Dit artikel werd oorspronkelijk gepresenteerd op Gesprek.
Op 8 april 2024 zullen miljoenen mensen in de VS de kans krijgen om een totale zonsverduistering te zien. Steden waaronder Austin, Texas; Buffel, New York; en Cleveland, Ohio, zullen een direct zicht hebben op deze zeldzame kosmische gebeurtenis die slechts een paar uur duurt.
Hoewel je veel astronomische gebeurtenissen, zoals kometen en meteorenzwermen, overal op aarde kunt zien, zijn eclipsen anders. Je moet reizen op wat het pad van de totaliteit wordt genoemd om een totale zonsverduistering te ervaren. Alleen bepaalde plaatsen krijgen een volledig beeld van de zonsverduistering, en dat komt door de schaal.
Het relatief kleine formaat van de maan en zijn schaduw zorgen ervoor dat eclipsen echt maar één keer in je leven voorkomen. Gemiddeld zijn eens in de paar jaar ergens op aarde totale zonsverduisteringen zichtbaar. Maar vanaf elke locatie op aarde zitten er ongeveer 375 jaar tussen zonsverduisteringen.
Ik ben een astronoom, maar ik heb nog nooit een totale zonsverduistering gezien, dus ik ben van plan om hiervoor naar Erie, Pennsylvania te rijden, op het pad van de totaliteit. Dit is een van de zeldzame kansen om een totale zonsverduistering te zien zonder een veel duurdere reis naar een meer afgelegen locatie. Veel mensen hebben mij gevraagd waarom nabije eclipsen zo zeldzaam zijn, en het antwoord heeft te maken met de grootte van de maan en de afstand tot de zon.
Grootte en schaal
Je kunt een zonsverduistering bekijken wanneer de maan voor de zon langs beweegt, waardoor de zon geheel of gedeeltelijk aan het zicht wordt onttrokken. Om ervoor te zorgen dat mensen op aarde de zonsverduistering kunnen zien, moet de maan, terwijl deze om de aarde draait, precies langs de gezichtslijn van de waarnemer naar de zon liggen. Slechts enkele waarnemers zullen de zonsverduistering echter zien, aangezien de maan niet ieders zicht op de zon zal blokkeren op de dag van de zonsverduistering.
Het feit dat zonsverduisteringen überhaupt plaatsvinden, is een beetje een numeriek toeval. Het gebeurt gewoon zo dat de zon ongeveer 400 keer zo groot is als de maan en 400 keer verder dan de aarde.
Dus ook al is de maan veel kleiner dan de zon, toch staat hij zo dicht bij de aarde dat hij, gezien vanaf de aarde, even groot lijkt als de zon.
Uw pink is bijvoorbeeld veel, veel kleiner dan de zon, maar als u hem op armlengte houdt, lijkt hij voor uw oog groot genoeg om de zon te blokkeren. De maan kan hetzelfde doen: hij kan de zon blokkeren als hij vanuit jouw gezichtspunt perfect op één lijn staat met de zon.
Het pad van de totaliteit
Wanneer de aarde, de maan en de zon perfect op één lijn staan, werpt de maan een schaduw op de aarde. Omdat de maan rond is, is zijn schaduw rond wanneer hij op aarde landt. De enige mensen die een zonsverduistering zien, zijn degenen in het gebied op aarde waar de schaduw op dat moment valt.
De maan draait voortdurend in een baan om de aarde, dus naarmate de tijd verstrijkt tijdens een zonsverduistering, beweegt de schaduw van de maan over het oppervlak van de aarde. De schaduw ziet er uiteindelijk uit als een dikke lijn die honderden kilometers lang kan zijn. Astronomen noemen die lijn het pad van de totaliteit.
Vanaf elke locatie langs het pad van de totaliteit kan een waarnemer een paar minuten lang een volledig verduisterde zon zien. Dan beweegt de schaduw weg van die locatie en wordt de zon langzaam steeds zichtbaarder.
Hellende baan
Zonsverduisteringen komen niet elke keer voor als de maan tussen de aarde en de zon passeert. Als dat het geval zou zijn, zou er elke maand een zonsverduistering plaatsvinden.
Als je boven de noordpool van de aarde zou kunnen zweven en de baan van de maan van bovenaf zou kunnen zien, zou je zien dat de maan elke keer dat hij om de aarde draait op één lijn staat met de zon, wat ongeveer één keer per maand is. Vanuit dit hoge uitkijkpunt lijkt het erop dat de schaduw van de maan in elke baan op de aarde zou moeten landen.
Als je echter je perspectief zou kunnen verschuiven om vanuit het baanvlak naar de baan van de Maan te kijken, zou je zien dat de baan van de Maan ongeveer 5 graden gekanteld is vergeleken met de baan van de Aarde rond de Zon. Deze kanteling betekent dat de maan soms te hoog staat en zijn schaduw boven de aarde beweegt, en soms dat de maan te laag staat en zijn schaduw onder de aarde beweegt. Een zonsverduistering vindt alleen plaats als de maan precies gepositioneerd is en zijn schaduw op de aarde landt.
Naarmate de tijd verstrijkt, blijven de aarde en de maan roteren, en uiteindelijk komt de maan op één lijn met de baan van de aarde rond de zon, op hetzelfde moment dat de maan tussen de zon en de aarde passeert.
Hoewel slechts bepaalde steden zich tijdens deze eclips in april op het pad van de totaliteit bevinden, bevindt de hele VS zich nog steeds zo dicht bij het pad dat waarnemers buiten het pad van de totaliteit een gedeeltelijke zonsverduistering zullen zien. Op die locaties zal het lijken alsof de Maan voor een deel van de Zon langs beweegt, waardoor de sikkelvormige vorm van de Zon nog steeds zichtbaar blijft op het moment van de maximale zonsverduistering.