Ay her ay Dünya çevresinde dolanırken bazı zamanlar Güneş’le aynı gökyüzü doğrultusuna yaklaşır, bazı zamanlar karşı tarafa geçer. Buna rağmen her ay tutulma yaşanmaz. Belirleyici neden, Ay’ın yörünge düzleminin Dünya’nın Güneş çevresindeki yörünge düzlemiyle çakışmamasıdır. Üç cismin genel sıralaması, gölgelerin birbirine ulaşması için her zaman yeterli olmaz.
Görsel: 2018’de teleskopla kaydedilmiş tam Ay tutulması görüntüsü. Kaynak: Lunar eclipse through a telescope. Glazov. 28.07.2018 01.21.jpg; üretici: Bagorws; lisans: CC BY 4.0.
Düz bir çizim hangi ayrıntıyı saklar?
Kâğıtta Güneş, Dünya ve Ay’ı tek çizgi üzerinde çizmek kolaydır. Böyle bir çizim derinliği ve yörünge eğikliğini saklayabilir. Ay’ın yörüngesi, Dünya’nın Güneş çevresindeki hareket düzlemine göre yaklaşık beş derece eğiktir. Bu küçük görünen açı, gerçek uzaklıklar düşünüldüğünde gölgenin hedefi ıskalamasına yetebilir.
Yeniay sırasında Ay, Dünya’yla Güneş arasında bulunur; fakat çoğu zaman bizim bakışımızdan Güneş’in biraz üstünden veya altından geçer. Dolunay sırasında da Dünya’nın karşı tarafındadır ama gölge bölgesinin üstünde veya altında kalabilir. Böylece yeniay ve dolunay evreleri olağan biçimde gerçekleşirken tutulma oluşmaz.
Kesişme doğrultusunun önemi
İki yörünge düzleminin kesiştiği doğrultu, Ay’ın bu ortak düzleme yaklaştığı bölgeleri belirler. Ay’ın yörüngesinin diğer düzlemi kestiği noktalar düğümler olarak adlandırılır. Tutulma için yeniay veya dolunayın bu bölgelere yeterince yakın konumda gerçekleşmesi gerekir. Evre koşuluna bir de uygun uzaysal hizalanma eklenir.
Bu geometri nedeniyle tutulma olasılığının toplandığı dönemlerden söz edilir. Bunlar her gün aynı gölge yolunun Dünya üzerinde beklediği zamanlar değildir. Dünya ve Ay hareket ettikçe konumlar sürekli değişir. Belirli bir tutulmanın zamanı ve görünürlük alanı, yörüngelerin ayrıntılı hesabıyla belirlenir; yalnızca takvimde yeniay yazmasına bakılarak bulunamaz.
Güneş tutulmasında gözlemcinin yeri
Güneş tutulmasında Ay, Güneş’in görünen diskini örter ve gölgesini Dünya’ya düşürür. Gölgenin koyu merkez bölgesinde uygun koşullarda tam örtülme görülür. Çevredeki yarı gölge alanında Güneş’in yalnızca bir bölümü örtülür. Dolayısıyla aynı tutulma, Dünya’daki herkes için aynı görünümü vermez; gözlemcinin konumu olayın parçasıdır.
Ay’ın Dünya’ya uzaklığı yörüngesi boyunca değişir. Buna bağlı olarak gökyüzündeki açısal boyutu da değişebilir. Ay, Güneş diskini tamamen kapatamayacak kadar küçük görünüyorsa uygun hizalanmada halkalı tutulma oluşur. Bu görünümde parlak bir halka kalması, Ay’ın ortasının saydam olduğu anlamına gelmez. İki görünen diskin boyut ilişkisi sonucu belirler.
Fiziksel çapla açısal çap burada farklı bilgiler taşır. Çok büyük fakat çok uzaktaki bir cisim, daha küçük ve yakın bir cisimle benzer açısal büyüklükte görünebilir. Güneş ve Ay’ın Dünya’dan yakın görünen boyutları, tam tutulmanın geometrisini mümkün kılar. İki cismin gerçek çaplarının eşit olması gerekmez.
Ay tutulmasında gölgeyi alan cisim
Ay tutulmasında sıralama değişir: Dünya, Güneş’le Ay arasına girer. Ay’ın tamamı koyu gölgeye girebilir veya yalnızca bir bölümü gölgelenebilir. Yalnızca yarı gölgeden geçtiği durumda kararma daha hafif kalabilir. Tam, parçalı ve yarı gölgeli tanımları, Ay’ın hangi gölge bölgesinden geçtiğiyle ilişkilidir.
Tam tutulmada Ay’ın her zaman bütünüyle siyaha dönmemesi de açıklanabilir. Dünya atmosferinden geçen ışığın bir kısmı Ay’a ulaşır. Kısa dalga boyları daha kolay saçılırken kırmızımsı ışık katkısı belirginleşebilir. Böylece Ay turuncu veya kırmızı tonlarda görünebilir. Bu renk, Ay yüzeyinin bir anda başka malzemeye dönüşmesi değildir.
Ay tutulması sırasında gece tarafında bulunan geniş bir gözlemci alanı olayı görebilir. Güneş tutulmasının tam örtülme yoluysa çok daha dar olabilir. Bu fark, tutulmaların oluşum sıklığıyla belirli bir kişinin onları görme sıklığını ayırır. Bir yerde seyrek görünmesi, olayın evrensel olarak aynı seyrekliğe sahip olduğunu göstermez.
Evre, eğik yörünge, hizalanma ve gözlemci konumu birlikte düşünüldüğünde aylık tutulma beklentisi çözülür. Ay’ın gökyüzündeki düzenli döngüsü her ay sürer; gölgelerin doğru yere ulaşması ise ek koşullar ister. Tutulma, bu koşulların aynı anda sağlandığı özel bir gökyüzü geometrisidir.
