Shannon Schmoll, Đại học Bang Michigan
Ghi chú của người biên tập: Nhật thực toàn phần sẽ được nhìn thấy trên khắp nước Mỹ vào Thứ Hai, ngày 21 tháng XNUMX. Shannon Schmoll, giám đốc Cung thiên văn Abrams tại Đại học Bang Michigan, giải thích tại sao và cách nó xảy ra, và chúng ta có thể học được gì từ nhật thực.
Làm thế nào để chúng ta biết khi nào sẽ xảy ra nhật thực và nó sẽ có thể nhìn thấy ở đâu?
Nhật thực xảy ra khi tầm nhìn của chúng ta về mặt trời bị mặt trăng chặn lại. Khi mặt trăng thẳng hàng giữa mặt trời và Trái đất, mặt trăng sẽ đổ bóng xuống Trái đất. Đây là những gì chúng ta trên mặt đất quan sát được khi nhật thực.
Chúng ta biết khi nào chúng sẽ xảy ra bởi vì trong nhiều thế kỷ, các nhà thiên văn học đã đo lường rất chính xác chuyển động của Trái đất, mặt trăng và mặt trời, bao gồm cả hình dạng quỹ đạo của chúng, cách quỹ đạo tiến hành và các thông số khác. Với những dữ liệu đó về mặt trăng - và thông tin tương tự về quỹ đạo của Trái đất xung quanh mặt trời - chúng ta có thể lập các mô hình toán học về chuyển động của chúng trong mối quan hệ với nhau. Sử dụng các phương trình đó, chúng ta có thể tính toán các bảng dữ liệu có thể dự đoán những gì chúng ta sẽ thấy trên Trái đất, tùy thuộc vào vị trí, trong thời gian nguyệt thực cũng như khi nào chúng xảy ra và chúng kéo dài bao lâu. [Các lần nhật thực lớn tiếp theo ở Mỹ sẽ vào năm 2023 và 2024.]
Hiện tượng nguyệt thực xảy ra thường xuyên như thế nào?
Nhật thực xảy ra trung bình một vài lần một năm. Mặt trăng đi qua giữa Trái đất và Mặt trời 29 ngày một lần, thời điểm mà chúng ta gọi là “trăng non” - khi mặt trăng không thể nhìn thấy trên bầu trời vào ban đêm của Trái đất. Tuy nhiên, quỹ đạo của mặt trăng và đường đi của mặt trời trên bầu trời của chúng ta không khớp chính xác với nhau, vì vậy tại hầu hết các sự kiện trăng non đó, mặt trăng xuất hiện ở trên hoặc dưới mặt trời.
Tuy nhiên, hai lần một năm, có một khoảng thời gian mà mặt trăng và mặt trời thẳng hàng với Trái đất - các nhà thiên văn học gọi đây là mùa nguyệt thực. Nó kéo dài khoảng 34 ngày, đủ lâu để mặt trăng hoàn thành một quỹ đạo đầy đủ [và sau đó là một số] của Trái đất. Trong mỗi mùa nguyệt thực, có ít nhất hai lần nguyệt thực có thể nhìn thấy từ một số nơi trên Trái đất. Vào lúc trăng tròn, sẽ có hiện tượng nguyệt thực, khi mặt trăng đi qua ngay phía sau Trái đất, dẫn đến mặt trăng có màu đỏ sẫm hơn. Và vào lúc trăng non, sẽ có nhật thực, khi mặt trời bị mặt trăng chặn lại.
Liệu chúng ta có thể học được gì từ các sự kiện nhật thực hay chúng thực sự chỉ là những điều kỳ lạ xảy ra trong tự nhiên?
Chúng ta chắc chắn có thể học được những điều từ nhật thực. Lớp ngoài cùng của mặt trời, được gọi là vành nhật hoa, rất khó nghiên cứu vì nó kém sáng hơn phần còn lại của mặt trời - vì vậy chúng ta khó nhìn thấy nó giữa độ sáng còn lại của mặt trời.
Khi mặt trăng chặn mặt trời, chúng ta có thể nhìn thấy vầng hào quang, hình ảnh nổi tiếng về vầng sáng xung quanh đĩa tối của mặt trăng. Hiện các nhà thiên văn học nghiên cứu điều này bằng cách tạo ra một hiện tượng nhật thực nhân tạo với một mặt nạ được tích hợp sẵn trong các dụng cụ đặc biệt trên kính thiên văn gọi là coronagraph. Điều này thật tuyệt, nhưng không cho phép những bức ảnh đẹp nhất. Nhật thực tạo cơ hội cho các nhà khoa học có thêm dữ liệu để nghiên cứu sâu về vành nhật hoa.
Chúng ta cũng có thể tìm hiểu về Trái đất. Ở khu vực bị ảnh hưởng bởi nhật thực, mặt trời tối dần dẫn đến nhiệt độ giảm đột ngột. Các nghiên cứu do NASA tài trợ trong lần nguyệt thực này sẽ xem xét những tác động từ nhật thực lên bầu khí quyển của chúng ta cũng như những gì xảy ra trên đất liền. Các nghiên cứu trước đây đã quan sát hành vi của động vật trong khi xảy ra nhật thực vào năm 2001 và ghi nhận một số loài động vật trải qua thói quen ban đêm của chúng khi mặt trời biến mất trong khi những con khác trở nên lo lắng.
Và chúng ta có thể tìm hiểu về toàn bộ vũ trụ. Cách đây chưa đầy 100 năm, nhật thực đã chứng minh một dự đoán mà Albert Einstein đã đưa ra về lực hấp dẫn. Thành công đó đã giúp anh trở thành một tên tuổi trong gia đình. Trong thuyết tương đối rộng của mình, Einstein đã tiên đoán rằng lực hấp dẫn có thể bẻ cong đường đi của ánh sáng. Hiệu ứng mà ông dự đoán là rất nhỏ, vì vậy nó tốt nhất nên được xem khi ánh sáng đi qua một thiên thể rất lớn khi nó di chuyển qua một khoảng cách rất xa trong không gian.
Sir Arthur Eddington, một nhà thiên văn học, người đã giúp nghiên cứu sâu hơn về thuyết tương đối rộng và công trình của ông là một phần chính trong hiểu biết hiện đại của chúng ta về các ngôi sao và lỗ đen, đã sử dụng bóng tối do nhật thực cung cấp để xem xét vị trí ánh sáng của các ngôi sao trong ngày, khi nó đi qua mặt trời. Sau đó, ông so sánh các vị trí đó với vị trí đã biết của chúng vào ban đêm. Ông thấy rằng lực hấp dẫn của mặt trời đã bẻ cong đường đi - chính xác như và với lượng chính xác mà Einstein đã dự đoán.
Thật kỳ lạ làm sao mà mặt trăng lại có thể ngăn chính xác mặt trời?
Một điều rất bất thường là mặt trăng và mặt trời chỉ xảy ra ở những khoảng cách và kích cỡ phù hợp để có cùng kích thước trên bầu trời của chúng ta. Điều này cho phép mặt trăng chặn đĩa mặt trời một cách hoàn hảo, đồng thời cho chúng ta thấy vầng hào quang. Ví dụ, sao Kim và sao Thủy cũng có thể đi qua trước mặt trời từ góc nhìn của chúng ta. Tuy nhiên, chúng xuất hiện dưới dạng những đốm nhỏ di chuyển trên mặt trời.
Điều gì sẽ xảy ra với người đứng trên mặt trăng trên Trái đất? Trái đất sẽ tối?
Nếu bạn đang ở trên mặt trăng, bạn sẽ có thể nhìn thấy ảnh hưởng của nhật thực trên Trái đất chỉ khi bạn đang đứng ở phía đêm của mặt trăng, mặt đối diện với Trái đất. Bạn sẽ thấy một bóng tròn đổ xuống Trái đất. Lần nguyệt thực đặc biệt này đầu tiên sẽ xảy ra Thái Bình Dương, sau đó di chuyển vào Oregon, qua Mỹ đến Nam Carolina và kết thúc ở Đại Tây Dương. Con đường mà bóng tối đi được gọi là con đường của tổng thể.
Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc bài viết gốc tại đây: //theconversation.com/when-the-sun-goes-dark-5-questions-answered-about-the-solar-eclipse-81308. Được phép tái bản.
Nhật thực và nguyệt thực là những hiện tượng tự nhiên vô cùng thú vị của vũ trụ. Mỗi năm có rất nhiều lần hiện tượng nhật thực và nguyệt thực xảy ra. Tuy nhiên không phải ai cũng biết đâu là nguyệt thực, đâu là nhật thực và sự khác biệt giữa hai hiện tượng này là gì? Trong bài này, hãy cùng đội ngũ 24h Thông Tin chúng tôi tìm hiểu xem nhật thực và nguyệt thực khác nhau như thế nào nhé.
Thời điểm xảy ra hiện tượng nguyệt thực và nhật thực?
Nhật thực và nguyệt thực là hai hiện tượng thiên văn xảy ra khi trái đất, mặt trăng, mặt trời cùng nằm trên cùng một mặt phẳng và thẳng hàng với nhau. Tuy nhiên, vị trí của mặt trăng, mặt trời và trái đất sẽ có sự thay đổi thứ tự nên mới tạo ra hai hiện tượng thú vị trên. Vậy khi nào xảy ra hiện tượng nhật thực và nguyệt thực?
- Hiện tượng nhật thực xảy ra khi Mặt trăng, Mặt trời và Trái đất cùng nằm trên một mặt phẳng, thẳng hàng hoặc gần thẳng hàng với nhau. Lúc này, Mặt trăng sẽ nằm ở giữa Trái đất và Mặt trời. Vì nằm ở giữa nên Mặt trăng sẽ che phủ toàn bộ hoặc một phần ánh sáng của Mặt trời chiếu lên Trái đất, dẫn đến hiện tượng trời tối giữa ban ngày [còn gọi là nhật thực].
- Hiện tượng nguyệt thực xảy ra khi mặt trời, mặt trăng và trái đất nằm trong một mặt phẳng đồng thời thẳng hàng với nhau. Tuy nhiên lúc này, vị trí của trái đất và mặt trăng được hoán đổi cho nhau. Tức là trái đất nằm ở giữa mặt trời và mặt trăng. Mặt trăng không có khả năng tự phát sáng nữa. Chúng ta có thể nhìn thấy mặt trăng là nhờ ánh sáng của mặt trời chiếu lên. Chính vì vậy nên khi trái đất nằm giữa sẽ che khuất hoàn toàn ánh sáng của mặt trời chiếu lên mặt trăng từ đó xuất hiện hiện tượng nguyệt thực [dân gian còn gọi là hiện tượng gấu ăn mặt trăng].
Nguyệt thực và nhật thực có những loại nào?
Nguyệt thực và nhật thực được phân thành nhiều loại khác nhau, phụ thuộc vào vị trí của mặt trời, mặt trăng và trái đất khi cùng nằm trên một đường thẳng [có thể là trùng nhau, lệch sang trái hoặc lệch sang phải].
1. Phân loại nhật thực
- Nhật thực toàn phần: Khi mặt trăng, mặt trời và trái đất thẳng hàng với nhau. Đồng thời mặt trăng ở gần trái đất nên che phủ hoàn toàn mặt trời.
- Nhật thực một phần: Khi mặt trăng, mặt trời và trái đất không hoàn toàn thẳng hàng với nhau. Lúc này mặt trăng chỉ có thể che khuất một phần mặt trời.
- Nhật thực hình khuyên: Khi mặt trăng, mặt trời và trái đất nằm thẳng hàng với nhau nhưng do mặt vị trí của mặt trăng khá xa trái đất nên không thể che khuất được hết mặt trời mà chỉ tạo ra hình tròn màu đen ở giữa.
2. Phân loại nguyệt thực
- Nguyệt thực toàn phần [hay còn gọi là hiện tượng “mặt trăng máu”]: Xảy ra khi mặt trăng, mặt trời và trái đất nằm thẳng hàng nhau. Ánh sáng của mặt trời vốn có rất nhiều màu. Tuy nhiên chỉ có duy nhất màu đỏ có thể xuyên qua khí quyển của trái đất và chiếu đến mặt trăng. Chính vì vậy lúc này mặt trăng sẽ có màu đỏ và được gọi là mặt trăng máu.
- Nguyệt thực một phần: Xảy ra khi mặt trăng, trái đất và mặt trời không nằm thẳng hàng nhau. Lúc này trái đất chỉ che phủ một phần của mặt trăng, phần còn lại vẫn được mặt trời chiếu sáng.
Số lần xuất hiện nguyệt thực và nhật thực trong năm
Hiện tượng nhật thực thường sẽ xảy ra ít nhất 2 lần và nhiều nhất là 5 lần trong một năm. Trong khi đó, nguyệt thực chỉ xảy ra khoảng 1 đến 2 lần trong năm, trong vòng 5 năm sẽ có 1 năm không xảy ra hiện tượng nguyệt thực. Lịch sử thiên văn học Thế giới ghi nhận chưa có năm nào xảy ra 8 lần nhật thực và nguyệt thực.
Nguyệt thực ít khi xuất hiện nhưng lại dễ dàng quan sát hơn vì có một nửa trên Trái Đất có thể nhìn thấy nguyệt thực. Trong khi đó nhật thực chỉ xảy ra ở một phạm vi hẹp nên rất hiếm khi được nhìn thấy hiện tượng này. Thậm chí có những nơi trên Trái Đất đến 200 tới 300 năm mới được nhìn thấy hiện tượng nhật thực toàn phần.
Trên đây là những thông tin về nguyệt thực và nhật thực mà chúng tôi muốn chia sẻ với bạn đọc. Hi vọng sau khi tham khảo bài viết, các bạn đã biết sự khác nhau giữa nhật thực, nguyệt thực là gì và những vấn đề liên quan đến hai hiện tượng thiên văn đầy thú vị này. Xin cảm ơn các bạn đã xem bài viết!
Tham khảo thêm: