كسوف الشمس
ان ظاهرة الكسوف من الظواهر الفلكية المثيرة للفت الانتباه والتساؤل على مر العصور نظرا لما يطرأ على ضوء الشمس من خفوت , وقد سجل المصريون والصينيون والآشوريون وغيرهم هذه الظاهرة منذ أكثر من 4000 سنة , واهتم المسلمون بالظاهرة للتعبد كما ورد فى حديث كسوف الشمس ” ان الشمس والقمر آيتين “.
وفى هذا الكون مئات الملايين من المجرات التى تحتوى على مئات البلايين من النجوم , وفى احدى هذه الجرات توجد شمسنا والتى تدور حول مركز هذه المجرة مرة كل 225 سنة بسرعة قدرها 250كم/ث , وحول الشمس تدور تسعة كواكب معروفة منها الأرض التى نحيا عليها والتى تدور حول الشمس مرة كل ثلاثمئة وخمسة وستين يوما وربع اليوم , بمعدل درجة فى اليوم بالنسبة للنجوم , فى مدار بيضاوى من الغرب الى الشرق يسمى مدار البروج , بسرعة قدرها 30كم/ حيث تبلغ المسافة المتوسطة بين الأرض والشمس 150 مليون كم , وحول الأرض يدور القمر – من على بعد 38400 كم مرة كل 27.32 يوما بعدل 13 درجة فى اليوم بالنسبة للنجوم … أى أن الحركة النسبية بين الشمس والقمر تساوى 12 درجة فى اليوم , ويميل مدار القمر على مدار الأرض ” دائرة البروج ” ويتقاطع معها فى نقطتين تسميا عقدتى الصعود والهبوط .
وهناك فصلان للكسوف فى سنة واحدة كل منهما 36 يوما تقريبا … وبما أن خط العقد يتم دورة كاملة كل 18,6سنة شمسية أى بمعدل 19,4درجة فى السنة وتتكرر ظاهرة الكسوف وتسمى دورة ” ساروس ” وتساوى 18 سنة و 11,3 يوما … ويحدث كسوف للشمس عند وقوع المشاهد فى ظل القمر الذى يتكون من ثلاث مناطق : الظل , وشبه الظل , وامتداد الظل
وأنواع الكسوف كالتالى : كسوف كلى , ويشاهدمن الأماكن التى تغطى بظل القمر – وهذه الماكن تقع على شريط عرضه 370كم _ وقد يستمر هذا الكسوف 7,5 دقائق كحد أقصى.
كسوف جزئى : من المناطق المجاورة لشريط الظل وهى المناطق الواقعة فى شبه الظل تشاهد الشمس كاسفه جزئيا ودائرة شبه ظل القمر الواقعه على الأرض يتراوح نصف قطرها ما بين4800,3200كم .
كسوف حلقى : يحدث اذا كان بعد القمر عن الأرض كبيرا بحيث ينتهى مخروط الظل قبل الوصول الى سطح الأرض … ويرى قرص الشمس فى هذه الحال كدائرة سوداء تحيط بها حلقة مضيئة هى الجزء الظاهر من قرص الشمس.
*************************
كسوف الشمس هو نوع من الكسوف يحدث عندما تكون الأرض والقمر والشمس على استقامة واحدة تقريبا ويكون القمر في المنتصف أي في وقت ولادة القمر الجديد عندما يكون في طور المحاق مطلع الشهر القمري بحيث يلقي القمر ظله على الأرض وفي هذه الحالة إذا كنا في مكان ملائم لمشاهدة الكسوف سنرى قرص القمر المظلم يعبر قرص الشمس المضئ.
وبالرغم من أن القمر يتواجد مرة كل مطلع شهر قمري بين الشمس والأرض أي يمكن للقمر أن يكون في طور المحاق ولكنه أبعد من أن يصل ظله إلى الأرض فلا يحدث الكسوف حينها وكذلك قد يكون القمر في طور
البدر وبعيدا في مداره عن الأرض بحيث لا يحدث الخسوف ويعود هذا إلى المدار الإهليلجي للقمر حول الأرض وميل مدار القمر حول الأرض على المستوى الكسوفي بزاوية 5 درجات بحيث لا تتواجد الأجرام الثلاثة على مستقيم واحد بالضرورة مطلع ومنتصف كل شهر.
ويتقاطع مدار القمر في دورانه حول الأرض مع المستوى الكسوفي في موضعين يسميان العقدة الصاعدة والعقدة النازلة فلو كان مستوى مدار القمر حول الأرض منطبقا على المستوى الكسوفي لحصل كسوف نهاية كل شهر قمري بالضرورة ولحدث خسوف قمري منتصف كل شهر قمري لكن ظل القمر لا يسقط على الأرض إلا عندما يكون القمر في إحدى عقدتيه أو قريبا منهما لافتا إلى أن فترة الكسوف ترتبط بفارق الحجمين الظاهرين للشمس والقمر، بحيث تحدث أطول فترة للكسوف الكلي عندما يكون القمر في الحضيض (أقرب ما يكون إلى الأرض) وتكون الأرض في الأوج (أبعد ما تكون عن الشمس). بشكل عام قد تستمر عملية الكسوف الكلي من بدايتها إلى نهايتها قرابة الثلاث ساعات ونصف. أما مرحلة الكسوف الكلي (أي استتار قرص الشمس بشكل كامل) فهي تتراوح من دقيقتين إلى سبع دقائق في أحسن الأحوال، ويعود السبب إلى أن قطر بقعة ظل القمر على الأرض لا يصل في أحسن الأحوال لأكثر من 270 كيلومتر، وبما أن سرعة حركة ظل القمر على الأرض تبلغ قرابة 2100 كيلومتر في الساعة فان المسافة 270 كم تقطع خلال مدة تقارب السبع دقائق. لهذا لا تدوم مدة الكسوف الكلي أكثر من هذه المدة أبدا.
يمكن أن يؤدي النظر نحو الشمس بصورة مباشرة إلى أذية دائمة للعينين أو الإصابة بالعمى، لذلك تُستخدم تقنيات خاصة لحماية العينين أو اتباع أساليب غير مباشرة عند مشاهدة الكسوف الشمسي. من الآمن بمكان مشاهدة الطور الكلي (لحظة اكتمال حجب القرص الشمسي) للكسوف الكلي للشمس بالعين دون استخدام وسيلة حماية؛ إلّا أن هذه الممارسة خطيرة إلى حد كبير، والسبب يكمن في عدم قدرة معظم الناس على التعرف على أطوار الكسوف الكلي والذي قد يستمر لأكثر من ساعتين في حين أن الطور الكلي (لحظة حجب القرص الشمسي) لا تتعدى زمناً أقصاه 7.5 دقيقة في أي مكان يقع فيه الكسوف الكلي. وقد يسعى بعض الهواة المولعون بالكسوف إلى السفر إلى مواقع نائية حول العالم بغية مشاهدة أو رصد حوادث كسوف الشمس المركزية المتوقعة.[1][2]
مخاطر النظر إلى الشمس أثناء الكسوف:
الإشعاع الشمسي الوارد إلى الأرض يتضمن ثلاثة أنواع من الاشعة الكهرومغناطيسية التي تشكل خطراً على عين الإنسان وهي:
- الاشعة الضوئية: تتسبب هذه الاشعة عندما تكون كثافة الضوء عالية بأذية ضوئية كيميائية تدعى بالانسمام الضوئي حيث تتعطل قدرة الخلايا البصرية على الاستجابة للضوء.
- الاشعة تحت الحمراء: تتسبب هذه الاشعة بتسخين الشبكية مسببة اذية حرارية تدعى التخثر الضوئي تتمثل بحرق الانسجة وتدمير الخلايا الحساسة للضوء/العصى والمخاريط/ ولايشعر الإنسان بهذا الضرر ذلك لأن الشبكية تخلو من مستقبلات الحرارة والالم.
- الاشعة فوق البنفسجية: تسبب حروقا في الشبكية كما تسرع حدوث الانسمام الضوئي لان طاقتها أكبر بكثير من الاشعة الضوئية.
لا تصدر الشمس أثناء الكسوف أي إشعاعات مضرة بالعين غير تلك التي تطلقها عادة ونحن نعلم أن التحديق إلى الشمس في الأحوال العادية لمدة 15 ثانية على الأكثر كفيل بالتسبب بالعمى لكن خطورة الكسوف تأتى من فارق أن الشمس غير المكسوفة تصدر كميات كبيرة من الاشعة الضوئية ما يوءدى إلى تضيق حدقة العين لأقصى حد ممكن وبالتالى عدم السماح للاشعة المضرة بالعبور إلى الشبكية اما أثناء الكسوف فان كمية الاشعة الضوئية الصادرة عن الشمس تقل بشكل ملحوظ بسبب استتار جزء من قرص الشمس/هذه المرة ستكون النسبة 20 بالمئة/ وهذا ما يجعل حدقة العين تتوسع بشكل كبير فإذا ما كانت العين مركزة على الشمس مباشرة نفذت كمية كبيرة من الاشعة الضارة نحو الشبكية وسبب لها اذية موءقتة أو دائمة وقد لا تظهر الاذية مباشرة بعد المراقبة ليتأخر ظهورها بضع ساعات أو أكثر أحيانا وتتمثل الاذية بعمى دائم في العين وباضطراب في الروءية وضعف في قوة الابصار.
أنواع الكسوف:
كسوف كلي
الكسوف الكلي (بالإنجليزية: Total eclipse) ويحدث عندما يصل ظل القمر إلى سطح الأرض وفي هذه الحالة ينكسف كامل قرص الشمس. وعندها تظهر الحلقة ماسية ويحدث الكسوف الكلي في مناطق التقاء رأس مخروط ظل القمر بالأرض. ويتخذ الكسوف الكلي مساراً محدداً بسبب حركة الأرض والقمر.
كسوف حلقي
الكسوف الحلقي أو الخاتميّ (بالإنجليزية: Annular eclipse) ويحدث عندما يكون القمر في نقطة بعيدة ما عن الأرض (لأن مسار القمر حول الأرض بيضاوي) فيكون قرص القمر أصغر من أن يحجب كامل قرص الشمس، وفي هذه الحالة لايصل رأس مخروط ظل القمر إلى سطح الأرض، فينكسف قرص الشمس من الوسط في المناطق التي تقع في امتداد مخروط الظلّ وقد تصل فترة حلقتيه إلى اثنتى عشرة دقيقة وثلاثين ثانية وذلك بسبب المسافة الأكبر التي يجب على قرص القمر الصغير ان يقطعها.
كسوف هجين
الكسوف الهجين (بالإنجليزية: hybrid eclipse) هو ما بين الكسوف الكلي والكسوف الحلقي إذا شوهد هذا الكسوف كامل في نقطة وحلقي في أخرى فيعتبر هجين، أي خليط نوعين. كما أن هذا الكسوف نادر جداً.
كسوف جزئي
الكسوف الجزئي (بالإنجليزية: Partial eclipse) ويحدث في المناطق التي يسقط فيها شبه ظل القمر على سطح الأرض. وشبه ظل القمر في هذه الحالة هي المنطقة التي لا يرى كامل قرص الشمس منها أي أن قرص الشمس لن يشاهد كاملاً من هذه المناطق. وتزداد نسبة الكسوف الجزئي عند الاقتراب من منطقة (مسار) الكسوف الكلي. وفي هذه الحالة ينكسف جزء من قرص الشمس
تبلغ مسافة الشمس من الأرض حوالي 400 ضعف مسافة القمر، وقطر الشمس حوالي 400 مرة قطر القمر. نظرًا لأن هذه النسب متماثلة تقريبًا، يبدو أن الشمس والقمر كما تراهما من الأرض لهما نفس الحجم تقريبًا: حوالي 0.5درجة من القوس في القياس الزاوي.
فئة منفصلة من كسوف الشمس هي تلك التي يحجبها جسم آخر غير قمر الأرض، كما يمكن ملاحظته في نقاط في الفضاء بعيدة عن سطح الأرض. هناك مثالان على ذلك عندما لاحظ طاقم أبولو 12 كسوف الأرض للشمس في عام 1969 وعندما لاحظ مسبار كاسيني أن زحل يحجب الشمس في عام 2006.
مدار القمر حول الأرض بيضاوي الشكل قليلاً، كما هو الحال مع مدار الأرض حول الشمس.[3] لذلك تختلف الأحجام الظاهرة للشمس والقمر. و حجم الكسوف هو نسبة لحجم واضح من القمر إلى الحجم الظاهري للشمس خلال الكسوف. يمكن أن يكون الخسوف الذي يحدث عندما يكون القمر بالقرب من أقرب مسافة له من الأرض ( أي بالقرب من نقطة المدار ) خسوفًا كليًا لأن القمر سيبدو كبيرًا بما يكفي لتغطية قرص الشمس الساطع أو الفوتوسفير بالكامل؛ حجم الكسوف الكلي أكبر من أو يساوي 1.000. على العكس من ذلك، يحدث الكسوف عندما يكون القمر بالقرب من أبعد مسافة له عن الأرض ( أي،بالقرب من أوجها ) يمكن أن يكون خسوفًا حلقيًا فقط لأن القمر سيبدو أصغر قليلاً من الشمس ؛ حجم الخسوف الحلقي أقل من 1.[4]
يحدث الخسوف الهجين عندما يتغير حجم الكسوف أثناء الحدث من أقل إلى أكبر من واحد، لذلك يبدو أن الكسوف كليًا في مواقع قريبة من نقطة المنتصف، وحلقيًا في مواقع أخرى قريبة من البداية والنهاية، نظرًا لأن جوانب الخسوف الأرض بعيدة قليلاً عن القمر. هذه الكسوفات ضيقة للغاية في عرض مسارها وقصيرة نسبيًا في مدتها في أي نقطة مقارنة بالكسوف الكلي الكامل ؛ إجمالي الكسوف الهجين 20 أبريل 2023 هو أكثر من دقيقة في المدة في نقاط مختلفة على طول مسار الكلي. مثل النقطة المحورية، يكون عرض ومدة الإجمالي والحلقة بالقرب من الصفر في النقاط التي تحدث فيها التغييرات بين الاثنين.[5]
نظرًا لأن مدار الأرض حول الشمس هو أيضًا بيضاوي الشكل، فإن مسافة الأرض من الشمس تختلف بالمثل على مدار العام. يؤثر هذا على الحجم الظاهر للشمس بنفس الطريقة، ولكن ليس بقدر المسافة المتغيرة للقمر من الأرض. عندما تقترب الأرض من أبعد مسافة لها عن الشمس في أوائل يوليو، فمن المرجح إلى حد ما حدوث كسوف كلي، بينما تفضل الظروف حدوث كسوف حلقي عندما تقترب الأرض من أقرب مسافة لها من الشمس في أوائل يناير.
