خورشید گرفتگی چیست؟
چرا هرماه خورشيد گرفتگي اتفاق نمي‌افتد؟ انواع خورشيد گرفتگي‌ها چگونه هستند و چه‌طور مي‌توان يک خورشيد گرفتگي را بدون خطر رصد کرد؟
تصور کنید که در حال حرکت در طول یک خیابان هستید و در حال تحمل گرما و نور شدید خورشید ناگهان آسمان تاریک می شود و شما برای مدت کوتاهی احساس راحتی می کنید و سپس دوباره نور خورشید بر شما می تابد. شاید از کنار این اتفاق به آسانی بگذرید اما اگر بدانید عاملی که باعث این اتفاق شده است سایه ماه بوده و شما آن قدر خوش شانس بوده اید که به طور اتفاقی در امتداد نوار بسیار باریک سایه ماه بوده اید شاید این اتفاق برای شما طور دیگری جلوه کند

همانطور که می دانید مدار ماه به گرد زمین اندکی با صفحه زمین خورشید زاویه دارد و این امر باعث می شود که ما هر ماه شاهد خورشید گرفتگی نباشیم. خورشید گرفتگی زمانی اتفاق می افتد که ماه در بین زمین و خورشید قرار گیرد و سایه خود را بر زمین بیافکند. اما این اتفاق زمانی به وقوع می پیوندد که ماه تقریبا نزدیک یکی از گره های مداری خود باشد (گره های مداری نقاطی هستند که در آن مدار یک جسم مدار جسم دیگری را قطع می کند.) زیرا هنگامی که ماه در نزدیکی گره های خود باشد تقریبا بر صفحه زمین خورشید منطبق می شود و بنابراین این امکان وجود دارد تا سایه خود را بر زمین بیافکند و عده ای از علاقه مندان را از خانه هایشان بیرون بکشد

کسوف ها به سه شکل اصلی اتفاق می افتد. نوع اول آن کسوف حلقوی است. همانطور که می دانید مدار ماه بیضوی است و طبعا گاهی اوقات در اوج (دورترين فاصله از زمين) و گاهی اوقات در حضیض (نزديک‌ترين فاصله از زمين) به سر می برد. اگر هنگام کسوف ماه در اوج مداری خود باشد اندازه زاویه‌اي آن، آن‌گونه که از زمين ديده مي‌شود، در مقایسه با اندازه زاویه ای خورشید کمتر می شود و بدین ترتیب ماه نمی تواند همه قرص خورشید را در پشت خود مخفی سازد. بدین ترتیب خورشید در ميانه گرفت به صورت حلقه ای نورانی دیده می شود و این خود یکی از جاذبه های این نوع کسوف است. کسوف ۱۱ مهر ماه در بخشهایی از اسپانیا و آفريقا بدین صورت دیده می شود.

نوع دوم کسوف کلی است. در هنگام کسوف کلی ماه آن قدر از زمین دور نیست که نتواند کل قرص خورشید را در پشت خود مخفی سازد. با پنهان شدن قرص خورشید در پشت قرص ماه نا گهان تاج خورشید خود نمایی می کند و بدین ترتیب نماهای رویایی که همه ما از کسوف دیده ایم به وجود می آیند. نمونه چنین کسوفی در سال ۱۳۷۸ در کشور ما اتفاق افتاد و بسیاری را جذب خود کرد.

نوع سوم کسوف کسوف جزیی است که کسوف روز دوشنبه نیز از همین نوع است. در این نوع کسوف به سبب موقعیت جغرافیایی ناظر در روي زمين و همچنین به دلیل موقعیت ماه در مدارش، زمین وارد تمام‌سایه ماه نمیشود و یا تمام‌سایه ماه از مکان رصد ناظر عبور نمی کند. بدین ترتیب رصد گر تنها در نیم سایه قرار مي‌گيرد و از ديد او فقط بخش‌هايي از خورشيد به وسيله ماه پوشيده مي‌شود.

البته نوعی دیگری از کسوف هم وجود دارد که می توان آن را هم در رده حلقوی ها در نظر گرفت و هم در رده کسوف های کلی. در این نوع کسوف در بعضی از نقاط زمین کسوف کلی است و در بعضی از نقاط ماه قسمت های بسیار کمی از قرص خورشید را نمی پوشاند. این نوع از کسوف ها نیز بسیار زیبا هستند. نمونه از این نوع کسوف امسال (۱۳۸۴) در بخش هایی از منطقه آمریکای مرکزی اتفاق افتاد.

اما نکات لازم در هنگام رصد کسوف جزیی:
۱٫به هیچ وجه بدون فیلتر به خورشید نگاه نکنید.
۲٫برای نگاه کردن به خورشید از شیشه هایی که به وسیله دود شمع و یا به طرق دیگر دودی شده اند استفاده نکنید چرا که آن ها تنها شدت نور را کم می کنند و نمی توانند جلوی پرتوهای خطرناک نور خورشید را نمی گیرند.
۳٫با ابزار نجومی به هیچ وجه بدون فیلتر به خورشید نگاه نکنید.
۴٫بهترین روش دیدن کسوف استفاده از ابزار هایی مثل اتاق تاریک و یا انداختن تصویر بر روی دیوار یا پرده است.

پديده گرفتگي:
اگر جرمي سماوي باعث شود که جرم سماوي ديگري براي ناظر زميني غير قابل رؤيت شود, پديده گرفتگي اتفاق افتاده است. اين پديده بين تمام سيارات و ستارگان و ماه و خورشيد اتفاق مي افتد. سياره هاي عطارد و زهره, گاهي از مقابل قرص خورشيد عبور مي کنند. معمولا ماه باعث گرفتگي ستارگان و سيارات در مسير خود مي شود. در اين ميان دو پديده ماه گرفتگي و خورشيد گرفتگي از اهميت ويژه اي برخوردارند. ماه گرفتگي هنگامي پديد مي آيد که ماه در سايه زمين قرار مي گيرد و به صورت تيره و مسي رنگ ديده شود. وقتي زمين در سايه ماه قرار بگيرد, پديده خورشيد گرفتگي پيش مي آيد. از آنجا که اين پديده هاي نادر طيبعي انسان را متوجه قدرت خداوند متعال و نظام حاکم بر طبيعت مي کند, جزو آيات الهي بر شمرده شده اند. شارع مقدس نيز احکام ويژه اي را در اين موارد مقرر کرده است. در اين مقال به بررسي اين دو پديده از ديدگاه نجومي مي پردازيم.

ماه گرفتگي (خسوف)
پديده ماه گرفتگي وقتي رخ مي دهد که ماه, در حال بدر, نزديک يکي از گره هاي صعودي يا نزولي خود باشد. در اين حال ماه بايد از سايه زمين عبور نمايد و قهرا از نور خورشيد محروم مي ماند. در واقع زمين همواره پشت خود يک سايه مخروطي شکل درست مي کند, ولي از آنجا که ماه معمولا با اختلاف زاويه اي بين حدود ۵+ و ۵- درجه از کنار سايه مي گذرد, بطور معمول پديده گرفتگي پيش نمي آيد. ولي در حاليکه ماه بدر, از نزديکي دايره البروج بگذرد, يعني در نزديکي يکي از گره هاي مدارش باشد, سايه زمين بر ماه مي افتد و خسوف پديد مي آيد. شکل زير وقوع يک ماه گرفتگي را نشان مي دهد.

مخروط تمام سايه از تمام شعاع هاي خورشيد محروم است اما مخروط نيمسايه برخي از شعاع هاي خورشيد را دريافت ميکند, ولي چون از بخش ديگري محروم است, تيره رنگ جلوه مي نمايد. گاهي ماه فقط از ناحيه نيم سايه عبور مي کند, در اين صورت به اصطلاح خسوف نيمسايه اي اتفاق افتاده است. در موارد عبور ماه از تمام سايه اگر تمام قرص از محدوده تمام سايه عبور کند, خسوف کلي رخ داده و گرنه خسوف جزيي است. خسوف نيم سايه اي در بيشتر موارد از زمين قابل تشخيص نيست, فقط در صورتيکه بيش از ۷/۰ قرص ماه در نيمسايه قرار بگيرد۱ , اين نوع خسوف قابل تشخيص است و ظاهرا نماز آيات نيز در اين مورد واجب مي شود, اگرچه منجمان بطور کلي از محاسبه و اعلام خسوف نيمسايه احتراز مي نمايند!

در خسوف کلي, قرص ماه بصورت کامل نامريي نمي شود, بلکه بخاطر شکست نور خورشيد در جو زمين, بطور غير مستقيم قدري از شعاع هاي خورشيد به ماه مي رسد. از آنجا که جو زمين نور آبي را بيشتر از نور قرمز جذب مي کند, نور منعکس شده به ماه, به رنگ قرمز مسي در مي آيد.
پديده خسوف, يک پديده غير وابسته به موقعيت ناظر است. به اين معني که هر ناظري در زمان خسوف, اگر بتواند ماه را ببيند, مي تواند خسوف را ملاحظه نمايد. بنابراين خسوف براي همه نيم کره اي که به طرف ماه قرار گرفته, به يک شکل و در يک زمان قابل رؤيت است.

خورشيد گرفتگي (کسوف)
اگر زمين در سايه مخروطي شکل ماه قرار بگيرد, پديده خورشيد گرفتگي پيش مي آيد. اين پديده وقتي اتفاق مي افتد که ماه در نزديکي حالت مقارنه, در حوالي يکي از گره هايش باشد. از آنجا که ماه معمولا با اختلافي بين ۵+ و ۵- درجه از دايره البروج قرار دارد, اين پديده به ندرت اتفاق مي افتد. شکل زير يک خورشيد گرفتگي را ترسيم مي نمايد.

با توجه به شکل, مشخص مي شود که خورشيد گرفتگي کلي فقط در ناحيه بسيار کوچکي از زمين قابل رؤيت است ولي در نواحي بيشتري خورشيد گرفتگي جزيي مشاهده مي شود. از آنجاکه ماه در مدار خود با سرعتي در حدود يک کيلومتر در ثانيه حرکت مي کند و زمين نيز, هم جهت با سايه با سرعت ۵/۰ کيلومتر بر ثانيه در دايره استوا داراي حرکت وضعي است, خورشيد گرفتگي با سرعتي حدود ۵/۰ (= ۵/۰- ۱) کيلومتر در ثانيه از شرق به غرب, در حرکت است. بنابراين نواحي مختلفي از کره زمين مي توانند, خورشيد گرفتگي را با تفاوت زماني اندکي مشاهده نمايند.

چناچه قبلا گفته شد, مدار حرکت زمين به گرد خورشيد و مدار ماه به دور زمين, بيضي شکلند. بنابراين قطر قرص مريي خورشيد و ماه از روي زمين, در حال تغيير است. اگر خورشيد گرفتگي کلي در صورتي پيش بيايد که قطر قرص ماه بزرگتر از قطر خورشيد باشد, خورشيد گرفتگي کلي مشاهده مي شود. در صورتيکه قطر ماه کوچکتر از قطر خورشيد باشد, و ماه نتواند تمام قرص خورشيد را بپوشاند, حلقه اي از خورشيد, حتي در حد اکثر گرفتگي, قابل رؤيت است. اين حالت را خورشيد گرفتگي حلقوي مي نامند.

برخلاف خسوف , کسوف پديده اي وابسته به موقعيت ناظر است. يعني در هر ناحيه از کره زمين که روز باشد, گرفتگي به شکلي متفاوت با نواحي ديگر رؤيت مي شود. در مرکز گرفتگي, کسوف کلي ديده مي شود, در نواحي شمالي, بخش پاييني خورشيد و در نواحي جنوبي بخش بالايي خورشيد, گرفته مي شود و بالاخره برخي نواحي اصلا گرفتگي را رؤيت نمي کنند. از اينرو محاسبه خورشيد گرفتگي بسيار دشوارتر از ماه گرفتگي است و اگر سيستمي قادر به محاسبه دقيق خورشيد گرفتگي در هر محلي باشد, و بتواند در حد ثانيه خورشيد گرفتگي را محاسبه نمايد, از دقت بسيار بالايي در محاسبات مواضع ماه و خورشيد برخوردار است.

خورشيد گرفتگي کلي يکي از زيباترين پديده هاي طبيعي است. اين پديده حداکثر حدود ۵/۷ دقيقه طول مي کشد. بخاطر استتار کامل قرص خورشيد توسط ماه, آسمان در ميان روز تاريک مي شود و ستارگان قابل رؤيت مي شوند. در اين زمان حلقه اي الماسي رنگ از نور به گرد خورشيد ديده مي شود که از زيبايي مبهوت کننده اي برخوردار است. با حرکت مجدد ماه, رفته رفته قرص خورشيد باز مي شود و به حالت عادي باز مي گردد.

قوانين گرفتگي ها
در اينجا خلاصه اي از مهمترين قوانين نجومي پديده گرفتگي آورده شده است:
زمان ماه گرفتگي فقط در ماه کامل و خورشيد گرفتگي در هنگام ماه نو قرار دارد. رواياتي که گرفتن خورشيد در وسط و گرفتن ماه در آخر ماه را بيان مي نمايد, ناظر به ايجاد حالت غير متعارف در آسمان است.

تعداد خورشيد گرفتگي ها در هر سال حداقل ۲ و حداکثر ۵ و ماه گرفتگي ها هر سال حداکثر ۳ مورد است. بيشترين رقم مجموع گرفتگي ها در يک سال اعم از ماه گرفتگي و خورشيد گرفتگي در يک سال عدد ۷ است.
گرفتگي ها اغلب به صورت زوجي يا سه تايي, خورشيد گرفتگي – ماه گرفتگي – خورشيد گرفتگي رخ مي دهند. ماه گرفتگي هميشه دو هفته قبل يا بعد از يک خورشيد گرفتگي صورت مي گيرد.

الگوي گرفتگي ها در يک دوره ۱۸ سال و ۱۱ روز و۸ ساعته به نام سيکل ساروس دوباره تکرار مي شوند. اين الگو بطور دقيق تکرار نمي شود.
در يک ماه گرفتگي مدت زمان مرحله کلي حداکثر ۱ ساعت و ۴۰ دقيقه و مرحله تمام سايه اي يعني جزيي- کلي- جزيي حداکثر ۳ ساعت و ۴۰ دقيقه به طول مي انجامد. حداکثر مدت خورشيد گرفتگي کلي (در استوا) ۷ دقيقه و ۴۰ ثانيه و براي گرفتگي حلقوي ۱۲ دقيقه و ۲۴ ثانيه مي باشد
ماه گرفتگي در هر نقطه از کره زمين که مشاهده شود به يک شکل و در يک زمان مشاهده مي شود ولي شکل يک خورشيد گرفتگي و زمان رؤيت آن, بستگي به موقعيت ناظر روي کره زمين دارد.

مقدمه
در خسوف (ماه گرفتگی) زمین در حرکت مداری خود به دور خورشید سایه‌اش را، که در فضا در سمتی مخالف خورشید ممتد است، به دنبال می‌کشد. سایه زمین به شکل یک مخروط است که قاعده آن مقطع زمین و طول متوسط آن ۱،۳a80،۰۰۰ کیلومتر است. طول این سایه ، بر اثر تغییر فاصله زمین از خورشید تا حدود ۴۰۰۰۰ کیلومتر نسبت به مقدا متوسط تغییر می‌کند. خسوف زمانی اتفاق می‌افتد که ماه وارد مخروط سایه زمین شود.

شرایط وقوع خسوف
وقتی از بالا به دایرة البروج بنگریم به اشتباه گمان می‌کنیم که خسوف باید ماهی یک بار اتفاق افتد. خطای این دید وقتی آشکار می‌شود که از پهلو نگاه کنیم. آنگاه روشن می‌شود که این سه جرم در حقیقت بر یک خط واقع نیستند. ماه در نتیجه میل مدارش با دایرة البروج ، می‌تواند از بالا یا پایین مخروط سایه ، به فاصله‌ای که حداکثر ۳۲،۰۰۰ کیلومتر می‌شود بگذرد. برای اینکه خسوف برقرار باشد واقع شود باید دو شرط مهم زیر همزمان با یکدیگر برقرار باشند:

۱٫ خورشید ، زمین و ماه ، باید بر خطی مستقیم واقع باشند یعنی ماه به حالت بدر از زمین دیده شود. این واقعه ماهی یک بار روی می‌دهد.
۲٫ ماه در حرکت مداریش باید در حال عبور از دایرة البروج ، یعنی در یکی از عقده‌ها باشد.
بیشتر دیده شد که کره ماه نیمی از ماه را در زیر صفحه دایرة البروج به سر می‌آورد و نیم دیگر را بالای آن. دو نقطه‌ای که در آنها ماه صفحه دایرة البروج را قطع می‌کند عقدتین نامیده می‌شود: یکی از این دو عقده رأس (گره شمالی) است و دیگری عقده ذنب (گره جنوبی). خط واصل این دو نقطه را خط عقده‌ها یا خط گره‌ها نامند.