Периодичность З. Солнечные З. происходят только во время новолуний, а лунные З. — во время полнолуний, но не при каждом из них, а лишь тогда, когда Солнце и Луна оказываются достаточно близко от узлов лунной орбиты, в которых пересекаются видимые пути Солнца и Луны на небесной сфере. Солнечное З. произойдёт, если в момент новолуния угловое расстояние Луны от ближайшего узла не превышает 17,9°; лунное З. — если в момент полнолуния это расстояние не превышает 12,0°. При др. расположениях Луны и Солнца, вследствие того что плоскость лунной орбиты наклонена под углом около 5° к эклиптике, Луна в полнолуния к новолуния находится слишком далеко от прямой, соединяющей Землю с Солнцем, и З. не происходят. Продолжительность и фаза З. тем больше, чем ближе к узлам в это время находятся Луна и Солнце.
Узлы лунной орбиты медленно движутся по эклиптике навстречу Солнцу, так что оно проходит один и тот же узел примерно каждые 346,6 сут (драконический год); Луна возвращается к одному и тому же узлу с периодом, равным в среднем 27, 21 сут (драконический месяц). Т. о., в календарном году бывают две эпохи, разделённые промежутком в половину драконического года, в которые могут происходить З.; в годы, когда первая эпоха приходится на начало января, в декабре того же года наступает и третья благоприятная для З. эпоха. В каждую такую эпоху происходит 1 или 2 (но малой фазы) солнечных З. Поскольку период, благоприятный для лунных З., меньше, Луна может пройти через него, затмеваясь только один раз или не затмеваясь вовсе. Т. о., ежегодно бывает от 2 до 5 солнечных и не больше 3 лунных З. Для Земли в целом З. Солнца происходят чаще, чем З. Луны, но лунные З. видны на всём полушарии Земли, обращенном в это время к Луне, тогда как солнечные З. видны лишь в гораздо меньшей области, на которую падает полутень или маленькая тень Луны. Полные солнечные З. в данном месте Земли бывают в среднем 1 раз в 300—400 лет.
В чередовании З. существует периодичность, обусловленная тем обстоятельством, что 242 драконическим месяцам, определяющим возвращение Луны к узлам её орбиты, почти точно равны 223 синодических месяца, с которыми связаны фазы Луны. Поэтому по истечении такого срока, равного 68581 /3сут, или 18 годам и 111 /3сут (или 101 /3сут, если в этом промежутке времени было не 4, а 5 високосных годов), все солнечные и лунные З. повторяются в одной и той же последовательности. Этот период был известен уже в 6 в. до н. э. и назван саросом . В течение одного сароса бывает 43 З. Солнца (15 частных, 14 кольцеобразных, 2 кольцеобразно-полных и 12 полных) и 28 З. Луны, из которых около половины полных. Эти числа с течением времени несколько изменяются вследствие неполной точности приведённого выше равенства и вековых изменений в движении Луны. Сарос позволяет указать день предстоящего З.; для определения места, точного времени и фазы его видимости необходимы дополнительные вычисления. При этом последовательно, шаг за шагом вычисляется путь лунной тени и полутени по Земле во время солнечного З. или путь Луны в тени Земли. Точность таких вычислений очень высока: в моменте современных З. ошибка не превышает 2—3 сек, а положение полосы полного З. на земной поверхности вычисляется с точностью до 1 км.
Лунные и в особенности солнечные З. всегда производили на людей сильное впечатление, в летописях разных народов сохранилось о них много записей. Это помогло установить даты некоторых важных исторических событий и выяснить соответствие между различными системами календарного летосчисления. Кроме того, эти записи позволили уточнить движение Солнца и Луны за несколько тысячелетий. В связи с большим значением затмений для истории, хронологии и теоретической астрономии Т. Оппольцер (Австрия) в 80-х гг. 19 в. вычислил моменты 8000 солнечных и 5200 лунных З., приходящихся на промежуток времени с 1207 до н. э. по 2163 н. э. и издал результаты в монументальном труде «Канон Затмений». Данные для З. с 1060 до 1715, видимых на территории Европейской России, составил М. А. Вильев (1915), а наиболее точные и подробные вычисления всех солнечных З. для 1898—2510 произвели в 1966 Дж. Меус, Ч. Грожан и У. Вандерлен (Бельгия) (рис. 4 ).
З. спутников планет. Четыре ярких (т. н. галилеевских) спутника Юпитера затмеваются весьма часто; из них три, ближайшие к планете, — при каждом обороте; и только четвёртый может проходить, минуя тень Юпитера. Наблюдая эти З., датский астроном О. Рёмер в 1675 впервые определил скорость света. До противостояния Юпитера можно наблюдать лишь начало З., т. е. вхождение спутников в тень, а после противостояния — выхождение из тени. Во время самого противостояния З. не видны, т.к. происходят позади диска планеты. Вблизи квадратур Юпитера можно наблюдать как начало, так и конец З. Проходя перед диском Юпитера, спутники отбрасывают на него тень, производя З. Солнца на его поверхности. З. спутников Сатурна происходят как в тени планеты, так и в тени кольца, что сильно усложняет теорию этих явлений. З. спутников Марса, Урана и Нептуна почти недоступны для наблюдений вследствие их крайней слабости.
Лит.: Михайлов А. А., Теория затмений, 2 изд., М., 1954; Вильев М. А., Канон русских затмений, в кн.: Святский Д. О., Астрономические явления в русских летописях, П., 1915 (Приложение); Солнечные затмения и их наблюдение, под ред. А. А. Михайлова, М., 1954; Линк Ф., Лунные затмения, пер. с нем., М., 1962; Oppolzer Th., Canon der Finsternisse. Denkschriften, W., 1887; Meeus J., Grosjean C., Vanderleen W., Canon of Solar Eclipses, Oxf., 1966; Mitchell S. A., Eclipses of the Sun, 5 ed., N. Y., 1951.
А. А. Михайлов.
Затмение 25 февраля 1952.
Затмение 8 июня 1937 (максимум солнечной активности); фотография получена с помощью поляризационного фильтра, стрелки указывают ось поляризации.
Затмение 30 июня 1954 (минимум солнечной активности).
Рис. 1. Схема тени и полутени Луны: S1 , S2 и S3 — области полного, кольцеобразного и частного солнечных затмений.
Затмение 8 июня 1918.
Затмение 8 июня 1937 (максимум солнечной активности).
Рис. 4. Линии полных и кольцеобразных солнечных затмений в 1963—1984 (по Дж. Меусу, Ч. Грожану и У. Вандерлену).
Затмение 22 января 1898.
Затмение 21 октября 1930.
Рис. 2. Последовательные фотографии частного солнечного затмения (интервал между снимками 5 мин ).
Затмение 21 августа 1914 (рисунок А. М. Васнецова, сделанный мелком на грифельной доске; оригинал хранится на Пулковской обсерватории).
Рис. 3. Схема тени и полутени Земли; S — область лунных затмений.
Затмение 21 сентября 1922 (минимум солнечной активности).
