Рис. 1.26. Солнечное затмение 11 июля 2010 г. Хорошо заметны детали лунной поверхности. Фото: M. Druckmüller, M. Dietzel, Sh. Habbal, V. Rušin.
Про условия наступления затмения вкратце уже говорилось. Нам важно понять, что раз орбита Луны наклонена на 5 с лишним градусов к эклиптике, а размер видимого диска — всего 0,5°, то лунная тень, как правило, проходит мимо Земли. И только когда три тела — Солнце, Луна и Земля — располагаются на одной прямой, лунная тень попадает на Землю. То же самое с затмениями Луны: земная тень проходит либо выше, либо ниже Луны и лишь изредка попадает на нее. Причина этого — несовпадение плоскостей орбит.
Прохождения планет по Солнцу
А еще астрономы очень дорожат наблюдениями прохождения планет на фоне солнечного диска. Дело тут вот в чем. Уже очень давно астрономы научились измерять относительные размеры орбит планет. Измерить, во сколько раз диаметр орбиты Венеры меньше земной орбиты, — простая геометрическая задача. Но реального масштаба размеров орбит Солнечной системы мы долго не знали. Разумеется, всё было бы намного проще, если бы радиолокацию изобрели лет на 300 раньше, но у астрономов XVII–XVIII вв. не было такого метода, а значит, оставался единственный способ — наблюдать прохождение планет на фоне солнечного диска, чтобы измерить их параллакс. Лишь две планеты — Венера и Меркурий — время от времени проходят на фоне Солнца, причем Венера привлекательнее, поскольку она ближе к Земле, из-за чего ее параллакс больше и измерить его легче.
Рис. 1.27. Джереми Хоррокс за наблюдением прохождения Венеры по диску Солнца. Фрагмент картины английского художника В. Лавендера (1903).
Рис. 1.28. Уильям Крабтри с семьей наблюдает прохождение Венеры по диску Солнца — впервые в истории человечества (фреска Ф. И. Брауна, XIX в.).
Случается такое явление редко. Плоскость венерианской орбиты и плоскость земной (эклиптика) не совпадают. Наблюдать Венеру на фоне Солнца можно только тогда, когда Земля и Венера находятся в районе пересечения двух плоскостей — в узлах венерианской орбиты. Впервые это явление наблюдали и описали его в середине XVII в. два англичанина — Джереми Хоррокс и его друг Уильям Крабтри.
Рис. 1.29. Уточнение астрономической единицы путем измерения параллакса Венеры на фоне Солнца.
Это небесное явление дало возможность измерить расстояние между Землей и Венерой, а значит, и между Землей и Солнцем, а затем вычислить расстояния между всеми планетами, причем не в относительных единицах, а в километрах. Так астрономы вычислили все расстояния в Солнечной системе. Это стало очень важным достижением. Фактически расстояние от Земли до Венеры было измерено методом суточного параллакса. Этот метод предложил Эдмонд Галлей, он заключался в измерении продолжительности прохождения Венеры по диску Солнца при наблюдении из различных точек Земли, разнесенных по широте. Так как Венера проходит не через центр солнечного диска, то по времени прохождения можно установить длину хорды видимого пути планеты, а по различию этих величин, измеренных в разных точках Земли, определить угловое смещение планеты относительно диска Солнца — ее параллакс, а значит, и расстояние до планеты. При этом наблюдения были достаточно просты, для их проведения требовались только телескоп и простые часы, чтобы измерить небольшие промежутки времени.