Zatmenie Mesiaca: Keď Zemský tieň Zmení Mesiac na Krvavočervený

Zatmenie Mesiaca nie je, že Mesiac ztemnieť. Je to Mesiac kĺzajúci cez tieň tak veľký, že na druhej strane Zeme sa rozprestiera približne 1,4 milióna kilometrov do vesmíru – a namiesto zmiznutia, Mesiac zvyčajne len zmení farbu na hlbokú, rezavú červenú.

Tento tieň je vlastný tieň Zeme, vrhnutý slnečným svetlom rovnakým spôsobom, akým vrhá tieň akýkoľvek objekt. To, čo robí zatmenie Mesiaca zmysluplné na sledovanie, je všetko medzi tým: ako dlho Mesiac zostáva v tomto tieni, prečo zmení farbu namiesto toho, aby sa stal čiernym, a ako starí pozorovatelia oblohy premieňali svoj rytmus na fungujúci kalendár storočia predtým, ako si niekto uvedomil, prečo sa to stalo.

Táto príručka prechádza mechanikou zatmenia Mesiaca – tieňom, farbou, časovaním – a niekoľkými podivnejšími rohmi, od proroctva postaveného okolo štyroch po sebe nasledujúcich zatmení až po zachytenie Slnka a zatmeného Mesiaca na oblohe v rovnakom momente.

Zem je približne 3,7 krát širšia ako Mesiac a tento rozdiel veľkosti je dôležitejší, ako by ste čakali: spôsobuje, že kužeľ úplného tieňa Zeme, nazvaný umbra, sa rozprestiera približne 1,4 milióna kilometrov do vesmíru predtým, ako sa zužuje do bodu. To je ďaleko viac priestoru, ako Mesiac potrebuje na zmiznutie.

Vlastný tieň Mesiaca funguje opačne. Pretože je Mesiac oveľa menší, jeho umbra dosahuje bod až po približne 384 402 kilometroch – náhodou blízko skutočnej vzdialenosti Zeme-Mesiac, čo je dôvod, prečo je cesta úplnosti úplného slnečného zatmenia na Zemi len úzky pruh. Zemský tieň nemá tento problém; úplne pohlti Mesiac, s priestorom na chvíľu.

Ak by Zem nemala atmosféru, úplne zatmený Mesiac by sa jednoducho stal čiernym. Namiesto toho slnečné svetlo prechádza okrajmi zemskej atmosféry na ceste k Mesiacu a táto tenká vrstva vzduchu funguje ako filter: modré vlnové dĺžky sa rozptýlia na diaľku, čím zostanú predovšetkým teplé, červenohnedé tóny na dokončenie cesty. To, čo dopadá na Mesiac, je v podstate svetlo každého východu a západu slnka na Zemi, ktoré sa stane súčasne, ohnuté okolo planéty a znovu zamerané na povrch Mesiaca.

Astronómovia skutočne hodnotia, ako živé sa to prejavuje. Francúzsky astronom André Danjon navrhl stupnicu, ktorá sa používa dodnes, na posúdenie, ako tmavo alebo jasne vyzerá úplne zatmený Mesiac. Na slabej strane L=0 môže byť Mesiac takmer neviditeľný na strednej totalite. Na jasnej strane L=4 namiesto toho svieti zaživa meďou alebo oranžou. Rovnaká mechanika zatmenia, rovnaké červené svetlo – ale koľko prachu a oblakov sa náhodou vyskytuje v zemskej atmosfére v tom týždni, môže posunúť výsledok z jedného extrému na druhý.

Nie každé zatmenie Mesiaca poskytuje túto úplnú červenú show. K čiastočnému zatmeniu Mesiaca dochádza, keď Slnko, Zem a Mesiac nie sú úplne v línii, takže Mesiac prekračuje iba časť zemskej umbry, zatiaľ čo zvyšok zostáva v slnečnom svetle. Polotieňové zatmenie je ešte jemnejšie – Mesiac prechádza iba svetlejším vonkajším okrajom zemského tieňa, ktorý sa mierne stmavuje bez hlbokej zmeny farby. Približne tretina všetkých zatmení Mesiaca sú polotieňové zatmenia a len 3% týchto polotieňových zatmení sú také hlboké, aby sa kvalifikovali ako úplné polotieňové zatmenia – čo znamená, že väčšina zatmení, ktoré by ste mohli čítať ako „zatmenie Mesiaca dnes večer", je v skutočnosti slabá, ľahko sa dá prehliadnuť, pokiaľ neviete, kde sa pozerať.

Totalita trvá tak dlho, ako dlho trvá, pretože Mesiac je relatívne povedané pomalá pohybujúca sa ponuka. Driftuje po svojej obežnej dráhe iba približne 1,03 km/s – sotva viac ako vlastný priemer za hodinu – čo je dosť pomaly na to, aby totalita v temnej zemskej umbre mohla dosiahnuť takmer 107 minút v najpôsobnejších zarovnaniach. Počítajúc slabšie čiastočné fázy na oboch stranách sa celá udalosť od prvého dotyku Mesiaca s tieňom až po posledný môže trvať až 236 minút.

Zatmenie z 27. júla 2018 ukázalo presne, ako dlho to môže byť v praxi: Mesiac strávil 1 hodinu a 43 minút úplne v zemskej umbre, z úplného zatmenia 3 hodín a 55 minút – nepretržitá, postupne červenajúca show pre všetkých, ktorí sú dostatočne trpezliví, aby sa pozerali od začiatku do konca.

Dávno predtým, ako niekto vedel, čo je umbra, si babylonski a neskôr grécki astronómovia všimli, že sa zatmenia opakovajú v rytme. Tento rytmus sa nazýva saros: obdobie 18 rokov a 11 dní, po ktorom sa geometria Slnka, Zeme a Mesiaca opäť zarovná takmer rovnakým spôsobom. Každý sarosov cyklus zvyčajne obsahuje 70 zatmení spolu, 29 z nich mesiacnych – dostatočne pravidelný vzor na predpovedanie zatmení tisíce rokov bez čehosi iného ako starostlivého vedenia záznamov.

NASA odvtedy transformovala túto predpovedateľnosť na svoje vlastné referenčné práce. Sprievodný katalóg, päťtisícročný kánon mesiacnych zatmení, uvádza každé zatmenie Mesiaca od 2000 pred našim letopočtom do 3000 nášho letopočtu a jeho doplňujúci päťtisícročný katalóg sa rozprestiera na 201 strán detailov zatmenia za zatmením – päťtisícročnú rezervnú knihu na tieň.

Zatmenie Mesiaca sa môže vyskytnúť iba počas spln, pričom Zem je umiestnená medzi Slnkom a Mesiacom – čo by malo znemožniť vidieť oba objekty na oblohe naraz. Atmosférická refrakcia toto pravidlo občas porušuje v efekte nazývanom selenelion: pár minút po východe alebo krátko pred západom slnka sa môžu vychádzajúce alebo zapadajúce slnko a zatmený Mesiac objaviť obidve tesne nad opačnými obzormi v rovnakom čase, každé mierne ohnuté nad svoju skutočnú pozíciu samotným vzduchom. Je to stručná optická medzera v inak prísnej orbitálnej geometrii.

Zatmenia Mesiaca znepokojovala ľudí po tisícročia – podľa Spevníka Spevníkov sa červený mesiac pohltený tmou bral ako varovanie pred predstojacej hlad alebo chorobou. Tento inštinkt sa znovu objavil v roku 2014, keď úplné zatmenie Mesiaca 15. apríla otvorilo tetrády: štyri po sebe nasledujúce úplné zatmenia Mesiaca, doplnené zatmeniami 8. októbra 2014, 4. apríla 2015 a 28. septembra 2015. Kresťanskí kazatelia John Hagee a Mark Biltz vybudovali svoje krvavé mesiacne proroctva okolo tohto radu spln.

Samotné tetrády nie sú až tak zriedkavé – od 1. storočia nášho letopočtu sa uskutočnilo 62 z nich – ale tetrád z rokov 2014-2015 si vyžiadali nepomernú pozornosť, pretože sa zhodoval so vzdialnymi náboženskými sviatkami, čo urobilo iba 8 z týchto 62 tetráy. Zatmenia boli astronomicky neznalosťou; zhoda kalendárov bola celý príbeh.

Ešte jedno číslo spája celý obrázok, hoci patrí skôr slnečným zatmeniom ako mesiacnym zatmeniám. Meraný cez ich disky je Slnko približne 400-krát širšie ako Mesiac – a Mesiac sa pohybuje približne 400-krát bližšie k Zemi ako Slnko. Dve nesúvisiace čísla, ktoré pristanú na rovnaký pomer, je dôvod, prečo sa Slnko a Mesiac zdajú z Zeme takmer presne rovnakej veľkosti, čo je dôvod, prečo môžu byť slnečné zatmenia úplná. To nemá nič spoločného s tým, prečo sa Mesiac počas jeho vlastného zatmenia zrúži – ale je to rovnaké orbitálne susedstvo, ktoré robí mesiacne zatmenia možnými v prvom rade, pretože spln sa môže dostať do zemského tieňa len preto, že Zem sedí medzi dvoma telesami, ktorých zdanlivé veľkosti sa tak tesne zhodujú.

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