Ist es möglich, dass der Schatten des Mondes während der Sonnenfinsternis ein einzelner Punkt ist?

Während einer Sonnenfinsternis bedeckt der Mond die Sonne an einigen Stellen auf der Erde. Jetzt liegt der Brennpunkt etwas über der Erde, so dass die Schattenfläche ungefähr 160 Meilen beträgt. In der Geschichte war der Mond ein bisschen näher an der Erde, aber es hätte eine Zeit geben können, in der der Schattenbereich nur ein Punkt war. (wahrscheinlich nur für einige Orte, da die Erde keine perfekte Kugel ist und die Umlaufbahn des Mondes auch kein perfekter Kreis ist).

the-moon solar-eclipse

— Marijn
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Es gibt auch heute noch ringförmige Sonnenfinsternisse. Es ist also möglich, es ist wahrscheinlich ein weitaus selteneres Ereignis als eine totale Sonnenfinsternis, aber möglich. Aber was wäre daran interessant? Es würde nur dazu führen, dass wir nur auf einem einzigen Punkt der Erde eine totale Sonnenfinsternis haben.

— Peterh - Setzen Sie Monica wieder ein

Sonne ist keine Punktquelle.

— Wayfaring Stranger

@WayfaringStranger Wenn Sonne und Mond kugelförmig wären, könnte die Umbra immer noch auf einen Punkt schrumpfen und die Beugung ignorieren.

— Uhoh

@uhoh Ja, grundlegender Satz von Kalkül und allem, aber es wird an keiner Stelle sein, die wir sehen können. Penumbra ist eine parallele Hülle um Umbra. Dieser Punkt könnte sich in einer anderen Entfernung als der Umbra-Punkt befinden. Hier ist es zu früh am Morgen, um sicherzugehen.

— Wayfaring Stranger

@WayfaringStranger Wenn die Sonne eine Punktquelle wäre, gäbe es niemals ein Halbschattenbild und es gäbe niemals einen einzelnen Punkt umbra. Ich bin mir nicht sicher, warum Sie erwähnen wollten, dass die Sonne keine Punktquelle ist.

— Ingolifs

Antworten:

Was Sie einen Brennpunkt nennen, ist das Ende der Umbra, der Punkt, an dem die Umbra in die Antumbra übergeht. Bei einer totalen Sonnenfinsternis liegt dieser Punkt eher unter als über der Erdoberfläche. Eine ringförmige Sonnenfinsternis tritt auf, wenn sich dieser Punkt über der Erdoberfläche befindet. Der Mond scheint kleiner als die Sonne zu sein und einen ununterbrochenen Sonnenring zu hinterlassen, der den Mond zu umgeben scheint.

Es gibt einige Sonnenfinsternisse, die von ringförmig zu total und von total zu ringförmig übergehen. Ein Punkt auf der Erdoberfläche befindet sich genau am Ende der Umbra zu diesen Zeitpunkten der Übergangszeitpunkte. An diesem Punkt in Raum und Zeit scheint der Mond genau die gleiche Größe zu haben und genau mit der Sonne übereinzustimmen.

— David Hammen
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Um fair zu sein, erlauben Beugungseffekte (wellenlängenbezogen, nicht atmosphärisch) niemals einen mathematischen "Punkt" -Schatten.

— Carl Witthoft

Es wird auch ohne Beugung kein "Punkt" -Schatten sein. es wird einen einzigen Punkt maximaler Dunkelheit geben und er wird sich allmählich in Helligkeit verjüngen.

— user253751

@immibis Nun, wir werden immer einen einzigen Punkt der Dunkelheit haben, der sich allmählich in der Helligkeit verjüngt, selbst bei einer tiefen totalen Sonnenfinsternis - aufgrund der atmosphärischen Lichtstreuung (zumindest ist es ein einzelner Punkt bei ideal klarem Wetter: Wolken können mehrere Minima einführen). . Die Realität ist verschwommen ...

— Ruslan

Wie groß ist dieser einzelne Punkt der Dunkelheit? Ist das theoretisch null / unsichtbar oder etwas größer / ein echter Punkt?

— Marijn

@Marijn Die Frage ist nach der Möglichkeit, dass es sich um einen tatsächlichen Punkt mit theoretisch null Größe handelt. Wenn es größer als Null ist, ist das nicht die Situation, über die sich die Frage stellt.

— user253751

Da die exzentrische Umlaufbahn des Mondes um die Erde näher und weiter rückt, können aktuelle Sonnenfinsternisse vollständig oder ringförmig sein. Ein paar dazwischen sind hybride Finsternisse : insgesamt entlang des Mittagsteils des Pfades und ringförmig in der Nähe des Sonnenaufgangs oder Sonnenuntergangs. Dies geschieht hauptsächlich aufgrund der Krümmung der Erdoberfläche und teilweise aufgrund der Exzentrizität der Mondumlaufbahn.

Sonnenfinsternisse im 21. Jahrhundert sind zu 34% partiell, zu 32% ringförmig, zu 30% insgesamt und zu 3% hybrid. Wenn Jahrtausende von Gezeiteneffekten die Umlaufbahn des Mondes vergrößern, wird es mehr ringförmige Finsternisse und weniger totale Finsternisse geben. Hybride Finsternisse treten sporadisch auf, solange eine totale Finsternis möglich ist.

Hybrid Finsternisse ereignete sich am 2005-04-08 und 2013.11.03 und tritt auf 2023.04.20 und 2031.11.14 . Auf Espenaks Karten ist der zentrale Pfad blau, wo er total ist, und rot, wo er ringförmig ist. An einem Ring- / Gesamtübergangspunkt beträgt die Eklipsengröße 1,00, und ein Beobachter würde einen "Diamantring" sehen, der von einer Seite zur anderen wechselt.

— Mike G
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was ist mit dem Rest 35%? Wie heißen die?

— Ev.

@ Ev.Kounis Teilweise.

— Mike G

Ist es möglich, dass der Schatten des Mondes während der Sonnenfinsternis ein einzelner Punkt ist?

~~Nein, weil der Mond nicht rund ist.~~ Ja. Ich muss meine Antwort ändern, nachdem ich die Kommentare von @ IlmariKaronen gelesen habe. . Mathematisch gesehen könnte die Umbra in ein Liniensegment, einen Bogen oder eine andere kurze eindimensionale Form oder in zwei oder mehr Punkte zusammenfallen, aber dies ist für einen zufällig kraterförmigen Mond nicht wahrscheinlich.

Die folgenden Bilder sind Screenshots des sehr coolen NASA Goddard-Videos Tracing the 2017 Solar Eclipse . Sie wurden im Schatten des Mondes verwendet und konnten unmöglich so aussehen - oder? .

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In dieser Antwort berechne ich das unten gezeigte GIF, was zeigt, dass die Unrundheit erhalten bleibt und nicht schrumpft. Wenn die Unrundheit des Mondes 10 km beträgt, kann die Umbra nicht kleiner als ungefähr diese Größe sein, bevor Sie anfangen, Licht aus den Tälern zu bekommen, die die Mitte des Punktes erreichen.

Allerdings , auch wenn es unregelmäßig das letzte Bit von Umbra wahrscheinlich als ein Punkt würde am Ende war, obwohl es nicht auf der exakten Mitte der Sonne-Erde - Linie fallen.

(langsames) GIF:

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— uhoh
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Der Moment, in dem "du anfängst, Licht aus den Tälern zu bekommen, die die Mitte des Flecks erreichen", ist, wenn die Sonnenfinsternis aufhört, total zu sein. Kurz vor diesem Moment wird es (mit ziemlicher Sicherheit) genau einen Punkt auf der Erdoberfläche geben, an dem die Sonnenfinsternis noch vollständig ist, dh an dem die gesamte Sonnenscheibe noch (kaum) vom Mond überdeckt wird. Und dies geschieht unabhängig von der Form und Größe des Mondes (und der Sonne!), Solange sie so beschaffen sind, dass sowohl totale als auch ringförmige Finsternisse möglich sind.

— Ilmari Karonen

... Die einzige kleine Einschränkung ist, dass, wenn die Mondform nicht rund genug wäre, die Umbra theoretisch in zwei oder mehr Teile gespalten werden könnte, bevor sie vollständig verschwindet. Im Allgemeinen würden diese Teile immer noch zu unterschiedlichen Zeiten verschwinden, sodass es immer noch einen Moment geben würde, in dem die Umbra aus einem einzelnen Punkt besteht. Wenn jedoch die Form des Mondes (und die Oberflächentopographie der Erde) sehr sorgfältig abgestimmt wären, könnte die Umbra im Prinzip auf zwei oder mehr separate Punkte verkleinert werden, die (fast) gleichzeitig verschwinden. Aber ich glaube nicht, dass ein solcher Zufall in der Praxis möglich ist.

— Ilmari Karonen

@IlmariKaronen hmm ... okay ja das stimmt! Mathematisch könnte es sich um ein kurzes Liniensegment oder um zwei oder mehr identische Punkte handeln, aber die Wahrscheinlichkeit, dass dies von einem zufällig kraterförmigen Mond aus geschieht, ist im Wesentlichen Null. Ich werde eine Bearbeitung vornehmen, danke für den Hinweis! Ya, wir haben zur gleichen Zeit gepostet

— ;-)