دنباله‌دار جسم کوچکی در منظومه شمسی است که معمولاً از غبار و یخ تشکیل شده و با نزدیک شدن به خورشید ذرات سطحی آن تبخیر شده و مانند دنباله به نظر می‌رسد.

نام

عنوان «ستاره دنباله‌دار» که بسیار رایج است از نظر علمی دقیق نیست (چون ستاره‌ها دنباله ندارند.) در متن‌های فارسی گاه واژه‌های «گیسودار» و «گیسودراز» و «ذوذنب» (از عربی، به معنای «دم‌دار») برای دنباله‌دار بکار رفته‌است . سیاره برجیس (مشتری) نیز یکی از گیسودارها به شمار می‌آمده و نام آن نیز عربی‌شدهٔ پرگیس فارسی است که احتمالاً پُرگیس (پرمو) معنی می‌داده‌است.

برخی از دنباله‌دارها به یادبود کاشف آن نامگذاری می‌شود. مثلاً دنباله‌دار اوترما (Comet oterma) یا دیگر همکارانش دنباله‌دار ایکیا سکی (Comet Ikya - Seki) (ایکیا و سکی) که همنام کاشفان خود هستند.

برخی از دنباله‌دارها بر اساس سال کشفشان نامگذاری شده‌اند. مثلاً ۱۹۷۱آ اولین دنباله‌داری بود که در سال ۱۹۷۱ میلادی کشف شد و همینطور ۱۹۷۱ب دنباله‌دار کشف شده بعدی در آن سال بود و غیره.

• پس از آنکه مدار دنباله‌دار محاسبه شود، شماره‌گذاری بر اساس عبور از نقطه قرین خورشیدی انجام می‌گردد. مثلاً دنباله‌دار 1971I اولین دنباله‌داری بود که در سال ۱۹۷۱ میلادی از نقطه قرین خورشید گذشت
• انواع دنباله‌ها

  در هر دنباله‌دار دو نوع دنباله وجود دارد: دنباله غبار و دنباله گاز یونیزه. دنباله غباری از ذراتی به بزرگی ذرات موجود در دود تشکیل شده است. این نوع دم هنگامی تشکیل می‌شود که باد خورشیدی مقداری ماده از کُما جدا می‌کند. چون این ذرات بسیار کوچکند با کوچک‌ترین نیرویی جابجا می‌شوند، در نتیجه این دنباله‌ها معمولاً پخش و خمیده‌اند.

  دنباله‌های گازی وقتی تشکیل می‌شوند که نور خورشید مقداری از مواد کما را یونیده می‌کند و سپس باد خورشیدی این مواد یونیده را از کما دور می‌کند.

  دنباله‌های یونی معمولاً کشیده‌تر و باریکترند. هر دوی این دنباله‌ها ممکن است تا میلیون‌ها کیلومتر در فضا پراکنده شوند. وقتی که دنباله‌دار از خورشید دور می‌شود دم و کما از بین می‌روند و فقط مواد سرد و سخت درون هسته باقی می‌مانند. تحقیقات راجع به دنباله‌دار هیل-باب وجود نوعی دم را نشان داد که شبیه دنباله‌های تشکیل شده از غبار بود، ولی از سدیم خنثی تشکیل شده بود. (همانطور که گفتیم مواد موجود در هسته نوع کما و دنباله را تعیین می‌کنند).

   منشأ دنباله‌دارها

  دنباله‌دارها در دو جا بطور بارز یافت می‌شوند: کمر بند کوییپر و ابر اورت. دنباله‌دارهای کوتاه مدت معمولاً از ناحیه‌ای به نام کمربند کوییپر می‌آیند. این کمربند فراتر از مدار نپتون قرار گرفته است. اولین جرم متعلق به کمربند کوییپر در سال ۱۹۲۲ کشف شد. این اجسام معمولاً کوچک هستند و اندازه آنها از ۱۰ تا ۱۰۰ کیلومتر تغییر می‌کند. طبق رصدهای هابل حدود ۲۰۰میلیون دنباله‌دار در این ناحیه وجود دارد که گمان می‌رود از ابتدای تشکیل منظومه شمسی بدون تغییر مانده‌اند.

  دنباله‌دارهای با تناوب طولانی مدت از ناحیه‌ای کروی متشکل از اجرام یخ زده به نام ابر اورت سرچشمه می‌گیرند. این اجرام در دورترین قسمت منظومه شمسی قرار دارند و از آمونیاک منجمد، متان، سیانوژن، یخ آب و صخره تشکیل شده‌اند. معمولاً یک اختلال گرانشی باعث راه یافتن آنها به داخل منظومه شمسی می‌شود.

   مشخصات فیزیکی

  یک دنباله‌دار در مراحل اولیه ظهور خود به تکه‌ای ابر نورانی شبیه است، ولی هر چه در مسیر خود به خورشید نزدیکتر می‌شود، روشنایی آن نیز زیادتر می‌شود. دنباله اکثر آنها به حدی شفاف است که می‌توان نور ستارگان را

• 

• از میان آن دید.

  رأس دنباله‌دار

  زمانی که یک دنباله‌دار پیدا می‌شود، در نخستین مرحله مانند نقطه‌ای کوچک از نور به چشم ما می‌آید، هرچند ممکن است که قطر واقعی آن هزاران کیلومتر باشد. این نقطه نور را راس یا هسته ستاره دنباله‌دار می‌گویند، که به نظر دانشمندان گروه بزرگی از اجسام خرد و سفت است که با گازهایی ترکیب یافته است.

   دم ستاره دنباله‌دار

  همچنان که ستاره دنباله‌دار به خورشید نزدیک می‌شود، معمولاً دمی به دنبال آن کشیده می‌شود. این دم از گازهای بسیار رقیق و ذرات خردی درست شده است که از درون هسته ستاره دنباله‌دار تحت تأثیر خورشید بیرون می‌جهند. دمهای ستارگان دنباله‌دار از نظر شکل و اندازه گوناگون هستند، برخی کوتاه و ریشه مانند و برخی کشیده و باریک. معمولاً طول آنها به نه میلیون کیلومتر می‌رسد و گاهی هم البته ممکن است به ۱۶۰ میلیون کیلومتر برسد. بعضی از ستارگان دنباله‌دار هم اصلاً دم ندارند.

  گیسوی ستاره دنباله‌دار

  گرداگرد هسته، یک چیز دیگر هم هست به نام گیسو. گیسو ماده‌ای ابر مانند و تابنده است که گاهی قطرش به ۲۴۰۰۰۰ کیلومتر و بیشتر می‌رسد.

   ماده ستاره دنباله‌دار

  احتمالاً دنباله‌دارها از گاز و سنگریزه تشکیل یافته‌اند که همه این مواد بصورت گلوله یخی درآمده‌اند. با نزدیک شدن آن به خورشید دما بالا می‌رود و گاز و غبار بصورت دنباله جریان می‌یابند و سرانجام با دور شدن از خورشید سر دنباله‌دار دوباره یخ می‌زند.

  
  

   حرکت ظاهری ستاره دنباله‌دار

  وقتی ستاره دنباله‌دار از خورشید دور می‌شود، نخست دمش پیشاپیش می‌رود و سپس سر آن. علت این امر آن است که فشار نور خورشید اجزای کوچکی از هسته ستاره را بیرون می‌راند و این خود باعث تشکیل دم در پیشاپیش راس آن می‌شود. در نتیجه هنگامی که ستاره دنباله‌دار از خورشید دور می‌شود، دم آن می‌بایست جلوجلو برود و در اثنای دور شدن از خورشید ستاره دنباله‌دار کم کم از سرعت خود می‌کاهد و از انظار ناپدید می‌شود. ستارگان دنباله‌دار ممکن است سالها از برابر چشم ما مخفی بمانند، ولی بیشتر آنها بالاخره به چشم ما خواهند آمد. آنها به گرد خورشید پیوسته در حرکت هستند، ولی برای یک دور گردش به دور خورشید ممکن است زمان زیادی در راه باشند.

  
  

   مدار ستاره دنباله‌دار

  • بیشتر دنباله‌دار در مدار بسته‌ای در حال حرکتند، یعنی بر روی مداری حرکت می‌کنند که ابتدا و انتهایش بر هم منطبق می‌باشد. این دنباله‌دارها (مانند ستاره دنباله‌دار هالی) بعد از یک پریود به نزدیکی زمین آمده و دوباره مشاهده شده‌اند.
  • مدارهای دنباله‌دارهای دیگر سهمی یا هذلولی است و به احتمال زیاد اینها فقط یکبار در نزدیکی زمین ظاهر و روئیت گردیده و دور می‌زنند و سپس می‌روند و دیگر به نزدیکی زمین برنمی‌گردند.
  • به علت تأثیرات گرانشی، دنباله‌دارها در حضیض سریعتر حرکت می‌کنند تا در اوج. دنباله‌دارها از مدت چرخششان یه دور خورشید طبقه بندی می‌شوند: دنباله‌دارها با مدت تناوب کوتاه و متوسط (مانند هالی با دوره تناوب ۷۶ سال) بیشتر در بین خورشید و پلوتون به سر می‌برند

   تغییر مدار دنباله‌دار

  دنباله‌دارهای جدید از دورترین بخش‌های منظومه شمسی می‌آیند و بیشترشان فقط در مدت چند ماه خورشید را دور می‌زنند و سپس برمی‌گردند و گردش خود را در ورای پلوتو به انجام می‌رسانند. گردش آنها در مدارهایی بسیار پهن است و چندین هزار سال طول می‌کشد. برخلاف سیاره‌ها، دنباله‌دارها می‌توانند مدارخود را با مدارهای کاملاً جدید عوض کنند. آنها اجسامی با ثبات نیستند و هر گاه به سیاره‌ای بزرگ مانند مشتری بسیار نزدیک شوند، کشش گرانشی آن، مدار دنباله را عوض می‌کند. این حادثه برای دنباله‌دار هالی اتفاق افتاده و از این رو تکرار بازگشت آن بیشتر شده است.

   مرگ دنباله‌دار

  با نزدیک شدن دنباله‌دار به خورشید دنباله‌اش بزرگ‌تر می‌شود. دنباله همواره در جهت مخالف خورشید قرار می‌گیرد. فشار نور و حمله بادهای خورشیدی دنباله را به طرف مقابل می‌راند. هر موقع که دنباله از کنار خورشید می‌گذرد، از ماده‌اش کاسته می‌شود، یعنی اینکه ستاره دنباله‌دار با هر بار عبور از نقطه قرین خورشیدی مقداری از مواد خود را در اثر گرمای خورشید و نیروهای جذر و مدی از دست می‌دهد تا بالاخره ستاره دنباله‌دار از بین می‌رود، که برخی از ستاره‌های دنباله‌دار با دوره تناوب کوتاه به چندین تکه تقسیم شده و یا حتی از هم پاشید.

شهاب‌سنگ (آذرگوی) ها اجرام بزرگی‌اند که بیشتراز سنگ و فلز تشکیل شده‌اند. این اجرام هنگامی که وارد جو زمین می‌شوند بدلیل قطر زیادشان (۵۰-۱۰۰متر) از جو می‌گذرند و دهانه‌ها و عوارض گوناگونی را از خود بر جای می‌گذارند. برای نمونه دهانه بارینجر در آریزونا و دهانه وردفورت در آفریقای جنوبی.

سیارک‌ها (Asteroids ، minor planets) سیارات بسیار کوچکی هستند که از صخره و فلز ساخته شده‌اند. سیارک‌ها معمولاً اجسام نامنتظمی هستند و بر گرد خورشید حرکت می‌کنند. هزاران سیارک در منظومه خورشیدی ما وجود دارند. بسیاری از آنها میان مدار بهرام (مریخ) و مدار هرمز (مشتری) قرار گرفته‌اند و گرد خورشید می‌گردند. دسته‌ای دیگر از آنها در مکان‌های دیگر منظومه خورشیدی یافت می‌شوند.به نظر می رسد علت اینکه اغلب آن‌ها در فاصلهٔ مریخ و مشتری دیده می شوند این است که احتمالاً در مدار بین این دو سیاره، سیارهٔ دیگری نیز وجود داشته است که به علت جاذبهٔ شدید مشتری متلاشی شده است و سیارک‌ها پدید آمده باشند.

به سیارک‌هایی که بر اثر نیروی گرانش سیاره‌ها در مداری گیر افتاده باشند «سیارک اسیر» می‌گویند. در این صورت سیاره مزبور به گرد سیاره بزرگ‌تر می‌گردد.

نزدیک‌ترین سیارک به زمین، توتاتیس نام دارد.

 تاریخچه

در آغازین روزهای ژانویه ۱۸۰۱ جوزپه پیاتزی (۷ جولای ۱۷۴۶ - ۲۲ جولای ۱۸۲۶) جرمی را در آسمان رصد نمود که ابتدا یک دنباله‌دار به نظر می‌رسید ولی زمانی که مدار آن به درستی تعیین گردید، مشخص شد که سیاره بسیار کوچکی است، آنقدر کوچک که آن را در رده جدیدی به نام سیارک‌ها دسته‌بندی کردند. پیاتزی آن را سرس نامید. تا چند سال بعد سه سیارک جدید دیگر کشف شدند و تا پایان آن قرن صدها عدد از آنها شناسایی شده بودند. تا به امروز تعداد این سیارکها به چند صد هزار رسیده است و هنوز اکتشاف آنها ادامه دارد. تعدادی از سیارکها چنان کوچکند که از زمین قابل رؤیت نیستند اما بزرگترین آنها همان سِرِس است که شماره یک را بر پیشانی خود دارد. نام گذاری سیارک‌ها

همینکه مدار سیارکی مشخص می‌گردد، عددی به ترتیب زمان کشف بدان نسبت داده می‌شود و به دنبال آن نامی می‌آورند که نام را معمولاً کاشف بر می‌گزیند مثلاً ۱ سرس. در آغاز نامهای زنانه از اسطوره‌های یونان و روم انتخاب می‌شد.بعدها نامهایی از نمایشنامه‌های شکسپیر و اپراهای واگنر برگزیده شدند. بسیاری از سیارک‌ها را کاشفان به نامهای زنان، دوستان و حتی سگها و گربه‌های خود نامیدند.همواره نامهایی مونث به کار رفته‌است، جز در مورد چند سیارک که مدارهایی نامتعارف دارند نامهای مذکر نهاده شده‌است.

کمربند سیارکها

کمربند سیارکها همان طور که گفته شد ناحیه ای بین مریخ و مشتری است که سیارکها در آن قرار دارند و بیشتر به مریخ نزدیک است تا به مشتری و سیارکهای این ناحیه در حدود 300 – 600 میلیون ک م با خورسید فاصله دارند.(ناحیه داخلی منظومه شمسی سیارکها). مدار سیارکها بیضی شکل هست . بعضی از آنها هنگام گردش از داخل ناهید عبور میکنند و بعضی در دام گرانش مشتری گیر کرده و از کمربند سیارکها خارج میشوند و بعضی در دام مریخ می افتند و یا با یکدیگر برخورد میکنند. قمرهای فوبوس و دیموس مریخ ممکن است سیارک هایی باشند که در دام آن افتاده اند.

برفراز تاریکی

همان طور که در شکل میبینید این کمربند شامل سه بخش دیگر نیز میباشد:

Trojans : مدار مشترک با مشتری دارند و با هر یک دور مشتری یک دور میزنند

Hildas : هر دو دور مشتری به دور خورسید برابر 3 دور آنها به دور خورشید است

Greeks : تعداد دور این سیارک ها متغیر است.

علاوه بر اینها سه مدار دیگر نیز وجود دارد که برخی سیارک ها در آن قرار دارند که در شکل زیر مشخص است:

آپولوها : مدار زمین را قطع میکنند

آتن ها : همیشه از زمین به خورسید نزدیکترند

آمورها : سیارکهای بین زمین و مریخ

 اندازه گیری

تاسال 1990 فقط 3 راه برای اندازه گیری قطر سیارکها وجود داشت.

روش اول استفاده از تلسکوپ و اندازه گیری فاصله آن از خورشید و محاسبه مقدار نور خورشیدی که بر روی سیارک تابیده شده یا گرمایی که از آن آزاد شده که میزان نور منعکس شده و یا گرمای آزاد شده از سیارک متناسب با اندازه آن میباشد.

روش دوم استفاده از تلیکوپ و اندازه گیری مدت زمانی که سیارک از دید خارج شده و به پشت یک ستاره رفته و ایجاد سایه کند.

روش سوم استفاده از رادیو تلسکوپها و تهیه عکس از سیارک.

از سال 1991 دانشمندان روش چهارمی رو استفاده کردند که خیلی دقیقتر بود و آن استفاده از ماموریتها و اکتشافات فضایی میباشد(Space Probes). در آن سال اولین ماموریت فضایی آمریکا برای عکس برداری از سیارکها اغاز شد و سیارک Gaspra اولین سیارکی بود که توسط فضاپیمای گالیله مورد عکسبرداری واقع شد. ماموریت گالیله مشتری بود که در راه رسیدن به آن باید از کمربند سیارکها عبور میکرد. در سال 96 ناسا ماموریت NEAR (Near Earth Asteroid Rendezvous) را انجام داد که به 1216 کیلومتری سیارک متیلدا رسید ماموریت نیر اولین ماموریتی بود ناسا یک فضاپیما را بر روی یک سیارک فرستاد و آنرا فرود اورد و توانست اطلاعات بسیار زیادی درباره ماهیت و منشا انها بدست آورد. این فضا پیما در فوریه 2001 در ساعت 3:01 بر روی سیارک eros فرود آمد. و در سالهای بعد این فضاپیما به دیگر سیارکها رسید.

 ارزش اقتصادی

سیارک‌ها می‌توانند برای تأمین مواد و آب مورد نیاز برای ساخت تجهیزات فضایی و مداری به کار روند.هم‌اکنون بسیاری از مراکز پژوهشی مرتبط با فناوری فضایی در حال مطالعه امکان سفر به سیارک‌ها و برداشت از ذخایر طبیعی آن‌ها هستند.

به تازگی و با کشف یخ آب بر سطح سیارک تمیس-۲۴، ایده‌هایی به منظور برداشت آب از سیارک‌ها جهت تولید آب مصرفی فضانوردان و تأمین اکسیژن و هیدروژن توسط الکترولیز آب برای مصرف تنفسی و یا سوخت فضاپیماهای آینده مطرح شده است. اگر مدار سفرهای فضایی آینده را بتوان به گونه‌ای طراحی کرد که هر بار سیارک دارای ذخایر یخ آب در مسیر قرار داشته باشد می‌توان به سادگی تأسیسات لازم برای یک ایستگاه سوختگیری فضایی را روی آن سیارک بنا نمود. تأسیساتی تمام اتوماتیک که انرژی تابشی خورشیدرا توسط صفحات خورشیدی دریافت و به الکتریسیته تبدیل خواهد کرد سپس با استفاده از این انرژی الکتریکی، یخ آب موجود در خرده‌سیارک را با یک اجاق میکروویو ساده ذوب کرده و در ادامه آب حاصله را با یک دستگاه ساده الکترولیز به هیدروژن و اکسیژن خواهد شکاند. در انتها هیدروژن و اکسیژن به دست آمده در مخازن جدا از هم ذخیره خواهد شد. این طرح هنوز در مرحله ایده قرار داشته و عملیاتی نشده است.

برای معدن‌کاوی بر روی سیارک‌ها باید بتوان روی آن‌ها فرود آمد و این کاری است سخت و شاید هم ناممکن. به این خاطر دانشمندان در اندیشه راهی برای بازایستاندن سیارک‌های پیرامون زمین از چرخش هستند. برای این کار جیپ‌هایی در نظر گرفته شده که با نیروی موشکی کار می‌کنند. برای یک سیارک با قطر ۱۰۰ متر که ۴ بار در روز حول محور خود می‌چرخد، ۲۹ تن سوخت نیاز است تا از چرخش بازداشته‌شود.

خورشیدگرفتگی یا کُسوف (نام قدیمی‌تر خورگیر^{[نیازمند منبع]}) وقتی رخ می‌دهد که سایه ماه بر بخشی از زمین بیافتد و در نتیجه از دید قسمت‌هایی از کرهٔ زمین، قرص ماه روی قسمتی از قرص خورشید را بپوشاند. این پدیده هنگامی رخ می‌دهد که زمین و ماه و خورشید به ترتیب در یک خط راست یا تقریباً در یک خط راست قرار بگیرند و این شرایط تنها در زمان ماه نو ممکن است برقرار گردد. گرفتگی کامل خورشید را باید یکی از منظره‌های بسیار زیبا و در عین حال ترسناک طبیعت دانست.

تعریف و واژگان مرتبط

برای ارائه تعریف دقیق نجومی خورشیدگرفتگی، باید به تعاریف زیر توجه نمود:

• گذر (ستاره‌شناسی)

هرگاه از دید یک ناظر، یک جسم آسمانی که در ظاهر کوچکتر است از مقابل یک جسم آسمانی که در ظاهر بزرگتر است عبور نماید، گذر جسم اول (از مقابل جسم دوم) رخ داده‌است.

• اختفاء (ستاره‌شناسی)

هرگاه از دید یک ناظر، یک جسم آسمانی که در ظاهر بزرگتر است از مقابل یک جسم آسمانی که در ظاهر کوچکتر است عبور نماید، اختفاء جسم دوم (توسط جسم اول) رخ داده‌است.

• گرفت (ستاره‌شناسی)

هرگاه یک جسم آسمانی از خلال سایهٔ یک جسم آسمانی دیگر عبور کند، گرفت جسم اول (توسط جسم دوم) رخ داده‌است.

بر اساس این تعاریف نجومی، هرگاه ماه ,از میان زمین و خورشید عبور نماید و سایهٔ ماه روی قسمتی از زمین بیافتد، هم اختفاءِ خورشید توسط ماه رخ داده‌است و هم گرفتِ زمین توسط ماه رخ داده‌است. با وجودِ این، چنانکه از قدیم به رخ دادن این پدیده خورشیدگرفتگی گفته می‌شده‌است، هنوز هم از این نام استفاده می‌شود.

 هندسهٔ مداری خورشیدگرفتگی

زمین در گردش به دور خورشید و ماه در گردش به دور زمین در مدارهای بیضی‌شکل اما نزدیک به دایره حرکت می‌کنند. شعاع مدار گردش زمین به دور خورشید (تقریباً ۱۵۰ میلیون کیلومتر) حدود ۴۰۰ برابر بزرگتر از شعاع مدار گردش ماه به دور زمین (تقریباً ۳۸۰ هزار کیلومتر) است و این در حالی است که اندازهٔ واقعی خورشید نیز حدود ۴۰۰ برابر بزرگتر از اندازهٔ واقعی ماه است. این وضعیت باعث شده‌است که اندازهٔ ظاهری ماه و خورشید از دید اهالی کرهٔ زمین تقریباً یکسان باشد.

بیضی بودن مدارها، باعث می‌شود که فاصلهٔ زمین تا خورشید در طول زمان تا حد ۱٫۶ ٪ کم یا زیاد شود و فاصلهٔ ماه تا زمین در طول زمان تا حد ۵٫۴ ٪ کم یا زیاد شود. این مطلب موجب شده‌است که در زمان‌های مختلف، اندازهٔ ظاهری ماه و خورشید کمی تغییر کند و در نتیجه ماه گاهی کوچکتر، گاهی هم‌اندازه و گاهی اندکی بزرگتر از خورشید دیده شود. از سطح کرهٔ زمین، اندازهٔ ظاهری ماه از ۲۹٫۳ تا ۳۴٫۱ دقیقهٔ قوس و اندازهٔ ظاهری خورشید از ۳۱٫۶ تا ۳۲٫۷ دقیقهٔ قوس در تغییر می‌باشند.

صفحهٔ مداری گردش ماه به دور زمین، نسبت به صفحهٔ مداری گردش زمین به دور خورشید °۵٫۱۴۵ زاویه دارد. این مطلب باعث می‌شود که در زمان ماه نو، در اغلب موارد ماه با خط واصل بین زمین و خورشید فاصله داشته باشد و تنها در بعضی از دفعاتِ ماه نو این سه جرم آسمانی تقریباً در یک خط راست قرار بگیرند.

ویژگی‌های مداری ذکر شده در بالا، موجب شده‌است که پدیدهٔ خورشیدگرفتگی در کرهٔ زمین از ویژگی‌های منحصر به فردی در بین سیارات منظومهٔ خورشیدی برخوردار باشد و پیچیدگی‌ها و زیبایی‌های خاصی به شرح زیر در آن دیده شود:

 دفعات خورشیدگرفتگی

حدود ۳۰ روز طول می‌کشد تا ماه یک گردش کامل به دور زمین انجام دهد و در هر بار گردش، یک بار ماه نو رخ خواهد داد.

اگر صفحهٔ مداری گردش ماه به دور زمین همان صفحهٔ مداری گردش زمین به دور خورشید می‌بود، در هر ماه یک بار خورشید گرفتگی رخ می‌داد. اما وجود انحراف زاویه‌ای بین این دو صفحه، باعث می‌شود که در بسیاری از ماه‌ها، ماه از بالا یا پایین قرص خورشید بگذرد.

بنا بر این تنها دو یا سه بار در هر سال، ماه در هنگام عبور از فاصلهٔ میان زمین و خورشید به اندازهٔ کافی به خط واصل بین زمین و خورشید نزدیک می‌شود و در این هنگام گرفت خورشید رخ می‌دهد.

 انواع خورشیدگرفتگی

• خورشیدگرفتگی حلقوی

این نوع از خورشیدگرفتگی، هنگامی رخ می‌دهد که از سطح زمین اندازهٔ ظاهری ماه کوچکتر از اندازهٔ ظاهری خورشید دیده شود. در این وضعیت، در مکان‌هایی از کرهٔ زمین که به خط واصل مرکز خورشید و مرکز کرهٔ ماه خیلی نزدیک هستند، تنها حلقهٔ پرنوری از خورشید دیده می‌شود و درون حلقه (که روی تاریک ماه است) کاملا تاریک دیده می‌شود.

خورشیدگرفتگی کلی - ۱۹۹۹ میلادی

• خورشیدگرفتگی کلی

این نوع از خورشیدگرفتگی، هنگامی رخ می‌دهد که از سطح زمین اندازهٔ ظاهری ماه اندکی بزرگتر از اندازهٔ ظاهری خورشید دیده شود. در این وضعیت، در مکان‌هایی از کرهٔ زمین که به خط واصل مرکز خورشید و مرکز کرهٔ ماه خیلی نزدیک هستند، تمام سطح خورشید توسط روی تاریک ماه پوشانده می‌شود.

در این نوع خورشیدگرفتگی امکان رؤیت جو خورشید وجود دارد که زیبایی این پدیده عمدتا به همین موضوع برمی‌گردد. معمولاً هر ۱٫۵ سال یک بار خورشید گرفتگی کلی روی می‌دهد، اما هر انسان در طول عمرش شاید یک بار شانس تماشای این پدیده را داشته باشد.

در خورشیدگرفتگی کلی (کسوف کامل) زمین، ماه و خورشید در یک راستا قرار میگیرند، در این حالت کل قرص خورشید در پشت ماه پنهان می‌شود. سایه ماه فقط چند کیلومتر از سطح زمین را در بر می‌گیرد و به موازات حرکت ماه در مدار خود، یک مسیر طولانی منحنی شکل در روی زمین می‌پیماید. تنها کسانی می‌توانند گرفتگی خورشید را ببینند که در جایی از این مسیر باریک و طولانی واقع باشند.

در هر نقطه، مدت گرفتگی کامل، بیشتر از دو تا پنج دقیقه طول نمی‌کشد. هر چه گرفتگی کامل نزدیکتر می‌شود، آسمان تاریکتر می‌شود و ستارگان بیشتری پدیدار می‌شوند. هنگامی که قرص خورشید کاملاً پوشانده می‌شود، هاله سفید رنگ درخشانی در اطراف ماه می‌درخشد. این همان تاج است که بصورت هاله‌ای از گازهای رقیق و داغ از خورشید جریان دارند. در کنار قرص سیاه ماه، حلقه باریک و سرخ رنگی از گازهای خورشید به چشم می‌خورد که فام‌سپهر نام دارد.

• خورشیدگرفتگی جزئی

هرگاه خورشیدگرفتگی اتفاق می‌افتد، در مکان‌هایی از سطح کرهٔ زمین که از خط واصل مرکز خورشید و مرکز کرهٔ ماه دور هستند، امکان رؤیت گرفت کلی یا گرفت حلقوی وجود ندارد. در چنین نقاطی - که شامل مساحت بیشتری از زمین می‌شود - دو قرص خورشید و ماه هم‌مرکز دیده نمی‌شوند و در نتیجه روی تاریک ماه، تنها قسمتی از قرص خورشید را می‌پوشاند که به این حالت گرفت جزئی گفته می‌شود.

• خورشیدگرفتگی مرکب

در بعضی از خورشیدگرفتگی‌ها، از سطح زمین اندازهٔ ظاهری ماه و خورشید خیلی به یکدیگر نزدیک است. در این وضعیت که خیلی به ندرت رخ می‌دهد، ممکن است در نقاطی از سطح زمین خورشیدگرفتگی کلی و در نقاط دیگری خورشیدگرفتگی حلقوی دیده شود که به این حالت خورشیدگرفتگی مرکب اطلاق می‌گردد. در این حالت نیز در دیگر نقاط سطح زمین، خورشیدگرفتگی جزئی دیده خواهد شد.

 ارتباط نوع خورشیدگرفتگی با سایهٔ ماه

A کسوف کلی در قسمت سایه
B کسوف حلقوی در پشت سایه (ضد سایه)
C کسوف جزئی در قسمت نیم‌سایه

برای هر جسم کروی تاریک مانند ماه که در نزدیکی جسم کروی نورانی مانند خورشید قرار بگیرد، سایه‌ای تشکیل می‌شود که می‌توان در آن قسمت‌های زیر را تشخیص داد:

• سایه که جسم نورانی در آن دیده نمی‌شود و کاملا تاریک است.
• نیم‌سایه که تنها یک سمت از جسم نورانی در آن دیده می‌شود، در قسمت بیرونی سایه قرار دارد و نیمه‌تاریک است.
• ضد سایه که قسمت‌های میانی جسم نورانی در آن دیده نمی‌شود، در قسمت عقب سایه قرار دارد و نیمه‌تاریک است.

اگر وضعیت مداری ماه در هنگام ماه نو به گونه‌ای باشد که هیچ کدام از سه قسمت سایه ماه با سطح زمین تلاقی نکند، خورشیدگرفتگی اتفاق نخواهد افتاد. در غیر این صورت، یکی از حالت‌های زیر رخ خواهد داد:

1. اگر فاصله ماه و زمین در هنگام ماه نو به میزانی (کم) باشد که بخش سایه ماه با سطح زمین تلاقی پیدا کند، در آن قسمت از زمین خورشیدگرفتگی کلی قابل رؤیت خواهد بود. (قسمت A در شکل مقابل)
2. اگر فاصله ماه و زمین در هنگام ماه نو به میزانی (زیاد) باشد که بخش سایه ماه با سطح زمین تلاقی پیدا نکند، در آن صورت ضد سایه با سطح زمین برخورد می‌کند و در چنین قسمت‌هایی از زمین خورشیدگرفتگی حلقوی قابل رؤیت خواهد بود. (قسمت B در شکل مقابل)
3. ممکن است در حالت‌های خاص بعضی نقاط زمین از بخش سایه و بعضی نقاط دیگر از بخش ضد سایه عبور کنند، که در این وضعیت خورشیدگرفتگی مرکب (در بعضی نقاط کلی و در بعضی نقاط حلقوی) خواهد بود. خورشیدگرفتگی فروردین‌ماه ۱۳۸۴ (آوریل ۲۰۰۵) در آمریکای جنوبی از این دسته بوده‌است.
4. در هر سه حالت فوق، قسمت‌های زیادی از سطح زمین از قسمت نیم‌سایه عبور خواهند کرد و در این نقاط خورشیدگرفتگی جزئی رؤیت می‌شود. (قسمت C در شکل مقابل)
5. ممکن است در شرایطی تنها نیم‌سایه با سطح زمین برخورد نماید. در این حالت بعضی نقاط سطح زمین خورشیدگرفتگی جزئی را تجربه خواهد کرد بدون اینکه در جایی خورشیدگرفتگی کلی یا حلقوی رخ داده باشد. خورشیدگرفتگی انتهای اسفندماه ۱۳۸۵ (مارس ۲۰۰۷) و خورشیدگرفتگی شهریورماه ۱۳۸۶ (سپتامبر ۲۰۰۷) از این دسته بوده‌اند.

 مسیر خورشیدگرفتگی

در خلال گرفت، بر اثر حرکت ماه و چرخش زمین، سایه ماه زمین را از غرب به شرق طی می‌کند، که به این سیر حرکتی سیر گرفتگی کلی می‌گویند. هر کسی که در این مسیر باشد خورشید را در حالت گرفت کلی خواهد دید، این مسیر در بیشترین حالت به ۳۲۰ کیلومتر می‌رسد و حدود نیم درصد سطح زمین را می‌پوشاند.

 خورشیدگرفتگی در زمین و دیگر سیارات

اندازهٔ ظاهری ماه و خورشید از دید اهالی کرهٔ زمین تقریباً یکسان و به دلیل بیضوی بودن مدارها تا حدودی دارای نوسان می‌باشند. این مطلب موجب شده‌است که پدیدهٔ خورشیدگرفتگی در کرهٔ زمین از ویژگی‌های منحصر به فردی در بین سیارات منظومهٔ خورشیدی برخوردار باشد و پیچیدگی‌ها و زیبایی‌های خاصی در آن دیده شود.

در دیگر سیارات منظومهٔ خورشیدی هم پدیدهٔ خورشیدگرفتگی روی می‌دهد، اما زیبایی‌های مربوط به خورشیدگرفتگی در کرهٔ زمین در دیگر سیاره‌ها دیده نمی‌شود. در سیاره مشتری، به دلیل تعدد قمرها، خورشیدگرفتگی‌های متعددی رخ می‌دهد. در پلوتو نیز خورشیدگرفتگی وجود دارد، اما این پدیده به صورت دوره‌ای و در فواصل بیش از ۱۰۰ سال رخ می‌دهد.

 خورشیدگرفتگی در طول تاریخ

خورشید گرفتگی ۱۵۷۱ اروپا

در طول تاریخ این پدیده همواره مورد توجه اقوام و ملل مختلف بوده‌است. اغلب تمدنهای کهن خورشید گرفتگی را پدیده‌ای شوم می‌پنداشتند و درباره آن اعتقادات خرافی داشتند. چینی‌ها عقیده داشتند که هنگام خورشید گرفتگی اژدهایی خورشید را می‌بلعد. در بسیاری از فرهنگها خورشید گرفتگی بلایی آسمانی پنداشته می‌شده‌است. مردم هند در خلال گرفتگی خود را تا گردن در آب فرو می‌کردند و اعتقاد داشتند که با این کار به خورشید و ماه کمک می‌کنند تا در برابر اژدها از خود دفاع کنند. مردم در زمان‌های قدیم از گرفتگی خورشید می‌ترسیدند. آنها علت گرفتگی را نمی‌دانستند و خیال می‌کردند که ممکن است خورشید برای همیشه ناپدید شود.

 اهمیت علمی خورشیدگرفتگی

مردم در زمان‌های قدیم از گرفتگی خورشید می‌ترسیدند، چرا که اولاً علت گرفتگی را نمی‌دانستند و خیال می‌کردند که ممکن است خورشید برای همیشه ناپدید شود و دوماً به طور معمول این پدیده را به مسائل ماوراء طبیعی و خدایان ارتباط می‌دادند و ناپدید شدن خورشید را ناشی از خشم خدایان می‌پنداشتند.

اما امروزه جنبه علمی این پدیده به خوبی شناخته شده‌است و به همین خاطر به غیر از تماشای زیبایی ظاهری آن، استفاده‌های علمی هم از این پدیده صورت می‌پذیرد.

در زمان خورشیدگرفتگی و به خصوص در خورشیدگرفتگی کلی، امکان انجام بررسی‌های علمی خاصی روی بعضی از مسائل علمی فراهم می‌گردد که در مواقع دیگر عملاً غیر ممکن است و همین مطلب ارزش علمی این پدیده را بالا می‌برد.

مدتها پیش از آنکه گرفتگی رخ دهد. برنامه ریزی دقیقی صورت می‌گیرد، تا چندین هیئت در مسیر گرفت مستقر شوند. اخترشناسان تلاش می‌کنند تا محلهایی را انتخاب کنند که در مدت کوتاهی ، گرفتگی ابری نباشد. طی چند دقیقه قابل استفاده ، دوربینها و دستگاهها ، هم‌زمان به عکسبرداری و آزمایشهای مختلف مشغول می‌شوند. حتی برخی از گروههای پژوهشگر در حالی که دستگاهها را در هواپیما جای می‌دهند، مطالعات خود را هنگام پرواز انجام می‌دهند. آنها با این روش می‌توانند از مزاحمت ابرها به دور باشند و نیز با پرواز هواپیما ، مسیر سایه ماه را دنبال کنند. از اینرو به مدت مشاهده گرفتگی چندین دقیقه افزوده می‌شود.

وقتی ماه قرص خورشید را می‌پوشاند لایه‌های خارجی جو خورشید را می‌توان رصد کرد. با پدیدار شدن ستاره‌ها می‌توان انحنای فضا-زمان را اندازه گیری کرد با محاسبه زمان تماس اول ماه با خورشید می‌توان به جزئیاتی در حرکت مداری ماه و زمین پی‌برد. می‌توان ستارگان دنباله‌داری را که در حضیض هستند بررسی کرد و ... . در قرن اخیر مهم‌ترین سنجشهای خورشید گرفتگی اندازه گیری مکان ستاره‌های قابل روئیت در اطراف خورشید و تأیید تجربی نسبیت عام انیشتین است. نسبیت عام پایه کهکشان‌شناسی نوین است. امروزه گرفتگی کامل ، برای اخترشناسان فرصت گرانبهایی است تا بخش‌های کم نورتر تاج خورشید و نیز لایه فام سپهر را مطالعه کنند.

در ماه‌گرفتگی یا خُسوف زمین در حرکت مداری خود به دور خورشید سایه‌اش را، که در فضا در سمتی مخالف خورشید ممتد است، به دنبال می‌کشد. سایه زمین به شکل یک مخروط است که قاعده آن مقطع زمین و طول متوسط آن ۱٬۳۸٬،۰۰۰ کیلومتر است. طول این سایه ، بر اثر تغییر فاصله زمین از خورشید تا حدود ۴۰۰۰۰ کیلومتر نسبت به مقدا متوسط تغییر می‌کند. خسوف زمانی اتفاق می‌افتد که ماه وارد مخروط سایه زمین شود.

ماه گرفتگی

 شرایط روی دادن ماه‌گرفتگی

وقتی از بالا به دایرة البروج بنگریم به اشتباه گمان می‌کنیم که ماه‌گرفتگی باید ماهی یک بار اتفاق افتد. خطای این دید وقتی آشکار می‌شود که از پهلو نگاه کنیم. آنگاه روشن می‌شود که این سه جرم در حقیقت بر یک خط واقع نیستند. ماه در نتیجه میل مدارش با دایرة البروج ، می‌تواند از بالا یا پایین مخروط سایه ، به فاصله‌ای که حداکثر ۳۲٬۰۰۰ کیلومتر می‌شود بگذرد. برای اینکه خسوف برقرار باشد واقع شود باید دو شرط مهم زیر هم‌زمان با یکدیگر برقرار باشند:

1. خورشید ، زمین و ماه ، باید بر خطی مستقیم واقع باشند یعنی ماه به حالت بدر از زمین دیده شود. این واقعه ماهی یک بار روی می‌دهد.
2. ماه در حرکت مداریش باید در حال عبور از دایرة البروج ، یعنی در یکی از گره‌ها باشد.

بیشتر دیده شد که کره ماه نیمی از ماه را در زیر صفحه دایرة البروج به سر می‌آورد و نیم دیگر را بالای آن. دو نقطه‌ای که در آنها ماه صفحه دایرةالبروج را قطع می‌کند عقدتین نامیده می‌شود: یکی از این دو عقده رأس (گره شمالی) است و دیگری عقده ذنب (گره جنوبی). خط واصل این دو نقطه را خط عقده‌ها یا خط گره‌ها نامند.

 مدت ماه‌گرفتگی

مدت دوام ماه‌گرفتگی نسبتاً زیاد است، زیرا قطر مخروط سایه زمین در نقطه‌ای که ماه از آن می‌گذرد، در حدود ۹٬۲۰۰ کیلومتر است. اگر ماه مخروط را بطور مرکزی قطع کند، نزدیک به دو ساعت در ماه‌گرفتگی کامل خواهد بود، زیرا قطر ماه در حدود ۳٬۵۰۰ کیلومتر و سرعت متوسط آن ۳٬۲۰۰ کیلومتر در ساعت است. سایه زمین ماه را کاملاً تاریک نمی‌کند. حتی وقتی که ماه‌گرفتگی کامل باشد ماه کاملاً مرئی است، ولی رنگ سرخ بی فروغی جای درخشش عادی آنرا می‌گیرد. این فروغ مختصر معمول نور آفتابی است که از جو زمین به داخل مخروط سایه شکسته شده‌است. اجزای آبی و بنفش نور آفتاب بر اثر پراکندن در جو زمین ، حذف می‌شوند و مؤلفه‌های سرخ نورند که قرص ماه را اندکی روشن می‌کنند.

 ماه‌گرفتگی جزئی

در ماه‌گرفتگی جزئی فقط قسمتی از ماه از میان مخروط سایه می‌گذرد. به این ترتیب بریدگی تاریکی در ماه تمام ، در بخش شمالی آن و یا در بخش جنوبی، پدیدار می‌شود. البته ماه‌گرفتگی‌های جزئی هم بعد و هم پیش از ماه‌گرفتگی کلی نیز واقع می‌شوند. در حدود نیم ساعت طول می‌کشد تا ماه کاملاً وارد سایه شود و مدت مشابهی نیز لازم است تا کاملاً از سایه بدر آید.

 دنباله ماه‌گرفتگی‌ها

ماه‌گرفتگی‌ها به ترتیب و در دنباله‌هایی چند روی می‌دهند. یک دنباله کامل که شامل ۴۸ یا ۴۹ خسوف می‌شود، حدود ۸۶۵ سال طول می‌کشد. فاصله زمانی بین دو ماه‌گرفتگی پیاپی در یک دنباله ..۳۳۶٫۵۸۵ روز است. ماه‌گرفتگی‌های پیاپی شباهت زیادی با هم دارند که دال بر عضویتشان در یک دنباله است. روش به‌دست آوردن عدد ..۳۳۶٫۵۸۵ روز بدین قرار است:

برای آن که یک ماه‌گرفتگی تکرار گردد:

1. ماه باید در حالت بدر باشد. این وضعیت هر ۲۹٫۵۳۰۵۹ روز یک‌بار تکرار می‌شود.
2. خورشید باید نسبت به عقده‌ها در همان مکان قبلی باشد، و این هر ۳۴۶٫۶۲۰۱ روز تکرار می‌گردد.

کوچک‌ترین مضرب مشترک این اعداد ۶٫۵۸۵ است، یعنی هر ۶٫۵۸۵ روز، ماه ، زمین و خورشید وضعیت خسوف قبلی را تکرار می‌کنند. فاصله زمانی ۳۳٫۶۵۸۵۰۰ روز به یک ساروس موسوم است که در زبان بابلی قدیم به معنی تکرار است.