Но даже до появления столь высокотехнологических инструментов затмения сыграли свою роль в некоторых важных научных открытиях.
А как это происходило, мы сейчас и расскажем.
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%.
«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).
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.
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.
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.
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.
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».