Częściowe zaćmienie Księżyca. Powinniście zobaczyć je choć raz w życiu

Zaćmienie Księżyca, nawet jeśli jest tylko częściowe, to jedno z astronomicznych wydarzeń, które każdy, nie tylko miłośnik tej nauki, powinien choć raz w życiu zobaczyć. Po to, by przekonać się o czymś, co wiedzieli już starożytni.

Księżyc to nasz jedyny naturalny satelita. Przyszłe źródło bogactw naturalnych, które człowiek zamierza eksploatować, od niego również zależy to, jak rozwinęło się życie na Ziemi. Księżyc to też obiekt, który pomógł już na długo przed erą odkryć geograficznych czy lotów kosmicznych przekonać się ludziom, że Ziemia jest z bardzo dobrym przybliżeniem kulą. Są wciąż niedowiarki, ale ich nie przekona nawet to, co wydarzy się na niebie właśnie w sobotę 28 października 2023 r.

A będzie to zaćmienie Księżyca, które w fazie częściowej już w czasach starożytnej Grecji stanowiło dowód na to, że Ziemia nie jest płaska, a ma kształt kuli.

Będzie ono widoczne z terenu całej Polski i nastąpi w czasie tak zwanej pełni Księżyca Myśliwych. Najważniejszy moment, czyli chwila, gdy cień Ziemi przesłoni w maksymalnym stopniu tarczę Księżyca, nastąpi o godzinie 22:15. Jednak już na kilka godzin przed i po tym maksimum można zainteresować się Księżycem, w pobliżu którego na dodatek będzie lśnił Jowisz.

Wokół stożka cienia Ziemi, w którym znajdzie się Księżyc od godziny 21:35 do godziny 22:53 (czas jest ten sam dla całego terenu Polski), znajduje się też strefa tak zwanego półcienia. Księżyc wejdzie w nią już o godzinie 20:02, a opuści ją już po północy 29 października (o godzinie 00:26).

Półcień jest sporo słabszy niż cień i trudniejsze tym samym dostrzeżenie, że Księżyc znalazł się już w półcieniu.

W maksimum sobotniego zaćmienia Księżyc będzie widoczny nad południowo-wschodnim horyzontem na wysokości 45 stopni, więc gdy pogoda dopisze, to nic nie powinno przesłonić nam widoku. Oprócz Jowisza nieco na lewo i poniżej Księżyca, jeszcze bardziej w stronę wschodu widoczne będą Plejady. To otwarta gromada gwiazd, bardzo dobry test na ostrość naszego wzroku. Jeśli doliczycie się w niej siedmiu gwiazd to jest całkiem nieźle, choć w idealnych warunkach poza miastem zdołalibyście zobaczyć ich dwa razy więcej.

Księżyc obiega Ziemię w ciągu ok. 29 dni po orbicie, która nachylona jest o kilka stopni w stosunku do płaszczyzny ekliptyki. Ekliptyka to płaszczyzna, w której Ziemia obiega Słońce lub stosując inny punkt odniesienia, Słońce wykonuje pozorny roczny ruch wokół Ziemi.

Elipsa księżycowej orbity przecina ekliptykę w dwóch punktach, które astronomowie nazywają punktami węzłowymi. Te punkty nie są umocowane do ekliptyki na stałe, a wykonują ruch obiegowy po ekliptyce, co wywołuje zmianę położenia orbity Księżyca, a zarazem sprawia, że tenże potrafi zmieniać swoje położenie na niebie w bardzo dużym stopniu i to na przestrzeni tygodni. Raz bywa aż 68 stopni nad horyzontem, a innym razem tylko 10 stopni.

Czasem zdarza się tak, że jeden z punktów węzłowych jest blisko położenia Słońca na niebie, a drugi dokładnie po przeciwnej stronie. Jednocześnie Księżyc może w tym samym czasie w ruchu po orbicie wokół Ziemi znaleźć się w pobliżu takiego węzła, a zarazem blisko płaszczyzny ekliptyki. Gdy jest to węzeł po stronie Słońca mamy nów i zaćmienie Słońca, tak jak 14 października 2023, a gdy po stronie przeciwnej - pełnię i zaćmienie Księżyca.

W przypadku zaćmienia Księżyca, cień rzucany w przestrzeń kosmiczną przez Ziemię może nie zawsze przesłonić Księżyc w całości, a wtedy, tak jak w sobotę 28 października, mamy tylko zaćmienie częściowe.

Jednakże, w przeciwieństwie do zaćmień Słońca, szansa na zobaczenie zaćmienia Księżyca, częściowego czy też pełnego, jest znacznie większa. Widać je z każdego miejsca, gdzie w momencie zaćmienia na niebie jest Księżyc. Tym razem w zasięgu jego widoczności znajdzie się aż 7 mld ludzi, czyli 87 proc. ziemskiej populacji.

Na dodatek zaćmienie Księżyca jest wyjątkowo łatwe w obserwacjach i w życiu mamy zwykle wiele okazji, by je zobaczyć. Czy jednak zastanawiamy się wtedy nad tym, co zrobił Arystoteles już w IV wieku przed naszą erą?

W trakcie lub w fazie zaćmienia częściowego widać na Księżycu tylko fragment cienia Ziemi, który w średniej odległości Księżyca ma średnicę ok. 9200 km, czyli wciąż większą niż średnica Księżyca, która wynosi 3475 km. Jednak szybko można się przekonać, że ten fragment stanowi część koła.

Ponad dwa tys. lat temu grecki uczony Arystoteles zauważył to, ale też to, że i przy innych zaćmieniach, gdy Księżyc był w innym położeniu nad horyzontem, a zaćmienie było o innej godzinie, cień miał ten sam okrągły kształt. Stąd doszedł do wniosku, że Ziemia jako ciało rzutujące ten cień musi mieć kształt kuli. Tylko obiekt trójwymiarowy o takim kształcie zdoła rzucić taki cień na Księżyc niezależnie od pory zaćmienia.

Potwierdzeniem wniosków Arystotelesa były późniejsze pomiary obwodu Ziemi, które ok. 240 r. przed naszą erą wykonał Erastotenes. I wyszło mu znajome ok. 40 tys. kilometrów. Greckie przekonanie o kulistości Ziemi zostało zaakceptowane przez kościół już w średniowieczu, a w XIII wieku, na długo zanim urodził się Kopernik, stało się elementem jego nauczania.

Jeśli spojrzycie się w sobotnią noc na Księżyc, to zauważycie to samo, co Arystoteles i jemu współcześni - zaokrąglony cień Ziemi, który przesłania Księżyc. Tym razem w niewielkim stopniu, bo tylko w 6 proc., ale wystarczającym, by wprawne oko dostrzegło jego okrągły kształt, szczególnie przy obserwacjach przez lornetkę. Dziś wiemy, że Ziemia jest trochę nierówną kulą, ale to już dużo mniejszy problem, niż świadomość, że są ludzie wciąż przekonani o tym, że Ziemia jest płaska.

Wiemy, że Księżyc oddala się od Ziemi w tempie 4 cm rocznie i za ok. 600 mln lat zaćmienia całkowite Słońca przestaną być możliwe. Czy to samo dotyczy również zaćmień Księżyca?

Otóż nie. Cień rzucany przez Księżyc w trakcie zaćmienia Słońca ledwie sięga Ziemi. Tymczasem cień Ziemi rozciąga się aż do 1,4 mln kilometrów. Nawet po kilkuset mln lat nie zdoła się oddalić od Ziemi na tak dużą odległość, by cień Ziemi nie zdołał go przesłonić, nie mówiąc już o przesłonięciu częściowym.

Na pełne zaćmienie widoczne z Polski poczekamy aż do 17 września 2025 r. Wtedy w trakcie fazy częściowej, okrągłość cienia Ziemi będzie dostrzegalna w jeszcze większym stopniu.