1.

Introduzione

Eclissi Occultazione o oscuramento di un corpo celeste da parte di un altro. Dalla superficie terrestre possono essere osservate spettacolari eclissi di Luna e di Sole che si verificano quando i due astri sono allineati con il nostro pianeta. Il transito è un fenomeno astronomico simile ma, a causa delle piccole dimensioni apparenti dei corpi coinvolti, è in generale meno appariscente.

2.

Eclissi di Luna

La Terra, illuminata dal Sole, produce nello spazio un lungo cono d'ombra che oscura qualunque corpo si trovi all'interno di esso. Attorno a questo cono c'è un'area piuttosto estesa di ombra parziale che viene detta penombra. Complessivamente la lunghezza approssimativa dell'ombra è di 1.379.200 km e alla distanza media dalla Luna, cioè circa 384.600 km, essa ha diametro di 9170 km.

Un'eclissi lunare totale si verifica nella fase di plenilunio, quando la Luna entra completamente nel cono d'ombra prodotto dalla Terra. Se il satellite attraversa esattamente l'asse dell'ombra, il fenomeno si protrae per circa due ore; in generale, tuttavia, la durata dipende dalle posizioni occupate dalla Luna e può essere praticamente nulla se essa passa proprio in prossimità del bordo dell'ombra.

Un'eclissi parziale si verifica quando solo una porzione della Luna entra nel cono d'ombra della Terra. L'intensità del fenomeno può variare dalla quasi totalità, quando è oscurata la maggior parte del satellite, a valori minimi, quando solo una piccola porzione di ombra è visibile sul disco lunare. Storicamente, la vista dell'ombra circolare della Terra sul disco della Luna diede la prima indicazione della forma del nostro pianeta.

Prima di entrare nell'ombra, durante un'eclissi, la Luna appare molto meno brillante a causa della vasta regione di penombra che circonda il cono. Durante un'eclissi totale, il disco lunare viene debolmente illuminato dalla luce rossa rifratta dall'atmosfera terrestre (che invece trattiene la luce blu proveniente dal Sole) e non appare quindi completamente scuro.

3.

Eclissi totale di Sole

Un'eclissi totale di Sole si verifica quando l'ombra della Luna, che si trova in posizione intermedia tra la Terra e il Sole, raggiunge il nostro pianeta, occultando il disco solare. La lunghezza del cono d'ombra della Luna varia tra 367.000 e 379.800 km al variare della distanza Terra-Luna (tra 357.300 e 407.100 km) e il diametro della regione d'ombra proiettata sulla superficie terrestre non supera mai i 268,7 km. La zona del nostro pianeta dalla quale l'eclissi è visibile, pertanto, non è mai più ampia di questa regione. Sensibilmente maggiore, invece, è l'ampiezza della penombra, che può raggiungere i 4800 km e corrisponde alla zona della superficie terrestre da cui l'eclissi è visibile come parziale. In alcuni casi il disco lunare non riesce a occultare completamente il Sole e si verifica un'eclissi anulare, durante la quale è visibile solo un anello brillante di Sole attorno al disco scuro del satellite.

L'ombra della Luna si muove sulla superficie terrestre in direzione est. Poiché anche la Terra ruota verso est, la velocità con cui l'ombra della Luna 'spazza' la superficie della Terra è uguale alla differenza tra la velocità orbitale del satellite e la velocità di rotazione terrestre. All'equatore tale differenza è di circa 1706 km/h, mentre nei pressi dei poli, dove la velocità di rotazione è praticamente nulla, è di circa 3380 km/h. Il percorso di un'eclissi totale di Sole e la sua durata possono essere calcolati esattamente se si conoscono la dimensione dell'ombra lunare e la velocità con la quale essa si sposta sulla superficie terrestre; la durata media è di circa tre minuti, mentre quella massima, osservabile molto raramente, è di circa 7,5 minuti.

Durante un'eclissi totale, l'immagine della Luna inizia a sovrapporsi al disco solare circa un'ora prima della totalità. La luce diminuisce gradualmente e, vicino e durante la totalità, si riduce pressoché a quella della Luna piena. La luminosità residua è dovuta essenzialmente alla corona solare, la parte più esterna dell'atmosfera del Sole, che si rende visibile quando il disco del Sole è completamente occultato. Negli istanti che precedono e seguono la totalità, sul bordo del disco solare appaiono dei brillanti punti di luce, detti grani di Baily, che sono prodotti dal passaggio della luce emessa dal Sole attraverso le valli e le irregolarità della superficie lunare. Appena prima, appena dopo e a volte anche durante il fenomeno, sono visibili strette strisce di ombra che si muovono sulla superficie terrestre. Queste ombre, la cui natura non è ancora stata perfettamente interpretata, sono probabilmente dovute alla rifrazione irregolare della luce nell'atmosfera terrestre. Prima e dopo la totalità, un osservatore che si trovi sulla cima di un rilievo oppure su un aereo, può vedere l'ombra della Luna muoversi verso oriente sulla superficie della Terra come l'ombra di un veloce banco di nubi.

4.

Frequenza delle eclissi

Se l'orbita che la Terra descrive intorno al Sole, cioè l'eclittica, fosse nello stesso piano dell'orbita della Luna, vi sarebbero due eclissi totali ogni mese lunare: in particolare la Luna sarebbe oscurata nella fase di plenilunio e il disco solare sarebbe occultato durante il novilunio. I piani delle due orbite, tuttavia, formano un angolo di circa 5°, perciò le eclissi avvengono solo quando la Luna o il Sole si trovano in prossimità dei loro punti di intersezione, detti nodi.

Sia il Sole sia la Luna ritornano periodicamente nella stessa posizione rispetto a uno dei nodi, quindi le eclissi ricorrono a intervalli di tempo regolari, nell'ambito del cosiddetto ciclo di Saros. Questo ciclo, noto già agli antichi babilonesi, ha periodo poco maggiore di 6585,3 giorni, cioè circa 18 anni, 9-11 giorni (a seconda del numero di anni bisestili coinvolti) e 8 ore, e corrisponde quasi esattamente a 19 passaggi del Sole nello stesso nodo, a 242 passaggi della Luna nello stesso nodo e a 223 mesi lunari. La differenza tra il numero di passaggi della Luna e il numero di mesi lunari è causato dal movimento dei nodi verso occidente che si verifica con un ritmo di 19,5° all'anno. Le eclissi che avvengono a distanza di un ciclo di Saros hanno caratteristiche identiche, ma sono visibili 120° più a ovest sulla superficie terrestre, a causa della rotazione che la Terra compie nel cosiddetto terzo di giorno, cioè nelle otto ore del periodo di Saros.

Durante un ciclo di Saros avvengono circa 70 eclissi, di cui in genere 29 lunari e 41 solari; di queste ultime solitamente 10 sono totali e 31 parziali. Ogni anno si verificano in media quattro eclissi, con un minimo di due e un massimo di sette. Alla fine del XX secolo saranno avvenute, nei cento anni, 375 eclissi: 228 solari e 147 lunari.

5.

Osservazione delle eclissi

Le osservazioni astronomiche durante un'eclissi totale di Sole permettono di studiare vari fenomeni; ad esempio è possibile osservare la deviazione dei raggi di luce prodotta dal campo gravitazionale del Sole e prevista dalla teoria della relatività, oppure trarre informazioni sulla dimensione e sulla composizione della corona solare. In condizioni normali la grande luminosità del disco solare e l'illuminamento indotto dal Sole nell'atmosfera terrestre rendono impossibile l'osservazione della corona con un semplice telescopio; si deve ricorrere a un coronografo, un particolare telescopio per uso fotografico, che permette di osservare il bordo del disco solare in qualunque momento. Le osservazioni delle eclissi totali di Sole sono estremamente preziose, in particolare quando il percorso della totalità attraversa grandi aree abitate. Per mezzo di una complessa rete di osservatori è possibile raccogliere dati che permettono di analizzare le variazioni climatiche prodotte dalle piccole modificazioni nel Sole e di prevedere i brillamenti solari.

Vedi anche Astronomia.