25 października br., między 11:10 a 13:27 w Gdańsku będziemy mogli  cieszyć się częściowym zaćmieniem Słońca. W szczytowym momencie przesłonięte będzie 41 procent naszej gwiazdy. Warto pamiętać, że ten niezwykły zbieg okoliczności, gdy dwa ciała o bardzo podobnej średnicy kątowej mogą się spotkać na naszym niebie, miał spory wkład w rozwój nauki. O rolę zaćmień słońca w dziejach naszej cywilizacji zapytaliśmy dr. hab. Marcina Wieśniaka, prof. UG z Instytutu Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki.

Dr hab. Marcin Wieśniak, prof. UG:

Zapewne pierwsze skojarzenie z zaćmieniem Słońca to scena z „Faraona” Jerzego Kawalerowicza, w której kapłani wykorzystują zakrycie Słońca do umocnienia pozycji wodza. Doceńmy jednak to, że zauważyli oni regularność występowania tego zjawiska. By doszło do zaćmienia, Księżyc musi przejść przez jeden z dwóch punktów na swojej orbicie w określonym czasie. Trzeba było kilku tysięcy lat aby w państwie Egipskim zauważono, że podobne zaćmienia pojawiają się w cyklach o długości 18 lat, zwanych dziś cyklami Sarosa. Oczywiście, pas całkowitego zaćmienia za każdym razem przebiega inaczej, a całe zjawisko może wystąpić w zupełnie innym regionie, jednak nawet obserwacja niepełnego cyklu pozwala z pewnym prawdopodobieństwem przewidzieć przyszłe zdarzenia.

Kolejną konsekwencją całkowitych zaćmień Słońca jest możliwość obserwacji korony słonecznej, protuberancji, czyli zewnętrznej warstwy atmosfery gwiazdy, i wyrzutów gazów z fotosfery, "powierzchni” gwiazdy. Obrazy korony otrzymywane przy użyciu sztucznych przesłon, czyli koronografów, można otrzymać przede wszystkim przy użyciu obserwatoriów w przestrzeni kosmicznej, takich jak SOHO, czy teleskop Webba. Długo więc całkowite zaćmienia były jedyną okazją do badania korony. Plazma w tym rejonie osiąga temperaturę kilku milionów stopni Celsjusza. Kiedyś uważano, że korona słoneczna zawiera nieznane pierwiastki, jednak okazało się, że dziwne własności jej światła zawdzięczamy zawartym w niej żelazie.

Zjawiska zaćmieniowe i zakryciowe (kiedy Księżyc zakrywa jasną gwiazdę) przyczyniły się również do badania powierzchni Księżyca. Zacznijmy od zakrycia brzegowego, czyli sytuacji, w której gwiazda przesuwa się na tle jednego z biegunów Księżyca. Obserwatorzy ustawieni w linii co kilkadziesiąt metrów obserwują migotanie gwiazdy zasłanianej przez kolejne wzgórza. Razem mogą złożyć te dane w górski krajobraz. Podczas zaćmienia widzimy natomiast cały profil jednocześnie. Ponieważ jednak Księżyc nie jest do nas zwrócony zawsze tą samą stroną, profil ten za każdym razem będzie inny. Na podstawie tego zjawiska można było wiele wywnioskować o topografii Księżyca. Dziś opieramy się na danych zebranych przez misję Lunar Reconaissance Orbiter.

Z zaćmień Słońca możemy również dowiedzieć się o Ziemi i jej orbicie. W 1715 i 1724 roku miały tam miejsce całkowite zaćmienia Słońca. Nagłe nadejście nocy w ciągu dnia zostało odnotowane w licznych pamiętnikach. Notatki z zaćmienia z 1715 r. były wielokrotnie analizowane, pierwszy raz w wielkiej akcji Edmunda Halleya dla amatorów. W 1988 r. zespół Lesley Morrison ustalił w ten sposób, że średnica tarczy słonecznej nie uległa istotnym zmianom w ciągu ostatnich setek lat. Oznacza to bardzo dużą stabilność orbity naszej planety.

Najbardziej znanym wkładem zaćmień Słońca do współczesnej fizyki były ekspedycje Dysona i Eddingtona do Afryki Zachodniej w 1919 roku. Kontrowersyjną nowinką świata fizyki była wówczas ogólna teoria względności, która przewidywała m.in. zagięcie światła w silnym polu grawitacyjnym. Jednak na co dzień Słońce przyćmiewa niemal każdy inny obiekt, na szczęście od czasu do czasu Księżyc na chwilę pozbawia je blasku. Celem ekspedycji było zrobienie zdjęć pola gwiazd koło zaćmionego Słońca i porównanie ich z obrazem w normalnych warunkach. Przesunięcia gwiazd były na granicy błędu pomiaru, jednak w 1979 r. ostatecznie potwierdzono sukces wyprawy Eddingtona. Dziś technika soczewkowania grawitacyjnego jest stosowana, na przykład, w projekcie OGLE prof. Andrzeja Udalskiego.