Mengapa Gerhana Matahari dan Gerhana Bulan Datang Berpasangan Berselang Dua Minggu

Jawapan Ringkas

Gerhana tidak datang satu demi satu. Gerhana matahari diikuti, kira-kira dua minggu kemudian, oleh gerhana bulan, atau didahului oleh satu. Kami menyemaknya pada setiap gerhana antara 2026 dan 2030 dengan enjin astronomi yang sama yang menggerakkan laman ini: kesemua 24 daripadanya mempunyai pasangan jenis yang bertentangan antara 14.0 dan 15.5 hari jauhnya, dan jurang mediannya ialah 14.7 hari.

Sebabnya ialah geometri. Sesuatu gerhana memerlukan Bulan berada dekat dengan salah satu daripada dua titik tempat orbitnya bersilang dengan laluan Matahari di langit, iaitu nod. Bulan baharu berhampiran sebuah nod menghasilkan gerhana matahari. Setengah kitaran bulan kemudian, kira-kira 14.8 hari, Matahari hampir tidak bergerak berbanding nod, tetapi Bulan berada pada fasa purnama di sebelah yang bertentangan, berhampiran nod yang satu lagi. Itulah gerhana bulan.

Pasangan dari 2026 hingga 2030

Berikut ialah setiap gerhana dalam tempoh itu, dengan pasangan terdekat daripada jenis yang lain. Gerhana matahari separa turut disertakan, kerana ia juga berpasangan dengan cara yang sama.

Semua tarikh ialah hari gerhana terbesar dalam UTC. Jurang diukur antara dua detik puncak, jadi ia tidak semestinya bilangan hari kalendar yang bulat.

Dua perkara menonjol. Pertama, urutannya tidak tetap: kadangkala gerhana Matahari datang dahulu, kadangkala gerhana Bulan. Kedua, jurangnya tidak pernah tepat 14.77 hari iaitu setengah kitaran bulan. Ia berkisar dari 14.0 hingga 15.5, kerana Bulan memecut dan memperlahan sepanjang orbitnya dan bayang-bayang boleh sampai ke Bumi atau Bulan apabila Bulan sedikit sebelum atau selepas nod yang tepat, jadi sela itu berbeza di sekitar purata.

Geometri: Dua Titik Persilangan

Orbit Bulan condong kira-kira 5 darjah terhadap satah laluan ketara Matahari, iaitu ekliptik. Kebanyakan bulan, bulan baharu melintas beberapa darjah di utara atau selatan Matahari dan tiada gerhana berlaku. Orbit itu hanya bersilang dengan ekliptik di dua titik, nod menaik dan nod menurun, yang terletak di sisi langit yang bertentangan.

Supaya bayang-bayang jatuh ke atas Bumi, atau bayang-bayang Bumi jatuh ke atas Bulan, Bulan mesti berada berhampiran salah satu daripada dua titik itu pada saat yang tepat.

Masa yang diambil Bulan untuk bergerak dari sebuah nod mengelilingi sehingga kembali ke nod yang sama ialah bulan drakonik, 27.21 hari. Kami membincangkannya, dan tiga lagi bulan qamari, dalam Empat Jenis Bulan Qamari. Bulan kalendar, dari bulan baharu ke bulan baharu, lebih panjang, 29.53 hari, kerana Matahari terus bergerak sementara itu.

Sekarang buat pengiraan bagi pasangan itu. Separuh daripada 29.53 hari ialah kira-kira 14.77 hari, masa dari bulan baharu ke bulan purnama. Dalam 14.77 hari, Bulan menempuh 14.77 dibahagi 27.21 satu pusingan berbanding nod, iaitu 195 darjah. Itu hampir tepat setengah pusingan, tambah kira-kira 15 darjah. Maka Bulan yang dekat dengan satu nod pada gerhana matahari berada dekat dengan nod yang bertentangan pada gerhana bulan.

Latitud Bulan sebenar daripada enjin

Kita boleh menyemaknya dengan meminta enjin memberikan latitud ekliptik Bulan, sudutnya di atas atau di bawah ekliptik, pada setiap gerhana. Berhampiran sebuah nod, nilainya hampir sifar.

Kedua-dua gerhana bagi setiap pasangan terletak dalam lingkungan satu darjah daripada ekliptik, jadi Bulan dekat dengan sebuah nod di kedua-dua hujung. Latitud itu bertanda sama di kedua-dua hujung kerana Bulan sedang menghampiri satu nod pada gerhana matahari dan baru sahaja melepasi nod yang bertentangan pada gerhana bulan. Tandanya bertukar antara pasangan Februari dan Ogos, kerana enam bulan kemudian Bulan berada di hujung kecondongan yang lain apabila Matahari melepasi nod itu.

Gerhana bulan dengan latitud terbesar ialah yang paling lemah. Pada 18 Julai 2027 Bulan berada 1.41 darjah di selatan ekliptik dan pada 17 Ogos 2027 berada 1.15 darjah di utaranya, dan kedua-dua gerhana hanya penumbra: Bulan hanya melintasi bahagian luar bayang-bayang Bumi yang samar. Gerhana matahari di antara keduanya, pada 2 Ogos 2027, berlaku dengan Bulan hanya 0.14 darjah dari ekliptik, jadi Bulan melintas hampir tepat di tengah Matahari.

Musim Gerhana: Kira-kira Setiap 173 Hari

Jika nod kekal tetap di antara bintang, Matahari akan melepasi sebuah nod dua kali setahun, setiap enam bulan. Tetapi nod perlahan-lahan bergerak ke belakang sepanjang ekliptik, satu pusingan penuh dalam 18.6 tahun, jadi Matahari menemuinya sedikit lebih awal. Kembalinya Matahari ke nod yang sama mengambil masa tahun gerhana, 346.62 hari, dan separuhnya ialah 173.31 hari.

Di sekitar setiap pertemuan ini terdapat musim gerhana, tempoh kira-kira sebulan apabila bulan baharu atau bulan purnama boleh membawa gerhana. Dalam 2026 hingga 2030 kami mendapati 11 musim. Dikira dari gerhana pertama bagi setiap satu, ia bermula selang 176, 178, 162, 178, 177, 178, 162, 176, 178 dan 177 hari, dengan purata 174.2. Sebaran itu datang daripada bulan baharu atau bulan purnama yang mana dalam sesuatu musim kebetulan membawa gerhana; rentak asasnya ialah 173.31 hari.

Sesuatu musim cukup panjang untuk mengandungi dua gerhana berselang dua minggu, dan kadangkala tiga, apabila yang di tengah berlaku sangat dekat dengan sebuah nod supaya bulan baharu atau bulan purnama di kedua-dua sisinya masih boleh menyentuh bayang-bayang.

Tiga Serangkai 2027

Contoh paling jelas dalam beberapa tahun akan datang ialah musim Julai dan Ogos 2027:

Corak yang sama berlaku pada 2029 dengan peranan bertukar: gerhana matahari separa pada 12 Jun, gerhana bulan penuh pada 26 Jun dan satu lagi gerhana matahari separa pada 11 Julai. Dalam setiap tiga serangkai, gerhana di tengah daripada satu jenis dan dua yang di luar daripada jenis yang lain.

Yang di tengah di sini ialah peristiwa besar. Pada 2 Ogos 2027 gerhana matahari penuh merentasi Mesir dan Arab Saudi; lihat Gerhana Matahari Penuh di Makkah untuk waktu tempatan dan laluannya. Musim gerhana pertama tahun itu, enam bulan lebih awal, membawa gerhana anulus 6 Februari 2027 dan pasangan gerhana bulan penumbra pada 20 Februari.

Saros: Mengapa Corak Itu Berulang

Gerhana berulang dalam keluarga, dan sebabnya ialah kebetulan tiga nombor. Ambil 223 bulan sinodik, setiap satu 29.5306 hari:

• 223 bulan sinodik = 6,585.32 hari
• 242 bulan drakonik = 6,585.36 hari

Kedua-duanya hanya berbeza 0.036 hari, kira-kira 52 minit. Selepas 223 bulan baharu, Bulan kembali ke fasa yang sama dan, dalam lingkungan beberapa minit arka, kembali ke kedudukan yang sama berbanding nodnya. Maka geometri sesuatu gerhana kembali hampir tanpa berubah. Sela ini ialah Saros, kira-kira 18 tahun, 11 hari dan 8 jam.

8 jam tambahan itu penting. Bumi berputar satu pertiga putaran dalam masa itu, jadi gerhana siri yang berikutnya jatuh kira-kira satu pertiga jalan mengelilingi dunia ke arah barat. Enjin mengesahkannya bagi gerhana 2027: satu Saros lebih awal, gerhana matahari penuh pada 22 Julai 2009 mempunyai titik terbesarnya pada 144.1° timur di Pasifik, dan satu Saros kemudian gerhana penuh pada 12 Ogos 2045 mencapai gerhana terbesar pada 78.6° barat, di atas Atlantik. Setiap langkah ialah kira-kira 111 darjah longitud ke barat.

Ketakpadanan 0.036 hari itulah sebab sesebuah keluarga tidak kekal selama-lamanya. Setiap kali beredar, Bulan berada kira-kira setengah darjah (0.036 dibahagi 27.21, darab 360) lebih jauh di sepanjang orbitnya berbanding nod, jadi bayang-bayang beransur hanyut keluar dari tepi Bumi, dan keluarga itu berakhir.

Cubalah di Halaman Gerhana

Halaman gerhana menyenaraikan gerhana global yang akan datang dengan jenis, waktu dan titik gerhana terbesar. Carilah pasangan itu: apabila anda melihat gerhana matahari, entri kira-kira dua minggu sebelum atau selepasnya akan menjadi gerhana bulan. Bagi gerhana matahari, anda boleh membuka halaman bandar untuk melihat waktu tempatan dan berapa banyak Matahari yang terlindung.

Jika anda mengikuti kalendar Hijrah, perpasangan itu juga ada sisi kalendarnya, kerana gerhana matahari ialah satu konjungsi. Kami meneliti perkara itu dalam Mengapa Gerhana Matahari Jatuh pada Hari ke-29.

Soalan Lazim

Adakah setiap gerhana matahari mempunyai gerhana bulan dua minggu jauhnya?

Dalam data yang kami uji, ya. Merentasi kesemua 24 gerhana dari 2026 hingga 2030, setiap satu mempunyai gerhana jenis yang lain dalam lingkungan 14.0 hingga 15.5 hari. Pasangan gerhana bulan boleh jadi penumbra, yang mudah terlepas pandang, jadi pasangan yang "hilang" biasanya yang samar.

Bolehkah ada gerhana matahari tanpa pasangan gerhana bulan?

Tidak dalam 2026 hingga 2030, menurut enjin. Kami tidak menguji abad lain, jadi kami tidak membuat dakwaan di luar tempoh ini.

Mengapa jurangnya tidak tepat 14.77 hari?

Setengah bulan sinodik secara purata 14.77 hari, tetapi kelajuan Bulan berubah di sepanjang orbitnya, dan setiap gerhana boleh berlaku sedikit sebelum atau selepas nod yang tepat. Hasilnya ialah julat 14.0 hingga 15.5 hari yang kami ukur.

Bolehkah ada tiga gerhana dalam satu musim?

Ya. 18 Julai, 2 Ogos dan 17 Ogos 2027 ialah satu musim sedemikian (bulan, matahari, bulan), dan 12 Jun, 26 Jun dan 11 Julai 2029 ialah satu lagi (matahari, bulan, matahari).

Mengapa gerhana tidak berlaku setiap bulan?

Kerana orbit Bulan condong kira-kira 5 darjah terhadap ekliptik, dalam kebanyakan bulan, bulan baharu atau bulan purnama terlalu jauh dari sebuah nod. Gerhana hanya berlaku dalam dua musim setahun apabila sebuah nod berada dekat dengan Matahari.

Lihat Juga

• Bilakah Fasa Penuh Akan Kembali ke Makkah? Gerhana Matahari Penuh Seterusnya di Dua Kota Suci
• Bolehkah Saya Melihat Gerhana Bulan? Setiap Gerhana Bulan hingga 2030, dari London ke Jakarta

Rujukan

• Espenak, F. and Meeus, J. (NASA). Five Millennium Catalog of Solar Eclipses. https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEcat5/SEcatalog.html
• Espenak, F. (NASA). Eclipses and the Saros. https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEsaros/SEsaros.html
• Engine values reproduced with the astronomy-engine library (Don Cross) and the script docs/research/eclipse-pairs.mjs in the Hilal Vision repository.

Semoga langit cerah, dan lihat halaman gerhana untuk dua belas bulan akan datang.