halley esimene inimene, kes kirja pani, mida kutsume nüüd Baily's pärlid ja diamantsõrmuse efektiks.
Fotograafia jõudis astronoomia järele üle sajandi hiljem. Varaseim teadaolev päikesevarjutuse foto võeti 28. juulil 1851 Julius Berkowskiy poolt, kes kasutas daguerrotüüpi protsessi – hapra hõbeplaat tehnika mõne fotograafia varaseim säilinud kujutiste taga.
USA varjutus 2017. aastal, numbritega
Kõige vaatatum varjutus hiljutisel ajal pühkis rannikult rannikule üle USA -i augustis 2017, tema täielikkuse teekond puudutas nii Vaikset ookeani kui Atlandi – midagi, mis ei olnud juhtunud alates 1918. aastast.
See vari oli tohutud: see pühkis umbes 16 protsenti USA kogu alast, ehkki suurem osa sellest teest käis avamere ületamisel maismaa asemel. Maapinnal viibis täielikkus kõige kauem Giant City State Parki kohal Lõuna-Illinoisis, täpselt Carbondale'i lähedal, ja kestis 2 minutit 41,6 sekundit – pikim ajavahemik, mida ükski õhu punkt sel päeval kogenud.