چرا برخی نقاط زمین بارها خورشید گرفتگی میبینند و برخی دیگر اغلب از آن محروماند؟
زومیت: برخی از شهرها باید بیش از هزار سال منتظر بمانند تا خورشید گرفتگی کامل را ببینند، در حالی که برخی از مناطق این پدیده را دو بار در کمتر از یک دهه تجربه می کنند.
برخی از شهرها ممکن است بیش از هزار سال خورشید گرفتگی کامل را نبینند، در حالی که برخی دیگر در کمتر از ده سال دو بار آن را تجربه می کنند. مطالعات علمی نشان می دهد که تقریباً تمام نقاط زمین حداقل یک بار در چندین هزار سال در مسیر خورشید گرفتگی کامل قرار می گیرند.
مناطق نزدیک به قطب شمال و جنوب بیشتر از مناطق استوایی خورشید گرفتگی را می بینند، زیرا مسیر خورشید در آنجا متفاوت است. در دوره کنونی، نیمکره شمالی خورشید گرفتگی کلی کمی بیشتر از نیمکره جنوبی را تجربه می کند، اما این در طی هزاران سال تغییر می کند.
خورشید گرفتگی حلقوی شایع تر از کلی است و در آینده ای بسیار دور، خورشید گرفتگی کامل ممکن است دیگر رخ ندهد.
چرا برخی از شهرها باید حدود هزار سال صبر کنند تا خورشید گرفتگی کامل را ببینند، در حالی که برخی از مناطق در کمتر از یک دهه دو بار این پدیده را تجربه می کنند؟ پاسخ این «ظلم آسمانی» را باید در ریاضیات مدارها و چرخه هایی جستجو کرد که در مقیاس هزاران ساله عمل می کنند.
به عنوان مثال، در 2 آگوست 1153 میلادی، شهر اورشلیم (یکی از قدیمی ترین شهرهای جهان) آخرین خورشید گرفتگی کامل خود را تجربه کرد. بر اساس کتاب «کسوف کامل» نوشته فرد اسپیناک، کارشناس معروف محاسبات خورشید گرفتگی در ناسا، این شهر تا 6 آگوست 2241 خورشیدی کامل دیگر را نخواهد دید و به معنای فاصله 1108 ساله است.
از سوی دیگر، ساکنان منطقه ای به مساحت حدود 52000 کیلومتر مربع در ایالت های ایلینویز، میسوری و کنتاکی، تنها در 6 سال و 7 ماه و 18 روز، دو بار وارد مسیر “کسوف کامل” شدند. همان نوار باریکی که معمولاً حدود 160 کیلومتر عرض دارد و فقط در آن محدوده ماه می تواند قرص خورشید را کاملاً بپوشاند.
چرا نسلها در اورشلیم از خورشید گرفتگی کامل محروم شدهاند، اما شهرهایی مانند پریویل، کیپ ژیراردو، پادوکا، کاربوندیل، ماکاندا، هریسبورگ و متروپلیس چندین بار آن را از خانههای خود دیدهاند؟ چرا برخی از نقاط زمین هرگز خورشید گرفتگی کامل را حتی یک بار در چندین عمر انسان مشاهده نمی کنند، در حالی که برخی دیگر به طور منظم در مسیر آن هستند؟
پاسخ در ترکیبی از آمار و چرخه های مداری بسیار طولانی نهفته است.
هنگامی که ما در مورد خورشید گرفتگی کامل صحبت می کنیم، منظور ما زمانی است که ماه دقیقاً بین زمین و خورشید در مرحله ماه جدید قرار دارد و اندازه ظاهری آن در آسمان به اندازه ای بزرگ است که خورشید را کاملاً بپوشاند. این هم ترازی کامل را فقط می توان در یک نوار باریک در سطح زمین مشاهده کرد. در خارج از آن گروه، مردم یا یک ماه گرفتگی جزئی را خواهند دید یا اصلاً هیچکس را نخواهند دید.
پاسخ دقیق به این سوال آسان نیست. زیرا فاصله زمانی بین خورشید گرفتگی کامل در یک نقطه کاملا نامنظم است. مرجع کلاسیک در مورد این موضوع مقاله ای است که در سال 1982 توسط Jean Meuse، ستاره شناس بلژیکی و یکی از چهره های برجسته در نجوم محاسباتی منتشر شد. او با استفاده از یک کامپیوتر شخصی HP-85، یکی از اولین کامپیوترهای شخصی در آن زمان، مسیر خورشید گرفتگی کامل را برای 600 سال آینده محاسبه کرد.
تا آن زمان، معمولاً اعتقاد بر این بود که یک نقطه از زمین هر 360 سال یک بار خورشید گرفتگی کامل را تجربه می کند. اما این عدد از یک کتاب درسی نجوم در سال 1926 نقل شده و هیچ محاسبه دقیقی پشت آن وجود نداشت. محاسبات میوز این میانگین را به 375 سال تصحیح کرد و این عدد به عنوان استاندارد برای چندین دهه پذیرفته شد.
در مارس 2024، درست قبل از دومین “خورشید گرفتگی بزرگ آمریکا” در هفت سال، ارنی رایت از استودیوی تصویربرداری علمی ناسا نقشه حرارتی را منتشر کرد که مسیر 3742 خورشید گرفتگی کلی را در یک دوره 5000 ساله (از 2000 قبل از میلاد تا 3000 بعد از میلاد) نشان می دهد. این نقشه بر اساس “فهرست پنج هزار ساله خورشید گرفتگی” تهیه شده است. اثری که در سال 2006 توسط ژان میوس و فرد اسپیناک منتشر شد.
نتیجه جالب بود: تقریباً هیچ مکانی روی زمین وجود ندارد که حداقل یک خورشید گرفتگی کامل را در این دوره 5000 ساله تجربه نکرده باشد. هر نقطه از این نقشه بین 1 تا 35 بار در مسیر تصویربرداری کامل قرار گرفته است. به بیان ساده، از نظر آماری، هیچ نقطه ای به طور کامل محروم نیست. اما فاصله زمانی بین این رویدادها می تواند بسیار طولانی باشد.
جدیدترین و جامع ترین بررسی در فوریه امسال منتشر شد. این تحقیق که قرار است در مجله انجمن نجوم بریتانیا منتشر شود، 35538 خورشید گرفتگی را در یک دوره 14999 ساله تجزیه و تحلیل کرده است. انجام این محاسبات عظیم به 662000 گیگابایت ساعت حافظه و 147000 ساعت پردازش هسته در طول 102 روز محاسبات مداوم نیاز داشت.
نتیجه یک عدد جدید ارائه کرد: میانگین فاصله زمانی برای وقوع یک خورشید گرفتگی کامل در یک نقطه خاص حدود 373 سال است. گراهام جونز، اخترفیزیکدان و نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح داد که هدف آنها بررسی مجدد مشکل با استفاده از رایانه های مدرن بود. اما این تحقیق فقط عدد متوسط را تصحیح نکرد. اما الگوهای عمیق تری را نیز آشکار کرد.
دلیل این امر مربوط به مسیر ظاهری خورشید در آسمان است. در نزدیکی قطب ها، در برخی فصول خورشید به افق نزدیکتر می شود و مدت بیشتری در آسمان می ماند. این وضعیت یک پنجره زمانی وسیع تری ایجاد می کند که در آن تراز لازم برای خورشید گرفتگی می تواند رخ دهد.
تجزیه و تحلیل ناسا همچنین نشان داد که نیمکره شمالی خورشید گرفتگی کلی کمی بیشتر از نیمکره جنوبی را تجربه خواهد کرد. دلیل آن مدار بیضی شکل زمین است. زمین در مدار خود گاهی به خورشید نزدیکتر است (حضیض خورشیدی) و گاهی دورتر (اوج خورشیدی). در تابستان نیمکره شمالی، زمین نزدیک به اوج خورشید است. یعنی کمی دورتر از خورشید قرار دارد. در این حالت خورشید در آسمان کمی کوچکتر به نظر می رسد و ماه شانس بیشتری برای پوشش کامل آن دارد.
اما این مزیت دائمی نیست. تاریخ اوج و اوج خورشیدی در چرخه ای حدود 21000 سال جابه جا می شود. در حدود 4500 سال آینده، این نقاط با اعتدال بهاری و پاییزی منطبق خواهند شد، زمانی که هیچ یک از نیمکره ها غالب نخواهند بود. در حدود 9500 سال آینده، این مزیت به نیمکره جنوبی منتقل خواهد شد. این چرخه طولانی مدت فاصله زمانی بین خورشید گرفتگی کامل در یک مکان خاص را بسیار نامنظم می کند.
بر اساس محاسبات، خورشید گرفتگی حلقوی در یک نقطه خاص به طور متوسط هر 224 تا 226 سال یک بار اتفاق می افتد. یعنی بیشتر از نوع کامل. دلیل آن ساده است: اگر متوسط اندازه ظاهری خورشید و ماه را در نظر بگیریم، خورشید اغلب کمی بزرگتر از ماه دیده می شود، بنابراین حلقه ای از آتش به احتمال زیاد تشکیل می شود.
این روند در آینده تقویت خواهد شد، زیرا ماه در سال حدود 3.8 سانتی متر از زمین دور می شود. خورشید اکنون حدود 400 برابر بزرگتر از ماه است، اما همچنین حدود 400 برابر دورتر از ماه است. این نسبت باعث می شود اندازه ظاهری آنها در آسمان تقریباً برابر باشد. با عقب نشینی تدریجی ماه، در مقیاس های زمانی بسیار طولانی، ماه گرفتگی کامل به تدریج ناپدید می شود و تنها نوع حلقوی آن باقی می ماند.
البته این اتفاق در حدود 600 میلیون سال دیگر رخ خواهد داد، بنابراین در حال حاضر هیچ نگرانی برای علاقه مندان به کسوف وجود ندارد.
در نهایت، اگرچه توزیع خورشید گرفتگی در زمین در نگاه اول ناعادلانه به نظر می رسد، اما در واقع نتیجه هندسه دقیق و پیچیده سامانه زمین-ماه و
خورشید چرخه های مداری بسیار طولانی دارد. آنچه برای ما یک رویداد کوتاه چند دقیقه ای است، در مقیاس کیهانی بخشی از یک رقص ریاضی و منظم است که هزاران سال ادامه دارد.
