Zaćmienie Słońca 29 marca 2025 – kilka informacji.

Autorzy: dr Grzegorz Duniec i dr Marcin Kolonko

W ostatnią sobotę marca z terenu naszego kraju będzie można obserwować częściowe zaćmienie Słońca. Zaćmienie to będzie 21 z serii 71 zaćmień w cyklu Saros 149. Cykl ten rozpoczął się 21 sierpnia 1664 roku, a zakończy 28 września 2926 roku [1]. Na 71 zaćmień w 149 cyklu Sarosa składa się kolejno: 21 zaćmień częściowych, 17 zaćmień całkowitych, 3 zaćmienia hybrydowe, 23 zaćmienia pierścieniowe oraz 7 zaćmień częściowych [1]. Ten cykl zaćmień związany jest z wstępującym węzłem orbity księżycowej.

Geocentryczne złączenie Księżyca i Słońca w rektascensji nastąpi 29 marca 2025 roku o godzinie 12^h46^m09,2^s [3]. Maksymalna faza zaćmienia wyniesie 0,9361. Maksymalną fazę zaćmienia obserwować będzie można przy wschodnim brzegu Zatoki Hudsona o godzinie 11^h47^m18^s, a zatem oś stożka cienia Księżycowego przemieszczać się będzie powyżej rejonów bieguna Ziemi [2]. Zaćmienie Słońca rozpocznie się z chwilą, kiedy stożek półcienia księżycowego dotknie powierzchni Ziemi na Atlantyku, przy północnym wybrzeżu Ameryki Południowej o godzinie 8^h50^m35^s. Zaćmienie zakończy się o godzinie 12^h43^m36^s, kiedy to stożek półcienia stożka półcienia opuści Ziemię w północnej Azji na Syberii [2].

Jak już wspomniano zaćmienie będzie można obserwować z terenu Polski. Jednak faza zaćmienia nie będzie duża. W niektórych miejscach naszego kraju faza zaćmienia wyniesie powyżej 20 % (szczegółowsze informacje znajdziemy w dalszej części opracowania) [2].

Tab. 1. Przebieg zaćmienia na terytorium Polski. Źródło: Tomasz Ściężor, Almanach Astronomiczny na rok 2025, wyd. Polskie Towarzystwo Astronomiczne 2024. https://www.urania.edu.pl/almanach/2025.

Ryc. 1. Wygląd Słońca obserwowany z Łodzi w chwili rozpoczęcia się zaćmienia o godzinie: 11^h47^m. Źródło: https://stellarium-web.org/

Ryc. 2. Wygląd Słońca obserwowany z Łodzi w chwili maksymalnej fazy zaćmienia o godzinie: 12^h26^m. Źródło: https://stellarium-web.org/

Ryc. 3. Wygląd Słońca obserwowany z Łodzi w końcowej fazie zaćmienia o godzinie: 13^h03^m. Źródło: https://stellarium-web.org/

Zaćmienia Księżyca są, wbrew pozorom, rzadsze niż zaćmienia Słońca. Czynnikiem, który musimy uwzględnić w porównywaniu jednych z drugimi, jest ich zasięg widoczności. W przypadku zaćmienia Księżyca jest to w przybliżeniu cała półkula Ziemi – podczas, gdy dla całkowitego zaćmienia Słońca jest to wąski (przyjmuje się, że maksymalnie 270-kilometrowy [3]) pas o długości kilku tysięcy km. Rzeczywista szerokość wąskiego pasa zaćmień może być znacznie większa. Dlaczego? Otóż te magiczne 270 km to jest średnica stożka cienia księżycowego. Po zrzutowaniu tego przekroju na powierzchnię Ziemi szerokość pasa może nawet przekroczyć nawet 1200 km, jak to miało miejsce 24 maja 1248 roku, kiedy to nad północną Syberią szerokość pasa zaćmienia wynosiła 1216 km [4].

Ryc. 4. Szerokość pasa zaćmienia słonecznego. A-B oznacza przekrój stożka księżycowego cienia. A-C zrzutowany przekrój na powierzchnię Ziemi. Żródło: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels IV, Willmann-Bell, Inc., 2007, p. 53

Tab. 2. Ekstremalne szerokości pasa całkowitego zaćmienia słonecznego, powyżej 800 km. Żródło: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels IV, Willmann-Bell, Inc., 2007, p. 54.

 

Trochę korzystniejszą statystykę dostaniemy, gdy weźmiemy pod uwagę częściowe zaćmienia Słońca – i tak jest w przypadku oczekiwanego zaćmienia 29 marca 2025 roku.

Ryc. 4. Ilustracja zasięgu widoczności zaćmienia częściowego z 29 marca 2025 r. Źródło: Sky & Telescope.

Z analizy rozkładu liczby zaćmień Słońca w funkcji szerokości geograficznej wynika, że na pewnych szerokościach geograficznych liczba zaćmień jest większa, a na innych mniejsza. Otóż najrzadziej występują zaćmienia w pobliżu równika ziemskiego. Największa liczba zaćmień występuje w rejonie biegów ziemskich z maksymalną ich liczbą w pobliżu koła podbiegunowego [5].

Ryc. 5. Średnia liczba zaćmień Słońca widzialnych w danym miejscu w funkcji szerokości geograficznej. Krzywa „1” określa liczbę zaćmień jakiejkolwiek fazy w funkcji szerokości geograficznej. Krzywa „2” określa liczbę zaćmień, kiedy maksimum fazy musi wystąpić nad horyzontem, w funkcji szerokości geograficznej. Źródło: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels V, Willmann-Bell, Inc., 2009, p. 70.

Nad biegunami liczba zaćmień jest większa w porównaniu z liczbą zaćmień nad równikiem ze względu na to, że występuje tam większa liczna dni ze Słońcem znajdującym się nad horyzontem. Z analizy przeprowadzonej przez Jeana Meussa wynika, że nad biegunem północnym zaćmienie słoneczne występują częściej niż nad biegunem południowym [5]. Dlaczego tak się dzieje? Ziemia porusza się po orbicie w przybliżeniu eliptycznej. Kiedy na biegunie północnym panuje dzień polarny, wówczas Ziemia porusza się wolniej po swojej orbicie osiągając aphelium na początku lipca, czyli porusza się najwolniej. Kiedy na biegunie południowym panuje lato, wówczas Ziemia porusza się szybciej osiągając maksimum swojej prędkości w pobliżu peryhelium orbity w początkowych dniach stycznia. Skoro Ziemia w pobliżu aphelium porusza się najwolniej to na biegunie północnym liczba dni ze Słońcem powyżej horyzontu będzie większa i wynosi 186,41 [5]. W peryhelium Ziemia porusza się najszybciej zatem liczba dni ze Słońcem nad horyzontem na biegunie południowym będzie mniejsza i wynosi 178,83 dnia [5]. Fakt, że Ziemia znajduje się z peryhelium lub aphelium też ma wpływ na liczbę zaćmień, a mianowicie, kiedy Ziemia jest w peryhelium orbity lub w jego pobliżu, rozmiary stożka cienia księżycowego są większa co zwiększa częstotliwość jego kontaktu z powierzchnią Ziemi, a co za tym idzie zwiększa liczbę zaćmień [5]. Kiedy Ziemia jest w aphelium sytuacja jest odwrotna, liczba dni z zaćmieniem może nieznacznie się zmniejszyć przez fakt, że rozmiary stożka cienia księżycowego jest mniejsza. Uwzględniając jednak wszystkie czynniki i tak zaćmienia Słońca nad biegunem północnym będą występowały częściej niż nad biegunem południowym. Uważny Czytelnik zada pytanie, dlaczego maksimum liczby zaćmień Słońca nie występuje na biegunie północnym czy południowym tylko w pobliżu koła podbiegunowego? Otóż, gdyby Ziemia nie posiadała atmosfery wówczas maksimum liczby zaćmień słonecznych przypadałoby na biegun północny lub południowy. Obecność atmosfery nieco zmienia sytuację. Gdyby Ziemia nie posiadała atmosfery wówczas najczęściej zaćmienie Słońca można by było obserwować na biegunach ziemskich [6].

Tab. 2. Nasłonecznienie w funkcji szerokości geograficznej, w roku 2002. Źródło: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels III, Willmann-Bell, Inc., 2004, p. 333.

W wypadku atmosfery, kiedy uwzględni się refrakcję atmosfery, paralaksę słoneczną oraz jeżeli za chwilę rozpoczęcia dnia założymy chwilę, górnego rąbka tarczy Słońca nad horyzontem to maksymalna ilość minut ze Słońcem wypada dokładnie na 66,8°N [6].

Tab. 3. Nasłonecznienie w funkcji szerokości geograficznej, w roku 2002. Źródło: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels III, Willmann-Bell, Inc., 2004, p. 334.

Ryc. 6. Wykres nasłonecznienia w funkcji północnej szerokości geograficznej, w roku 2002. Źródło: Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels III, Willmann-Bell, Inc., 2004, p. 334.

Na półkuli południowej podobnie, maksimum wypada na 66°S-67°S, zatem liczba dni z zaćmieniem Słońca wypada na obszar w pobliżu koła biegunowego [6].

Do przewidywania obu typów zaćmień używamy wyspecjalizowanych programów (a tak naprawdę, to używają ich twórcy i nabywcy tych programów) opartych o matematyczny opis zjawisk fizycznych, w szczególności mechanikę nieba czy zjawiska optyczne w atmosferze (np. do wyliczenia refrakcji atmosferycznej, czyli ugięcia światła w jego dłuższej podróży przez atmosferę podczas obserwowania przez nas wschodu/zachodu Słońca).

Ryc. 7. Schemat powstawania zaćmienia całkowitego (total eclipse) i obrączkowego (annular eclipse). Umbra – cień Księżyca. Rysunek bez zachowania proporcji między rozmiarami ciał niebieskich (Slońca, Księżyca i Ziemi) a ich orbitami. Źródło: Jay Anderson, Sky & Telescope.

Faza maksymalnego zaćmienia Słońca, jakie spodziewamy się zobaczyć w marcu, dla Polski nie przekroczy 26%. To znaczy, że tylko ćwierć (lub mniej, dla miast na południu Polski) promienia Słońca będzie przesłonięte przez Księżyc w nowiu. To zaćmienie częściowe, a maksymalna faza (ponad 90%) wystąpi na dalekiej północy, między Ameryką Północną a Grenlandią. Jednak nawet, gdybyśmy się tam udali, nie zobaczylibyśmy fazy całkowitej (czyli owego 100%).

Ryc. 8. Zaćmienie Słońca zachodzi, gdy Księżyc znajdzie się w pobliżu przecięcia jego orbity z ekliptyką. Taki miejsce nazywa się węzłem orbity. Źródło: Jay Anderson, Sky & Telescope.

Są zaćmienia, które w jednym miejscu są widoczne jako obrączkowe a w innych jako całkowite. Zaćmienie z 29 marca do żadnej z tych kategorii nie należy. Czego możemy się spodziewać przygotowując się do obserwacji? Przede wszystkim, nie patrzeć na Słońce bezpośrednio ani (tym bardziej) przez jakikolwiek instrument optyczny bez filtra przed obiektywem. Trzeba pamiętać, żeby pewnie przymocować filtr z folii mylarowej (zwanej też folią Baadera) tak, aby 99.99% promieniowania Słońca wpadającego do teleskopu, lunety, lornetki zostało „odcięte” przed przejściem przez system optyczny tegoż instrumentu.

Można oczywiście próbować takie zjawisko sfotografować. Używając czasów rzędu 1/1000 s i krótszych, lub zakładając filtr na obiektyw aparatu, powinniśmy zapewnić długą ogniskową – rzędu kilkuset mm. Oczywiście, można też pokusić się o zdjęcie z aparatu telefonicznego i jego zrobienie też ma sens – ale jakość fotografii to nie tylko liczba pikseli, ale i system optyczny przez który fotografujemy. Im większa średnica obiektywu i ogniskowa, tym zdjęcie powinno mieć lepszą jakość. I trzeba też pamiętać o filtrze.

Ryc. 9. Przykład folii mylarowej. Najlepiej kupić w jakimś sklepie astronomicznym i spróbować użyć zanim zaćmienie się zacznie. Źródło: Growshop.org.

Co tym filtrem może być? Powierzchnie w niewielkim stopniu przepuszczające światło widzialne: stara płyta CD albo wnętrze dyskietki, bardzo ciemne okulary przeciwsłoneczne (przed zaćmieniem całkowitym można je kupić za kilkanaście-kilkadziesiąt zł) lub – najbardziej „profesjonalnie” – folia mylarowa. Można też spróbować z celofanem, takim materiałem, w który kiedyś opakowywano kwiatki, czy jak z najcieńszą folią aluminiową do pakowania żywności. Albo z maską spawalniczą.

Po tych wstępnych informacjach pora na podanie parametrów zaćmienia: jego faza i czas wystąpienia silnie zależą od miejsca obserwacji. W tym miejscu odsyłam do almanachu astronomicznego Uranii (czasopisma dla miłośników astronomii):

https://www.urania.edu.pl/pliki/almanach/2025/Bloki/Zacmienia_Sl.pdf

Wynika zeń, że w Polsce maksymalna faza zaćmienia wystąpi między 11:22 a 11:32 czasu uniwersalnego, czyli około 12:20-12:30 czasu urzędowego warszawskiego (przed zmianą czasu na letni). Słońca znajdzie się na wysokości 38-43 stopni nad horyzontem i faza wyniesie między 0.12 (dla Krakowa) a 0.26 (w Szczecinie). Zjawisko zaćmienia potrwa około 1-1,5 godziny.

Do tego, żeby obliczyć fazę zjawiska dla dowolnego miejsca na Ziemi można użyć linku:

https://theskylive.com/solar-eclipse?id=2025-03-29

Ciekawe dane i filmiki znajdują się także na stronie:

https://www.timeanddate.com/eclipse/solar/2025-march-29

Stopień aktywności słonecznej warunkuje też kształt korony słonecznej podczas zaćmienia całkowitego – czy bardzo rozległa (dla aktywnego Słońca), czy mniejsza.

Ryc. 10. Przykładowe zdjęcie korony słonecznej w zaćmieniu całkowitym z roku 2017. Zjawisko z 2025 roku będzie jednak zaćmieniem częściowym i korony nie zobaczymy. Źródło: Sky & Telescope / J. Kelly Beatty.

Po uzupełnienie informacji o zaćmieniach odsyłam do starszego artykułu Akademii CMM:

https://cmm.imgw.pl/?page_id=26845

Literatura:

1. Fred Espenak and Jean Meeus, Five Millennium Catalog of Solar Eclipses: –1999 to +3000 (2000 BCE to 3000 CE)—Revised, NASA/TP–2009–214174, National Aeronautics and Space Administration, January 2009;
2. Tomasz Ściężor, Almanach Astronomiczny na rok 2025, wyd. Polskie Towarzystwo Astronomiczne 2024. https://www.urania.edu.pl/almanach/2025;
3. Jerzy M. Kreiner, Ziemia i Wszechświat – astronomia nie tylko dla geografów, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Pedagogicznego, Kraków, 2009;
4. Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels IV, Willmann-Bell, Inc., 2007, p. 54;
5. Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels V, Willmann-Bell, Inc., 2009, p. 70;
6. Jean Meeus, Mathematical Astronomy Morsels III, Willmann-Bell, Inc., 2004, p. 333.