Но даже до появления столь высокотехнологических инструментов затмения сыграли свою роль в некоторых важных научных открытиях. 

 

А как это происходило, мы сейчас и расскажем.

Гиппарх в своей обсерватории в Александрии. В центре армиллярная сфера - модель космоса по представлению древних ученых.
Гиппарх в своей обсерватории в Александрии. В центре изображена армиллярная сфера - модель космоса по представлению древних ученых
Фото: Science History Images/Alamy Stock Photo

Измерение расстояния от Земли до Луны

 

Каково расстояние от нашей планеты до Луны? Астрономы пытались ответить на этот вопрос еще с IV столетия до нашей эры, начиная с Аристарха Самосского. Около 150 г. до н.э. еще один греческий астроном, Гиппарх из Никеи, придумал, как ответить на этот вопрос - используя солнечное затмение. Он узнал, что на северо-западе Турции можно увидеть затмение в полной фазе. Но в Александрии, Египте, примерно в 1000 километрах от нее - только в частной фазе 4/5.  Используя эту информацию и законы тригонометрии, Гиппарх вычислил расстояние между Землей и Луной. По его подсчетам минимальное расстояние до Луны составляло  - 67 1/3, максимальное - 72 2/3 радиусов Земли. Сегодня мы знаем, что Луна находится на расстоянии около 385 000 километров от Земли, а это примерно 69 радиусов Земли.  Так что погрешность в расчетах Гиппарха была не так уж и велика, около 5%.

Частичное солнечное затмение из Обсерватории солнечной динамики НАСА - космической обсерватории для изучения Солнца. Запущена в 2010 году
Частичное солнечное затмение из Обсерватории солнечной динамики НАСА - космической обсерватории для изучения Солнца. Запущена в 2010 году 
Фото: NASA’s Goddard Space Flight Center/SDO/Joy Ng, producer

«Открытие» атмосферы Луны

 

Немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер в 1605 году предположил, что яркое свечение вокруг солнца, видимое во время солнечного затмения – это солнечный свет, отражающийся от атмосферы Луны. Проблема в том, что Луна практически не имеет атмосферы по сравнению с Землей или солнцем. В 1724 году французско-итальянский астроном Джакомо Филиппо Маральди понял, что лучистый ореол окружает солнце, а не луну. И только в 1806 году испанский астроном Хосе Хоакин де Феррер дал ореолу - атмосфере солнца - имя короны (от лат. corona — венец).

Французский астроном Пьер Жюль Сезар Жансен около своего телескопа в обсерватории Мейдон во Франции в 1893 году
Французский астроном Пьер Жюль Сезар Жансен около своего телескопа в обсерватории Мейдон во Франции в 1893 году
Фото: Oxford Science Archive Heritage Images/Newscom

Открытие нового элемента

 

До 1930-х годов, когда французский астроном Бернар Лио создал внезатменный коронограф, внешнюю атмосферу солнца можно было наблюдать только во время солнечного затмения.  В это время луна, проходящая перед солнцем, закрывает его яркий свет. Посмотрев на солнечную атмосферу со спектроскопом, инструментом, который используется для визуального наблюдения спектра излучения, французский астроном Пьер Жюль Сезар Жансен в 1868 году увидел неизвестную линию в желтой части спектра Солнца. Эту линию нельзя было связать ни с одним известным на тот момент элементом. Так был открыт новый элемент, известный нам сегодня как гелий.

Спектроскоп, который использовался в Колумбийском университете в 1860-х годах
Спектроскоп, который использовался в Колумбийском университете в 1860-х годах
Фото: National Museum of American History Smithsonian Institution/Flickr

Открытие корониума – фальшивого элемента

 

В 1869 году отдельно друг от друга спектроскопию использовали американские астрономы Чарльз Август Янг и Уильям Харкнес . Они зарегистрировали линию в зеленой части солнечного спектра, которая не соответствовала ни одному известному элементу. Новый элемент они назвали «корониум». Но открытие Янга и Харкнесса было опровергнуто в 1930-х годах, когда ученые выяснили, что линия корониума  - результат наличия в атмосфере солнца ионов железа Fe 13+ при чрезвычайно высоких температурах.

В 2016 году Меркурий, проходящий перед солнцем, на Земле для астрономов был виден, как черная точка
В 2016 году Меркурий, проходящий перед Солнцем, на Земле  был виден для астрономов как черная точка
Фото: NASA/SDO

Погоня за несуществующей планетой

 

Американские астрономы Мария Митчелл и Джеймс Крейг Уотсон вместе с Томасом Эдисоном решили в 1879 году воспользоваться полным солнечным затмением, чтобы увидеть Вулкан – планету, которая, по мнению ученых, вызывала колебания орбитального движения Меркурия вокруг Солнца. Согласно законам ньютоновской небесной механики такая планета могла существовать внутри орбиты Меркурия и своим гравитационным полем влиять на его орбиту. Надо сказать, что именно таким образом был открыт Нептун. По идее, эта гипотетическая планета должна была находиться так близко к Солнцу, что заметить ее можно было лишь в момент, когда она будет проходить по диску Солнца или на очень малом удалении от нашего светила в моменты солнечных затмений на Земле. Но обнаружить Вулкан не удалось, потому что таинственной планеты и не существовало.

 

В 1915 году была опубликована общая теории относительности Альберта Эйнштейна, которая помогла объяснить необычный путь Меркурия без введения дополнительных небесных тел.

Одна из фотографий полного солнечного затмения 1919 года, сделанная Эддингтоном
Одна из фотографий полного солнечного затмения 1919 года, сделанная Эддингтоном
Фото: F. W. Dyson, A. S. Eddington, and C. Davidson/Wikimedia Commons

Подтверждение общей теории относительности Эйнштейна

 

До 1919 года Эйнштейн еще не был всемирной знаменитостью. Но его теория относительности предсказала, что гравитационное поле объекта будет искажать путь светового луча света намного больше, чем прогнозируется законами ньютоновской теории. Это означало, что луч звездного света, проходящего около Солнца, согнется под большим углом, чем считали ранее. Чтобы проверить предсказание Эйнштейна, астрофизик Артур Эддингтон сделал снимки скопления звезд в области вокруг Солнца, которые были видны в темноте затмения. Наблюдения Эддингтона подтвердили теорию Эйнштейна. Открытие мгновенно попало в заголовки газет, превратив немецкого физика в международную фигуру.

 

Фотографии солнечного затмения, видимого в Германии в 2006 году
Фотографии солнечного затмения, видимого в Германии в 2006 году
Фото: blickwinkel/Alamy Stock Photo

И сегодня затмения могут быть полезны ученым. Во время предстоящего солнечного затмения 21 августа исследователи надеются собрать дополнительные данные о ионосфере, которая существует благодаря ультрафиолетовому излучению. Также планируется сделать снимки солнечной короны высокого разрешения. Для этого два разведывательных самолета, которые имеются в распоряжение NASA, будут оборудованы телескопами и во время затмения будут «патрулировать» над территорией американских штатов Миссури, Теннесси и Иллинойс. 

 

Профессор антропологии и астрономии Колгейтского университета Энтони Авени, поделился своим мнением об этом явлении: «Солнечное затмение – это все же необыкновенно. Вы чувствуете, что являетесь свидетелем возвышенного».