Autorem poniższego opracowania jest dr Piotr A. Dybczyński z Instytutu Obserwatorium Astronomiczne UAM w Poznaniu.
Częściowe zaćmienie Słońca 4 stycznia 2011 roku
Jeśli tylko pogoda pozwoli (Post factum: w Poznaniu trochę dziur w chmurach było) rankiem 4 stycznia 2011 roku czeka nas ciekawy i nieczęsty spektakl: częściowe zaćmienie Słońca. Maksymalna faza zaćmienia to ok. 80 procent tarczy Słońca zasłoniętej przez Księżyc, tak więc widok powinien być interesujący. Dla obserwatora w Polsce Słońce wzejdzie tuż przed początkiem zaćmienia (W Poznaniu wschód Słońca nastąpi o godzinie 8:02 a początek zaćmienia o 8:10). Maksymalna faza zaćmienia nastąpi o 9:31 a zakończenie zaćmienia (ostatni kontakt) o 10:58.
Poprzednie tak głębokie zaćmienie Słońca widoczne z Poznania miało miejsce 31 maja 2003 ( w tym ostatnim, z 1 sierpnia 2008, Księżyc zakrył tylko k. 30% tarczy Słońca) a następne będzie można obserwować w Poznaniu (jeśli pogoda dopisze) dopiero 20 marca 2015 (maksimum o 10:52).
Wszystkie czasy podane w tym materiale są wyrażone w czasie urzędowym w Polsce (UT+1 godzina), większość rysunków i dokładnych danych jest wyliczona dla Poznania. Symulacje komputerowe nieba wykonałem programem STELLARIUM i opracowałem programem GIMP.
Warto spojrzeć w niebo wcześniej
Rys.1. Wygląd południowo-wschodniego nieba
4 stycznia 2011 o godzinie 7:00 w Poznaniu.
Jeszcze przed wschodem Słońca warto spojrzeć w niebo, szczególnie przez lornetkę ( Uwaga! Nigdy nie spoglądamy przez lornetkę na Słońce - grozi to utratą wzroku!). Na rysunku 1 mamy przedstawiony wygląd południowo-wschodniego nieba 4 stycznia 2011 o godzinie 7:00 rano w Poznaniu.
Nad samym horyzontem, na wysokości 5°, w poświacie wschodzącego godzinę później Słońca, widoczna (tylko przez lornetkę lub teleskop) będzie planeta Merkury. Widoczna z odległości 136 milionów kilometrów tarcza planety (średnica tarczy 7.4 sekundy łuku, jasność 0m) będzie oświetlona mniej więcej w połowie przez światło słoneczne.
Dalej ku południowi i wyżej (wysokość nad horyzontem 18°) widoczna będzie gołym okiem Wenus. Nie dość że większa, to jeszcze oglądana z mniejszej odległości 96 milionów kilometrów (średnica tarczy 26", jasność -4m) świecić będzie wyraźnie jako Gwiazda Poranna.
Jeszcze dalej na zachód i wyżej widoczna będzie gwiazda Kłos z gwiazdozbioru Panny (jasność 1m, odległość 260 lat świetlnych) a dalej i jeszcze wyżej (azymut 197°, wysokość 32°) nieco od niej słabsza planeta Saturn. Widziany z odległości ponad 9 razy większej nić Słońce (prawie półtora miliarda kilometrów) ma jasność nieco powyżej 1m ale stosunkowo dużą średnicę tarczy, równą 40" (jak przystało na planetę olbrzyma).
We wstawkach na rysunku widoczne są symulacje teleskopowych obrazów planet tego dnia, w przypadku Saturna widać pierścienie i pięć jego księżyców, w tym największego Tytana (u góry po prawej, jasność 9m).
Godzinę później...
Rys.2. Wygląd południowo-wschodniego nieba
4 stycznia 2011 o godzinie 8:20 w Poznaniu.
Godzinę później (w Poznaniu o 8:02) wzejdzie Słońce a o 8:10 rozpocznie się zaćmienie. Widok nieba w Poznaniu o 8:20 we wtorek rano, 4 stycznia 2011, przedstawia rysunek 2.
Po lewej nad horyzontem Słońce w początkowej fazie zaćmienia, po prawej u góry planeta Wenus, która może już być trudna do zauważenia na coraz jaśniejszym niebie.
Na rysunku widać też siatkę współrzędnych horyzontalnych, czyli azymutu (liczonego tu od punktu północy) i wysokości. Jak widać wysokość Wenus wzrośnie do 21° natomiast Słońce będzie raptem 1° nad horyzontem, co oznacza, że w wielu miejscach będzie jeszcze niewidoczne bo zasłonięte przez drzewa, budynki czy wzniesienia terenu.
Przebieg zaćmienia
 Słońce i Księżyc o 8:20 |
 Słońce i Księżyc o 9:00 |
 Słońce i Księżyc o 9:30 |
 Słońce i Księżyc o 10:00 |
 Słońce i Księżyc o 11:00 |
Rys.3 |
Na rysunku 3 pokazano kolejne fazy przebiegu zaćmienia (kliknij miniaturę by powiększyć). Są to wycinki zrzutów ekranów z programu STELLARIUM symulującego na komputerze przebieg tego zjawiska. Podane fazy i momenty czasu wyliczono dla obserwatora w Poznaniu, ale w programie w bardzo prosty sposób można skonfigurować inną pozycję obserwatora.
O godzinie 9:31 nastąpi maksimum tego zjawiska, Księżyc (odległy wtedy od nas o 390 tysięcy kilometrów) zasłoni 81.4% tarczy Słońca.
Obserwacja przebiegu zaćmienia Słońca jest niebezpieczna dla wzroku, należy więc koniecznie ochronić oczy. Nawet dwie pary bardzo ciemnych okularów słonecznych to za mało, potrzebny jest specjalny filtr, przepuszczający ok. 0.0001% światła słonecznego, i to w całym zakresie widma. Dobrze nadają się do tego celu niektóre metalizowane folie. Nieco archaicznym ale skutecznym narzędziem jest szybka szklana okopcona świecą.
Sprawdzonym (przeze mnie) filtrem do obserwacji Słońca jest wnętrze starej dyskietki komputerowej (fot. Audriusa).
Skąd się biorą zaćmienia Słońca?
Rys.4. Geometria zaćmienia Słońca
(nie zachowano skali).
Na rysunku 4 pokazano szkicowo geometrię zjawiska. Z przyczyn praktycznych (wielkie odległości ciał w porównaniu z ich rozmiarami) nie zachowano skali. Do zaćmienia dochodzi gdy Księżyc zasłania swoją tarczą Słońce. Tarcza Księżyca jest nieoświetlona, gdyż zaćmieni Słońca występują tylko w nowiu. Tam gdzie na Ziemi przypadnie cień, obserwator widzi zaćmienie całkowite, obszary półcienia pozwalają obserwować zaćmienie częściowe.
Zaćmienia Słońca, szczególnie te całkowite, są na Ziemi bardzo spektakularne, gdyż na skutek sprzyjającego przypadku widziane z Ziemi tarcze Słońca i Księżyca maja niemal identyczne rozmiary kątowe. Ponieważ odległość Słońca i Księżyca od Ziemi zmienia się na skutek eliptyczności orbit Ziemi i Księżyca, niewielkim zmianom ulegają też kątowe rozmiary ich tarcz. Powoduje to w pewnych konfiguracjach, że stożek pełnego cienia nie sięga powierzchni Ziemi a obserwator widzi tzw. zaćmienie obrączkowe.
