Eclissi Lunare: Quando l'Ombra della Terra Trasforma la Luna in Rosso Sangue

Un'eclissi lunare non è la Luna che si oscura. È la Luna che scivola attraverso un'ombra così grande che, dall'altro lato della Terra, si estende approssimativamente 1,4 milioni di chilometri nello spazio – e invece di scomparire, la Luna di solito diventa semplicemente di un profondo rosso ruggine.

Quell'ombra è la stessa ombra della Terra, proiettata dalla luce solare allo stesso modo in cui qualsiasi oggetto ne proietta una. Quello che rende un'eclissi lunare degna di osservazione è tutto ciò che è in mezzo: per quanto tempo la Luna rimane in quell'ombra, perché cambia colore invece di diventare nera, e come gli osservatori del cielo antichi hanno trasformato il suo ritmo in un calendario funzionante secoli prima che qualcuno capisse perché accadesse.

Questa guida esamina i meccanismi di un'eclissi lunare – l'ombra, il colore, i tempi – e alcuni degli angoli più strani, da una profezia costruita attorno a quattro eclissi consecutive al catturare il Sole e la Luna eclissata nel cielo nello stesso momento.

La Terra è circa 3,7 volte più larga della Luna, e questa differenza di dimensioni è più importante di quanto ci si aspetterebbe: fa sì che il cono dell'ombra completa della Terra, chiamato ombra, si estenda approssimativamente 1,4 milioni di chilometri nello spazio prima che si assottiglia a un punto. È molto più spazio di quanto la Luna abbia bisogno per scomparire.

L'ombra stessa della Luna funziona al contrario. Poiché la Luna è molto più piccola, la sua ombra arriva a un punto dopo solo circa 384.402 chilometri – casualmente vicino alla distanza effettiva Terra-Luna, motivo per cui il percorso di totalità di un'eclissi solare totale sulla Terra è sempre solo una striscia stretta. L'ombra della Terra non ha questo problema; inghiotte completamente la Luna, con spazio da vendere.

Se la Terra non avesse un'atmosfera, una Luna totalmente eclissata semplicemente diventerebbe nera. Invece, la luce solare sfiora i bordi dell'atmosfera terrestre nel suo percorso verso la Luna, e questo strato di aria sottile agisce come un filtro: le lunghezze d'onda blu si disperdono sulla distanza, lasciando principalmente toni caldi e rossastri per completare il viaggio. Quello che atterra sulla Luna è essenzialmente la luce di ogni alba e tramonto sulla Terra che accade tutto in una volta, piegato intorno al pianeta e rifocalizzato sulla superficie lunare.

Gli astronomi effettivamente valutano quanto vividamente questo si manifesti. L'astronomo francese André Danjon ha ideato una scala, ancora utilizzata oggi, per valutare quanto scura o luminosa appaia una Luna totalmente eclissata. Alla fine sfuocato, L=0, la Luna può essere quasi invisibile a metà totalità. Alla fine luminosa, L=4, brilla invece di un vivido rame o arancione. La stessa meccanica dell'eclissi, la stessa luce rossa – ma quanto polverere e nuvole capitano di trovarsi nell'atmosfera terrestre quella settimana può spostare il risultato da un estremo all'altro.

Non ogni eclissi lunare offre questo spettacolo rosso completo. Un'eclissi lunare parziale accade quando il Sole, la Terra e la Luna non sono esattamente in linea retta, quindi la Luna attraversa solo parte dell'ombra della Terra mentre il resto rimane alla luce del sole. Un'eclissi penombrale è ancora più sottile – la Luna passa solo attraverso il bordo esterno più leggero dell'ombra della Terra, attenuandosi leggermente senza il profondo cambio di colore. Circa un terzo di tutte le eclissi lunari sono penombrali, e solo il 3% di quelle eclissi penombrali sono così profonde da qualificarsi come eclissi penombrali totali – il che significa che la maggior parte delle eclissi che potresti leggere come "un'eclissi lunare stasera" sono in realtà il tipo sfuocato, facile da perdere a meno che non sappia di cercare.

La totalità dura il tempo che dura perché la Luna è, relativamente parlando, un obiettivo che si muove lentamente. Scivola lungo la sua orbita a solo circa 1,03 km/s – poco più del suo stesso diametro all'ora – il che è abbastanza lento da far estendere la totalità all'interno dell'ombra scura della Terra a quasi 107 minuti negli allineamenti più favorevoli. Contando le fasi parziali più sfuocate su entrambi i lati, l'evento intero, dal primo contatto della Luna con l'ombra all'ultimo, può durare fino a 236 minuti.

L'eclissi del 27 luglio 2018 ha mostrato proprio quanto possa durare in pratica: la Luna ha trascorso 1 ora e 43 minuti completamente all'interno dell'ombra della Terra, su un'eclissi totale di 3 ore e 55 minuti – uno spettacolo continuo e gradualmente arrossato per chiunque sia abbastanza paziente da guardare dall'inizio alla fine.

Molto tempo prima che qualcuno sapesse cos'era un'ombra, gli astronomi babilonesi e successivamente greci notarono che le eclissi si ripetono in un ritmo. Quel ritmo è chiamato saros: un periodo di 18 anni e 11 giorni dopo il quale la geometria del Sole, della Terra e della Luna si allinea quasi allo stesso modo di nuovo. Ogni ciclo saros contiene tipicamente 70 eclissi in totale, 29 di loro lunari – uno schema regolare abbastanza da predire le eclissi migliaia di anni, senza alcuna fisica oltre l'attento mantenimento dei registri.

La NASA ha da allora trasformato quella prevedibilità nei suoi stessi libri di riferimento. Un catalogo complementare, il Five Millennium Canon of Lunar Eclipses, tabula ogni eclissi lunare dal 2000 a.C. al 3000 d.C., e il suo supplementare Five Millennium Catalog arriva a 201 pagine di dettagli eclissi per eclissi – un libro di appuntamenti di cinquemila anni per un'ombra.

Un'eclissi lunare può verificarsi solo durante la Luna piena, con la Terra posizionata tra il Sole e la Luna – il che dovrebbe rendere impossibile vedere entrambi gli oggetti nel cielo allo stesso tempo. La rifrazione atmosferica occasionalmente rompe quella regola, in un effetto chiamato selenelio: per qualche minuto poco dopo l'alba o poco prima del tramonto, il Sole nascente o calante e la Luna eclissata possono apparire entrambi appena sopra gli orizzonti opposti allo stesso tempo, ciascuno piegato leggermente sopra la sua vera posizione dall'aria stessa. È una breve scappatoia ottica in una geometria orbitale altrimenti rigorosa.

Le eclissi lunari hanno turbato le persone per millenni – secondo il Libro dei Canti, una luna rossa inghiottita dall'oscurità era presa come avvertimento di carestia o malattia imminenti. Quell'istinto è risorto nel 2014, quando l'eclissi lunare totale del 15 aprile ha aperto una tetrade: quattro eclissi lunari totali consecutive, completate dalle eclissi dell'8 ottobre 2014, 4 aprile 2015 e 28 settembre 2015. I predicatori cristiani John Hagee e Mark Biltz hanno costruito le loro profezie di luna di sangue intorno a quella serie di lune piene.

Le tetradi stesse non sono così rare – dal 1° secolo d.C., 62 di loro si sono verificate – ma quella 2014-2015 ha attirato un'attenzione sproporzionata perché si allineava con date significative di festività religiose, qualcosa che solo 8 di quelle 62 tetradi hanno fatto. Le eclissi erano astronomicamente non rilevanti; la coincidenza del calendario era l'intera storia.

Un altro numero lega insieme l'intera immagine, anche se appartiene più alle eclissi solari che a quelle lunari. Misurato attraverso i loro dischi, il Sole è approssimativamente 400 volte più largo della Luna – eppure la Luna orbita approssimativamente 400 volte più vicino alla Terra del Sole. Due numeri non correlati che arrivano allo stesso rapporto è il motivo per cui il Sole e la Luna appaiono quasi esattamente della stessa dimensione dalla Terra, che è il motivo per cui le eclissi solari possono diventare totali. Non ha nulla a che fare con il perché la Luna diventa rossa durante la sua stessa eclissi – ma è lo stesso vicinato orbitale che rende possibili le eclissi lunari, poiché una Luna piena può cadere nell'ombra della Terra solo perché la Terra si siede tra due corpi le cui dimensioni apparenti si abbinano così strettamente.

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