Dr. Igor Žiberna o pojavu Luninega mrka, ki je vezan na značilno razporeditev Sonca, Lune in Zemlje, pri čemer se Zemlja nahaja točno med Soncem in Luno.


Pojav Luninega mrka je vezan na značilno razporeditev Sonca, Lune in Zemlje, pri čemer se Zemlja nahaja točno med Soncem in Luno. Pri Luninem mrku se torej Luna znajde v Zemljini senci. Lunino fazo, pri kateri se to lahko zgodi, imenujemo ščip ali polna Luna.

Slika je simbolična.

Če bi bil to edini pogoj, bi lahko Lunin mrk na Zemlji opazovali ob vsakem ščipu oziroma vsakih 29,5 dni. Prav tako bi lahko popolni Sončev mrk opazovali ob vsakem mlaju. Iz izkušenj pa vemo, da mrki vendarle niso tako pogost pojav. Vzrok za redkejše nastope Sončevih in Luninih mrkov na Zemlji se nahaja v naravi kroženja Lune okoli Zemlje in kroženja Zemlje okoli Sonca.

Sarosova perioda

Če z Zemlje opazujemo spreminjanje položaja Sonca med letom, se nam zdi, da se le-to premika. Ravnino, po kateri navidezno potuje Sonce, imenujemo ravnino ekliptike. Če bi bila ravnina kroženja Lune okoli Zemlje identična z ravnino ekliptike, bi Lunin mrk res nastopil ob vsakem ščipu.

Vendar ravnina krožnice Lune okoli Zemlje ni identična z ekliptiko, pač pa je od nje odklonjena za kot okoli 5°. Za nastop Sončevega mrka je torej potreben še en pogoj: Lunina orbita mora v ščipu sekati ekliptiko. Točko, v kateri se to zgodi, imenujemo vozel. Kjer Luna prečka ekliptiko na svoji poti proti severu je dvižni vozel, kjer pa Luna seka ekliptiko na poti proti jugu nastopi padni vozel.

Če bi bila Sonce in Luna točkasti telesi, bi do mrka prišlo le takrat, ko bi bila Sonce in Luna natančno v vozlu. Ker pa imata obe telesi svojo navidezno velikost, ki je okoli pol stopinje, lahko nastopi mrk tudi takrat, ko sta obe telesi v bližini vozla. Za pojav popolnega Luninega mrka sme biti Luna za največ 4,6° vstran od vozla. Vozla sta okoli pol leta narazen in trenutno mrki nastopajo v času od februarja do aprila ter med avgustom in oktobrom. Običajno 14 dni pred ali po Luninem mrku nastopi tudi Sončev mrk. Tako je letos 13. julija nastopil delni Sončev mrk, ki so ga lahko opazovali na višjih geografskih širinah južne polute.

Vozli se skupaj z Lunino orbito pomikajo po ekliptiki in so glede na položaj Zemlje in Sonca v enakem položaju vsakih 346,62 dni. Vsakih devetnajst takih period (to je vsakih 18 let in 11 dni) se zaporedje Luninih mrkov ponavlja. To obdobje imenujemo Sarosova perioda in so jo poznali že babilonski astronomi.

Popolni Lunin mrk v petek

Kot smo dejali, se ob Luninem mrku Luna znajde v Zemljini senci. Ker Sonce ni točkasto svetilo, pač pa oddaja svetlobo z diska navideznega premera okoli pol ločne stopinje, se za Zemljo pojavljata polsenca in senca (Slika 1). Ko Luna zaide v Zemljino polsenco, z normalnim prostim očesom tega ne moremo zaznati. Takemu mrku pravimo polsenčni Lunin mrk.

Naslednja možnost je, da Luna na svoji poti le deloma zaide v Zemljino senco, tedaj nastopi delni Lunin mrk. V primeru, ko se vsa Luna znajde v Zemljini senci nastopi popolni Lunin mrk. Tak pojav smo lahko opazovali tudi v naših krajih in sicer v noči s 27. na 28. julij 2018.

Pojav Luninega mrka nastopi, ko Luna zaide v Zemljino senco.Luna je v Zemljino polsenco začela prehajati ob 19.13 po SEPČ (srednjeevropskem poletnem času), vendar je bila Luna za nas še pod matematičnim obzorjem, pa tudi sicer s prostim očesom polsenčnega Luninega mrka s prostim očesom ne zaznamo.
Zanimivejše je bilo, ko je Luna začela prehajati v Zemljino senco, kar se je začelo ob 20.24, vendar je v Mariboru Luna nad matematično obzorje vzšla dve minuti kasneje, ob 20.26.

Najbolj zanimiva faza – popolni Lunin mrk – se je začela ob 21.29. Vrhunec popolne faze je nastopil ob 22.21, medtem ko je Luna ob 23.13 začela izstopati iz Zemljine sence v polsenco. Delni Lunin mrk se je končal ob 0.19, ko se bo vsa Luna ponovno znašla v Zemljini polsenci.
Še koristen podatek za tiste, ki so si že vnaprej določili lokacijo, s katere bodo opazovali mrk: azimut vzhodišča Lune je bil okoli 118°, torej v smeri vzhodjugovzhod. V času, ko se je Luna znašla najbližje težišču Zemljine sence, je bila višina Lune 14,1°, njen azimut pa 140°.

Najdaljši v tem stoletju

Letošnji popolni Lunin mrk je bil zanimiv še zaradi enega dejstva: je bil najdaljši v tem stoletju. Zakaj? Luna se je v času vrhunca mrka nahajala zelo blizu padnega vozla, kar pomeni, da je potovala skoraj skozi težišče Zemljine sence. Drugi razlog za daljše trajanje tiči v dejstvu, da se je Luna na svoji eliptični poti okoli Zemlje tega dne zjutraj (natančneje ob 7.45 po SEPČ) nahaja v odzemlju ali apogeju, torej točki na njeni orbiti, v kateri se od Zemlje najbolj oddalji. Njena razdalja od Zemlje je bila takrat 406.099 km, zaradi česar smo Luno videli pod manjšim zornim kotom, ki je znašal 29,4′ (v perigeju Luno vidimo pod zornim kotom 33,4′).

Navidezno majhna Luna, ki je potovala zelo blizu težišča Zemljine sence nas je torej ta večer nagradila s kar uro in 43 minut trajajočim popolnim Luninim mrkom (če dodamo še fazo delnega mrka, bo vse skupaj trajalo tri ure in 55 minut. To uvršča letošnji popolni Lunin mrk med najdaljšega v tem stoletju.

Letošnji julijski popolni Lunin mrk je bil najlepše viden na območju Indijskega oceana, v centralni in vzhodni Aziji, na območju vzhodne in južne Afrike, medtem ko se je Slovenija nahajala prav na zahodni meji območja, v katerem so bile vidne vse faze: zamudili smo le prvih nekaj minut začetka delne faze, saj je bila Luna takrat še pod matematičnim obzorjem. Povedano drugače: ko je pri nas Luna vzhajala, se je njen delček že nahajal v Zemljini senci.

Ključne faze popolnega Luninega mrka 27.7.2018.

Obarvana Luna

Kaj smo med opazovanjem popolnega Luninega mrka lahko videli? Najprej bi omenili okroglo obliko Zemljine sence, ki je že antičnim astronomom služila kot dokaz za okroglo obliko Zemlje. V času faze popolnega Luninega mrka pa je našo pozornost pritegnila značilna opečnata ali bakrenorjava do rdečkasta barva Lune.

Zakaj se pravzaprav Luna obarva s temi značilnimi barvami?
Odgovor tiči v Zemljini atmosferi. Nižji del Zemljine atmosfere (troposfera) namreč vpija predvsem modro barvo, medtem ko rdečo prepušča. Telo, ki se znajde v tako »prefiltrirani« senci, se zato obarva z različnimi odtenki rdeče barve.

Dodatno lahko svetlost Lune v času faze popolnega mrka oblikujejo prašni delci v atmosferi. Več kot je prašnih delcev, temnejša je videti Luna. Prav zato je značilno, da je v popolnih mrkih, ki sledijo večjim vulkanskim izbruhom, Luna videti zelo temna. Tako je bila Luna ob mrkih leta 1992 komaj vidna, saj je bilo v atmosferi veliko prašnih delcev zaradi izbruha vulkana Pinatubo leta 1991. Podoben vpliv je imel izbruh vulkana Krakatoa leta 1883.

Svetlost Lune v času popolnega mrka ocenjujemo po Danjonovi lestvici, ki ima pet stopenj. Vrednost 0 pomeni, da je Luna v času popolne faze komaj vidna. Vrednost 1 pomeni, da je Luna zelo temna in rjave barve, podrobnosti na Lunini površini pa so vidne zelo težko. Vrednost 2 pomeni, da je Luna obarvana temno rjave barve, vendar je proti robu vedno svetlejša. Pri Danjonovem številu 3 je Luna opečnatorjave barve, na robovih pa je lahko vidna kot rumenkasta. Danjonovo število 4 pomeni bakrenorjavo do oranžno obarvanost Lune, ki je sicer videti sorazmerno svetla.

Morda kaže omeniti še eno zanimivost. Na prehodu iz Zemljine sence v polsenco se lahko Luna deloma obarva celo modrikasto do sivo. Vzrok za ta pojav lahko zopet iščemo v Zemljini atmosferi in sicer v njenih srednji plasti – stratosferi. Ozon v tej plasti namreč intenzivneje vpija rdečo, prepušča pa modro barvo.

Rdečkasti odtenki Lune v fazi popolnega mrka so posledica vpoja modre barve v spodnji plasti Zemljine atmosfere (troposferi), pepelnato modrikasti na robu Zemljine sence pa posledica vpoja modre svetlobe v stratosferi.

Scenografija je bila v času letošnjega Luninega mrka tudi sicer zelo bogata. Luna se je v času mrka nahajala v ozvezdju Vodnarja, komaj 6° severneje od planeta Mars, ki pa se je ravno v tej noči nahajal v opoziciji (Zemlja bo med Marsom in Soncem), hkrati pa se je ravno v opoziciji Zemlji približal na skoraj najmanjšo možno razdaljo, zaradi česar je bil videti nekoliko večji kot običajno. To pa je že iztočnica za naslednji pojav …

Opozicija

Planet Mars se je na dan nastopa popolnega Luninega mrka znašel v položaju, ki mu v astronomiji pravimo opozicija. Gre za položaj, ko se zunanji planet nahaja na zveznici med Soncem in Zemljo. Takrat je ta planet viden celo noč.

Marsove opozicije nastopajo na vsakih 26 mesecev oziroma s periodo 779,94 dni. Zadnji dve Marsovi opoziciji sta tako nastopili 14. aprila 2014 in 30. maja 2016, letošnja bo – kot rečeno – 27. julija, naslednji dve pa sledita 6. oktobra 2020 in 1. decembra 2022.

Lunin mrk 28. septembra 2018 smo v jutranjem času lahko opazovali tudi pri nas. Opaziti je bilo mogoče okroglo obliko Zemljine sence, ki je Aristotelu služila kot eden prvih empiričnih dokazov za okroglo obliko našega planeta. Luna je bližje sredini sence obarvana temno bakreno rjavo, na robu sence pa pepelnato modro. Avtor: Igor Žiberna.

To, kar dela letošnjo opozicijo posebno zanimivo je, da je nastopila na (skoraj) najmanjši razdalji med Zemljo in Marsom. Ta bo 31. julija – torej le nekaj dni po opoziciji – znašala le 57,6 milijonov km. Mars je bil zaradi tega videti večji, saj bo njegov navidezni premer znašal 24,31”.
Naslednja posledica bo, da bo Mars svetlejši, saj bo njegova magnituda po oceni znašala -2,8, kar bo Mars uvrščalo med najsvetlejša telesa na nočnem nebu. Za primerjavo naj omenimo, da ima Venera trenutno magnitudo -4,1, Jupiter -2,2, Saturn pa 0,1. Mars bo torej videti svetlejši od Jupitra.

Pojavi zelo majhne razdalje Marsa od Zemlje v času njegove opozicije si sledijo v 15–17 letnih intervalih. Naj omenimo, da se je zadnji tak dogodek zgodil 28. avgusta 2003, ko je razdalja med Marsom in Zemljo znašala le 55,67 milijonov km in je bila najmanjša razdalja v Marsovi opoziciji v zadnjih 60 000 letih! V prihodnje bomo takim pojavom priča še 11. septembra 2035 in 15. avgusta 2050.

Gre torej za dovolj redek pojav, da se mu kaže vsaj za nekaj časa posvetiti. Na tako majhnih razdaljah so namreč skozi teleskop in na posnetkih lažje vidni pojavi na površini Marsa. Res pa je, da je Mars s svojo sicer redko atmosfero precej nepredvidljiv planet, saj so na njem pogosti peščeni viharji, ki povečajo motnost atmosfere, kar opazovalne pogoje močno poslabša. Ravno v času pisanja tega besedila se v Marsovi atmosferi odvija tak globalen peščeni vihar. Upajmo, da bo do konca julija vsaj malce oslabel …

Astronomsko društvo Orion in Oddelek za geografijo Filozofske fakultete Univerze v Mariboru sta v primeru jasnega vremena v petek, 27. julija 2018, od 20.30 ure naprej organizirala javno opazovanje popolnega Luninega mrka. Opazovanje je potekalo na platoju pred Filozofsko fakulteto, Koroška cesta 160, v Mariboru. Ob opazovanju bo potekala strokovna razlaga pojava.
Seveda je bilo mogoče Lunin mrk opazovati skozi različne teleskope, možno je bilo tudi fotografiranje mrka s pametnimi telefoni ter Canonovimi in Nikonovimi DSLR fotoaparati. Opazovali smo tudi planete Mars, Jupiter in Saturn. Opazovanje je bilo seveda brezplačno in primerno za najširši krog zainteresiranih.

Dr. Igor Žiberna