Úvod

Zatmění Slunce je astronomický úkaz, při kterém se Slunce, Měsíc a Země dostanou při svém pohybu do jedné přímky a stín Měsíce dopadne na povrch Země. Podle toho, zda měsíční kotouč zakryje nebo nezakryje celé Slunce, rozeznáváme úplné, prstencové, hybridní a částečné zatmění Slunce. Při úplném zatmění Slunce je možno pozorovat velice zajímavé úkazy – sluneční korónu, efekty Bailyho perel, démantového prstenu apod. Zprávy o zatmění Slunce jsou známé již z dávné minulosti,stejně tak jsou zatmění předpovězena na mnoho století dopředu. Během jakéhokoli pozorování Slunce je třeba dbát na bezpečnost, aby nedošlo k poškození zraku.

Zatmění slunce

Základní informace

Zatmění Slunce je astronomický úkaz, při kterém se Slunce, Měsíc a Země dostanou při svém pohybu do jedné přímky. Přitom stín Měsíce vržený do prostoru dopadne na povrch Země. K zatmění Slunce může dojít pouze díky tomu, že při pozorování z povrchu Země mají Slunce i Měsíc přibližně stejnou úhlovou velikost 0,5°. Měsíc má sice 400krát menší průměr než Slunce, ale je 400krát blíže k Zemi. Proto je zdánlivá velikost slunečního a měsíčního kotouče na obloze stejná a měsíční kotouč může přesně zakrýt celé Slunce. Protože nebeská tělesa se nepohybují po kružnicích ale po elipsách, vzájemná vzdálenost Slunce od Země a také Země od Měsíce se periodicky zvětšuje a zmenšuje. Proto je měsíční kotouč někdy větší a zakryje celé Slunce, jindy je naopak menší. Podle toho vznikají úplná či prstencová zatmění Slunce. 

Pokud by Měsíc kolem Země obíhal ve zcela stejné rovině, jako je rovina ekliptiky (rovina oběhu Země kolem Slunce) docházelo by k zatmění Slunce při každém novu, kdy se Měsíc nachází mezi Sluncem a Zemí. Ve skutečnosti je ale rovina oběhu Měsíce kolem Země skloněna oproti rovině ekliptiky přibližně o 5°, a proto se všechna tři tělesa dostanou do jedné přímky pouze výjimečně. Proto je zatmění Slunce poměrně vzácný nebeský úkaz. Ke vzácnosti zatmění Slunce přispívátaké to, že každé z nich je pozorovatelné pouze z velmi malé oblasti. Měsíční stín na povrchu Země je při optimální vzájemné poloze všech tří těles široký maximálně pouhých 270 kilometrů, často daleko méně, kolem 100 kilometrů. Délka pásu, ve kterém se stín po povrchu pohybuje, je několik málo tisíc kilometrů. Z historických záznamů a z předpovědí budoucích zatmění vyplývá, že na jednom místě je úplné zatmění Slunce pozorovatelné průměrně jedenkrát za 400 let. 

Na následujícím obrázku je vyznačena vzájemná poloha Slunce, Měsíce a Země při zatmění Slunce. (Vzdálenosti a velikosti těles neodpovídají skutečnosti, Slunce je mnohem větší a mnohem dále od Země, Měsíc je ve skutečnosti také vzdálenější od Země.)

Úplné zatmění je pozorovatelné pouze v malé oblasti, kam dopadá plný stín Měsíce vyznačený tmavě šedě. Oproti tomu světle šedou barvou je vyznačena výrazně větší oblast polostínu. Do této oblasti dopadá světlo pouze z části slunečního kotouče, z jiné části sem světlo nedopadá. Na povrchu Země zde pozorujeme sluneční kotouč jen zčásti zakrytý Měsícem, jedná se o částečné zatmění Slunce.

Druhy zatmění Slunce

Drobné rozdíly v úhlové velikosti Slunce a Měsíce, které jsou způsobeny změnami ve vzájemné vzdálenosti Slunce a Země, resp. Země a Měsíce, mají vliv na to, že můžeme pozorovat různé typy zatmění Slunce úplné.

Úplné zatmění Slunce

K úplnému zatmění Slunce dojde, pokud je úhlová velikost měsíčního kotouče větší než úhlová velikost slunečního kotouče. Pak dosáhne oblast plného stínu až na povrch Země a měsíční disk zde zakryje na obloze celé Slunce. Fázi úplného zatmění Slunce samozřejmě předchází fáze částečného zatmění, v průběhu které se měsíční kotouč pomalu nasouvá před Slunce a postupně ho zastiňuje. Stejně tak je úplné zatmění následováno opět fází částečného zatmění, kdy stín ustupuje. Při úplném zatmění Slunce je celý sluneční disk zastíněn a jsou pozorovatelné ty nejzajímavější astronomické detaily, jako například sluneční korónu nebo Bailyho perly. Krátká chvíle úplného zatmění je také jedinou a jedinečnou příležitostí, kdy je možné pozorovat okolí zakrytého Slunce nechráněným okem. Při úplném zatmění se v krajině prakticky úplně setmí jako při soumraku. Oblast, ve které je pozorovatelné úplné zatmění Slunce, nazýváme pás totality.

Prstencové zatmění Slunce

Pokud je úhlová velikost měsíčního kotouče menší než úhlová velikost slunečního kotouče, pak nedosáhne oblast plného stínu až na povrch Země a na žádném místě nedojde k pozorování úplného zatmění Slunce. Pozorovatel, který se nachází na zemském povrchu v místě na spojnici Slunce a Měsíce, vidí na slunečním disku kruhový stín Měsíce. Přitom má Slunce podobu zářivého prstenu. Při výraznějším prstencovém zatmění, kdy se velikost měsíčního stínu blíží velikosti slunečního disku, je v krajině pozorovatelné znatelné šero. Oblast, ve které je pozorovatelné prstencové zatmění Slunce, nazýváme pás annularity.

Hybridní zatmění Slunce

Jako hybridní zatmění Slunce se označuje situace, kdy je úhlový průměr Slunce a Měsíce na obloze shodný. Takové zatmění je pozorovatelné jen ve velmi úzkém pásu několika desítek kilometrů. Zatmění začíná jako prstencové a v malé oblasti několika málo kilometrů uvnitř pásu přejde na krátkou dobu v zatmění úplné. Opět je pozorovatelná sluneční koróna a jev Bailyho perel je možno pozorovat po celém obvodu Slunce.

Částečné zatmění Slunce

Oproti úplnému, prstencovému či hybridnímu zatmění Slunce je možno částečné zatmění pozorovat na rozsáhlém území povrchu Země. Při částečném zatmění nezakryje měsíční kotouč celé Slunce, které je pozorovatelné jako větší či menší sluneční srpek. Každé úplné, prstencové či hybridní zatmění začíná a končí fází částečného zatmění, při kterých se měsíční kotouč nasouvá před Slunce, resp. zase ustupuje. Všechna tato zatmění jsou pak po celou dobu pozorovatelná jako částečná mimo pás totality, resp. annularity. Mohou také nastat zatmění, která jsou z jakéhokoli místa na povrchu Země pozorovatelná pouze jako částečná. Částečná zatmění nemusí být při normálních činnostech vůbec zaznamenána. Pouze při zakrytí velké části slunečního disku (nad 95 %) je možno vnímat zšeření okolí.

Jevy pozorovatelné při úplném zatmění Slunce

Pouze při úplném zatmění Slunce je možno je pozorovat nechráněným okem. Protože je odstíněna záře vlastního slunečního disku, jsou viditelné jevy, které jsou běžně přezářeny slunečním svitem. Nejvýraznějším pozorovatelným jevem je sluneční koróna. Ta je tvořena zářícími žhavými plyny unikajícími z povrchu Slunce a plynule přechází do meziplanetárního prostoru. Tvar a velikost koróny závisí na aktuální aktivitě Slunce. V koróně mohou být pozorovatelné výtrysky plazmatu z povrchu Slunce nazývané protuberance. Na začátku a na konci úplného zatmění Slunce je možno pozorovat po obvodu Slunce tzv. Bailyho perly. Tento úkaz podobný řetězci zářivých perel vzniká průchodem slunečních paprsků přes různé nerovnosti na okraji Měsíce. Efekt pozorovatelný v okamžikutěsně před začátkem úplného zatmění, resp. po jeho skončení, kdy je ještě vidět poslední zářící část slunečního povrchu a přitom je již viditelný prstenec sluneční koróny se nazývá démantový nebo diamantový prsten. V průběhu úplného zatmění Slunce jsou na obloze viditelné nejjasnější hvězdy a planety, obloha je tmavě modrá jako po soumraku. Sluneční koróna září srovnatelně jako měsíční úplněk.

Předpovídání zatmění Slunce

Zatmění Slunce jako jeden z nejpůsobivějších jevů na obloze neunikalo pozornosti lidí už v dávné historii a povzbuzovalo jejich fantazii. Podle některých civilizací šlo o hněv bohů, jinde se domnívali, že slunce požírá drak nebo že nastává konec světa. Jeden z prvních údajných záznamů o zatmění Slunce je z Číny, kdy nechal kolem roku 2136 před naším letopočtem císař popravit své dva astronomy za to, že zatmění řádně nepředpověděli. Potvrzená zpráva o zatmění Slunce pochází například z roku 762 před n. l. z Mezopotámie nebo existuje záznam o 36 zatměních mezi lety 721 až 420 před n. l. z Číny. 

Vzhledem k tomu, že zatmění se vyskytují periodicky v různých cyklech, naučili se je staří astronomové poměrně dobře předpovídat. V 7. století před n. l. objevili v Babylónii periodu Saros, což je doba mezi stejnými zatměními, která trvá přibližně 18 let. Během této periody dojde ke 43 různým zatměním Slunce. Kromě nejznámější periody Saros existují i další periody zatmění (Tritos a Inex), které byly objeveny později.

Tabulka nejbližších zatmění Slunce (do roku 2025)