การเกิดจันทรุปราคา

จันทรุปราคา (เรียกได้หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น จันทรคาธ, จันทรคราส, ราหูอมจันทร์ หรือ กบกินเดือน) คือปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น เมื่อดวงอาทิตย์, โลก และดวงจันทร์ เรียงอยู่ในแนวเดียวกันพอดี หากเกิดขึ้นในช่วงพระจันทร์เต็มดวง เมื่อดวงจันทร์ผ่านเงาของโลก จะเรียกว่า จันทรุปราคา ปรากฏการณ์จันทรุปราคาแม้จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ แต่มีอิทธิพลต่อความคิดและความเชื่อในหลายวัฒนธรรมมาช้านาน รวมทั้งของไทยด้วย ซึ่งลักษณะของจันทรุปราคาขึ้นอยู่กับตำแหน่งของดวงจันทร์ที่เคลื่อนที่ผ่านเงาของโลกในเวลานั้นๆ

จันทรุปาคา เป็นปรากฏการณ์ ที่โลกบังแสงดวงอาทิตย์ไม่ให้ไปกระทบที่ดวงจันทร์ ในบริเวณดวงอาทิตย์ในวันเพ็ญ ( ขึ้น 15 ค่ำ ) โดยโลกอยู่ระหว่างดวงอาทิตย์กับดวงจันทร์ ทำให้เงาของโลกไปบังดวงจันทร์
การเกิดจันทรุปราคา หรือเรียกอีกอย่างว่า จันทคราส คือ ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในคืนวันเพ็ญ ( ขึ้น 15 ค่ำ) เมื่อดวงจันทร์โคจรมาอยู่ในระนาบเส้นตรงเดียวกับโลกและดวงอาทิตย์ทำให้เงาของโลกบังดวงจันทร์คนบนซีกโลกซึ่งควรจะเห็นดวงจันทร์เต็มดวงในคืนวันเพ็ญจึงมองเห็นดวงจันทร์ในลักษณะต่างๆ เช่น “ จันทรุปราคาเต็มดวง” เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนเข้าไปในเงามืดของโลก จึงทำคนบนซีกโลกที่ควรเห็นดวงจันทร์เต็มดวง กลับเห็นดวงจันทร์ซึ่งเป็นสีเหลืองนวลค่อยๆ มืดลง กินเวลาประมาณ 1.5 ชั่วโมง จากนั้นจึงจะเห็นดวงจันทร์ เป็นสีแดงเหมือนสีอิฐเต็มดวง เพราะได้รับแสงสีแดงซึ่งเป็นคลื่นที่ยาวที่สุดและบรรยากาศโลกหักเหไปกระทบกับดวงจันทร์ ส่วน “ จันทรุปราคาบางส่วน” เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่เข้าไปในเงามือของโลกเพียงบางส่วน จึงทำให้เห็นดวงจันทร์เพ็ญบางส่วนมืดลงและบางส่วนมีสีอิฐขณะเดียวกันอาจเห็นเงาของโลกเป็นขอบโค้งอยู่บนดวงจันทร์ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ว่าโลกกลมผลกระทบ การเกิดจันทรุปราคาไม่ค่อยส่งผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมทางธรรมชาติเพราะเป็นช่วงกลางคืน แต่คนสมัยก่อนมีความเชื่อเช่นเดียวกับการเกิดสุริยุปราคา โดยเชื่อว่า “ราหูอมจันทร์” ซึ่งจะนำความหายนะ และภัยพิบัติมาสู่โลก คนจีนและคนไทยจึงแก้เคล็ดคล้ายกันเช่น ใช้วิธส่งเสียงขับไล่ คนจีนจุดประทัด ตีกะทะ ส่วนคนไทยก็เล่นกันก็ตีกะลา เอาไม้ตำน้ำพริกไปตีต้นไม้ เอาผ้าถุงไปผูกเพื่อล้างความโชคร้ายและให้ราหูโลกอมจันทร์”

ประเภทของจันทรุปราคา

จันทรุปราคาเงามัว* เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านเงามัวของโลก จันทรุปราคาลักษณะนี้จะสังเกตเห็นได้ไม่ชัดเจนมากนัก เนื่องจากความสว่างของดวงจันทร์จะลดลงไปเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
จันทรุปราคาเงามัวเต็มดวง เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่เข้าไปในเงามัวของโลกทั้งดวงแต่ไม่ได้เข้าไปอยู่ในบริเวณเงามืด ดวงจันทร์ด้านที่อยู่ใกล้เงามืดมากกว่าจะมืดกว่าด้านที่อยู่ไกลออกไป จันทรุปราคาลักษณะนี้เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก
จันทรุปราคาเต็มดวง* เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่เข้าสู่เงามืดของโลกทั้งดวง ดวงจันทร์จะอยู่ภายใต้เงามืดของโลกนานเกือบ 107 นาที เนื่องจากดวงจันทร์เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วประมาณ 1 กิโลเมตรต่อวินาที แต่หากนับเวลาตั้งแต่ดวงจันทร์เริ่มเคลื่อนเข้าสู่เงามืดจนออกจากเงามืดทั้งดวง อาจกินเวลาถึง 6 ชั่วโมง 14 นาที
จันทรุปราคาบางส่วน เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านเงามืดของโลกเพียงบางส่วน

ลักษณะของดวงจันทร์เมื่อเกิดจันทรุปราคาเต็มดวง

เมื่อเกิดจันทรุปราคาเต็มดวง ดวงจันทร์ไม่ได้หายไปจนมืดทั้งดวง แต่จะเห็นเป็นสีแดงอิฐ เนื่องจากมีการหักเหของแสงอาทิตย์เมื่อส่องผ่านชั้นบรรยากาศของโลก สีของดวงจันทร์เมื่อเกิดจันทรุปราคาแต่ละครั้งจะไม่เหมือนกัน แบ่งออกได้เป็น 5 ระดับ ดังนี้
ระดับ 0 ดวงจันทร์มืดจนแทบมองไม่เห็น
ระดับ 1 ดวงจันทร์มืด เห็นเป็นสีเทาหรือสีน้ำตาลแต่มองไม่เห็นรายละเอียด ลักษณะพื้นผิวของดวงจันทร์
ระดับ 2 ดวงจันทร์มีสีแดงเข้มบริเวณด้านในของเงามืด และมีสีเหลืองสว่างบริเวณด้านนอกของเงามืด
ระดับ 3 ดวงจันทร์มีสีแดงอิฐและมีสีเหลืองสว่างบริเวณขอบของเงามืด
ระดับ 4 ดวงจันทร์สว่างสีทองแดงหรือสีส้ม ด้านขอบของเงาสว่างมาก

ปัจจัยในการเกิดจันทรุปราคา
จันทรุปราคาไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยๆ เนื่องจากระนาบการโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์และระนาบการโคจรของดวงจันทร์รอบโลกทำมุมกัน 5 องศา ในการเกิดจันทรุปราคา ดวงจันทร์จะต้องอยู่บริเวณจุดตัดของระนาบวงโคจรทั้งสอง และต้องอยู่ใกล้จุดตัดนั้นมาก จึงจะเกิดจันทรุปราคาเต็มดวงหรือจันทรุปราคาบางส่วนได้ ระยะห่างระหว่างโลกและดวงจันทร์มีผลต่อความเข้มของจันทรุปราคาด้วย นอกจากนี้ หากดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งที่ห่างจากโลกมากที่สุด (apogee) จะทำให้ระยะเวลาในการเกิดจันทรุปราคานานขึ้น ด้วยเหตุผล 2 ประการ คือ1. ดวงจันทร์จะเคลื่อนที่อย่างช้าๆ เพราะตำแน่งนี้เป็นตำแหน่งที่ดวงจันทร์เคลื่อนที่ช้าที่สุดตลอดการโคจรรอบโลก2. ดวงจันทร์ที่มองเห็นจากโลกจะมีขนาดเล็ก จะเคลื่อนที่ผ่านเงาของโลกไปทีละน้อย ทำให้อยู่ในเงามืดนานขึ้น
ในทุกๆ ปีจะมีจันทรุปราคาเกิดขึ้นอย่างน้อยปีละ 2 ครั้ง หากเก็บสถิติการเกิดจันทรุปราคาแล้ว จะสามารถทำนายวันเวลาในการเกิดจันทรุปราคาครั้งต่อไปได้
การสังเกตจันทรุปราคาแตกต่างจากสุริยุปราคา จันทรุปราคาส่วนใหญ่จะสามารถสังเกตได้จากบริเวณใดๆ บนโลกที่อยู่ในช่วงเวลากลางคืนขณะนั้น ขณะที่สุริยุปราคาจะสามารถสังเกตได้เพียงบริเวณเล็กๆ เท่านั้น

การเกิดสุริยุปราคา

การเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงและบางส่วน
การเกิดสุริยุปราคา (ภาพไม่ได้สัดส่วน)จากรูป เป็นการเกิดสุริยุปราคา ส่วนสีเทาเข้มเป็นเงามืด ดวงอาทิตย์ถูกบังโดยดวงจันทร์อย่างสมบูรณ์ หากผู้สังเกตอยู่บริเวณที่เงามืดตกทอด จะสังเกตเห็นสุริยุปราคาเต็มดวง แต่หากผู้สังเกตอยู่บริเวณที่เงามัว (ส่วนสีเทาอ่อน) ตกทอด จะสังเกตเห็นสุริยุปราคาบางส่วน
วงโคจรของโลกและดวงจันทร์
ระนาบวงโคจรของโลกรอบดวงอาทตย์ (สุริยวิถี) กับระนาบวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลกทำมุมกันประมาณ 5 องศา ทำให้ในวันจันทร์ดับส่วนใหญ่ ดวงจันทร์จะอยู่เหนือหรือใต้ดวงอาทิตย์ ซึ่งสุริยุปราคาจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ผ่านบริเวณจุดตัดของระนาบวงโคจรทั้งสองในวันจันทร์ดับ
วงโคจรของดวงจันทร์เป็นรูปวงรี ทำให้ระยะห่างระหว่างดวงจันทร์ของโลกมีความแตกต่างกันได้ประมาณ 6 เปอร์เซนต์จากค่าเฉลี่ย ด้วยเหตุนี้ ทำให้ขนาดของดวงจันทร์ที่มองจากโลกอาจมีขนาดเล็กหรือใหญ่กว่าปกติได้ ส่งผลกระทบต่อการเกิดสุริยุปราคา ขนาดของดวงจันทร์เฉลี่ยเมื่อมองจากโลกมีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย ทำให้สุริยุปราคาส่วนใหญ่จะเกิดแบบวงแหวน แต่หากในวันที่เกิดสุริยุปราคานั้น ดวงจันทร์โคจรอยู่ในตำแหน่งที่ใกล้โลก ก็จะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง ส่วนวงโคจรของโลกก็เป็นวงรีเช่นกัน ระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์กับโลกก็มีค่าเปลี่ยนไปตลอดเวลา แต่ก็ส่งผลไม่มากนักกับการเกิดสุริยุปราคา
ดวงจันทร์โคจรรอบโลกใช้เวลาประมาณ 27.3 วัน เมื่อเทียบกับตำแหน่งการโคจรเดิม เรียกว่าเดือนดาราคติ แต่โลกก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ในทิศทางเดียวกัน ทำให้ระยะเวลาจากจันทร์เพ็ญถึงจันทร์เพ็ญอีกครั้งหนึ่งกินเวลานานกว่านั้น คือ ประมาณ 29.6 วัน เรียกว่า เดือนจันทรคติ
การนับเวลาที่ดวงจันทร์โคจรผ่านจุดตัดระหว่างวงโคจรของดวงจันทรและโลก (node) โดยเคลื่อนที่จากใต้เส้นสุริยะวิถีขึ้นไปทางเหนือ ครบหนึ่งรอบนั้นก็เป็นการนับเดือนอีกวิธีหนึ่งเช่นกัน โดยเดือนแบบนี้จะสั้นกว่าแบบแรกเล็กน้อย เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์เอียงไปมาจากแรงดึงดูดของดวงอาทิตย์ ครบรอบในเวลา 18.5 ปี เรียกเดือนแบบนี้ว่า เดือนดราโคนิติก
การนับเดือนอีกแบบหนึ่งคือ นับจากที่ดวงจันทร์โคจรจากจุดที่ใกล้โลกที่สุด (เรียกว่า perigee) ถึงจุดนี้อีกครั้ง การนับแบบนี้จะมีค่าไม่เท่ากับการนับแบบดาราคติ เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์มีการส่ายโดยรอบซึ่งจะครบหนึ่งรอบใช้เวลาประมาณ 9 ปี เดือนแบบนี้เรียกว่า เดือนอะนอมัลลิสติก

ปัจจัยในการเกิดสุริยุปราคา
สุริยุปราคา พ.ศ. 2542สุริยุปราคา หรือ สุริยคราส เกิดขึ้นเมื่อดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และโลก โคจรมาอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันโดยมีดวงจันทร์อยู่ตรงกลาง เมื่อสังเกตจากพื้นโลก จะเห็นดวงจันทร์เคลื่อนเข้ามาบดบังดวงอาทิตย์
สุริยุปราคามี 4 ประเภท ได้แก่
1. สุริยุปราคาบางส่วน: มีเพียงบางส่วนของดวงอาทิตย์เท่านั้นที่ถูกบัง
2. สุริยุปราคาเต็มดวง: ดวงจันทร์บังดวงอาทิตย์หมดทั้งดวง
3. สุริยุปราคาวงแหวน: ดวงอาทิตย์มีลักษณะเป็นวงแหวน เกิดเมื่อดวงจันทร์อยู่ในตำแหน่งที่ห่างไกลจากโลก ดวงจันทร์จึงปรากฏเล็กกว่าดวงอาทิตย์
4. สุริยุปราคาผสม: ความโค้งของโลกทำให้สุริยุปราคาคราวเดียวกันกลายเป็นแบบผสมได้ คือ บางส่วนของโลกเห็นสุริยุปราคาเต็มดวง บางส่วนเห็นสุริยุปราคาวงแหวน บริเวณที่เห็นสุริยุปราคาเต็มดวง เป็นส่วนที่อยู่ใกล้ดวงจันทร์มากกว่า

ลำดับขั้นตอนในการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงโดยมองจากผู้สังเกตบนโลก
เฟสของสุริยุปราคาเต็มดวง
สัมผัสที่ 1 ด้านตะวันออกของดวงจันทร์เริ่มสัมผัสกับด้านตะวันตกของดวงอาทิตย์ ท้องฟ้าเริ่มเปลี่ยนสี อากาศเริ่มเย็น ลักษณะธรรมชาติเวลานั้นจะเหมือนเวลาเย็น เมื่อมองดวงอาทิตย์ผ่านแผ่นกรองแสง จะเห็นว่าดวงอาทิตย์ถูกบดบังไปบางส่วนแล้ว สัมผัสที่ 2 ดวงจันทร์เริ่มบดบังแสงจากดวงอาทิตย์ไปเกือบหมด เหลือเพียงเล็กน้อยเท่านั้น จะสังเกตได้จากความขรุขระของผิวของดวงจันทร์ จะเห็นแสงสว่างลอดออกมาจากผิวขรุขระนั้น เรียกว่า ปรากฏการณ์ลูกปัดของเบลีย์ และ ปรากฏการณ์แหวนเพชร ดวงดาวสว่างๆ เริ่มปรากฏให้เห็น เมื่อดวงอาทิตย์ถูกบดบังทั้งหมด จะสามารถสังกตเห็นชั้นบรรยากาศโคโรนา ของดวงอาทิตย์ ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้ในเวลาปกติ นอกจากนี้อาจเห็นพวยแก๊สที่พุ่งออกมาจากชั้นบรรยากาศชั้นโครโมสเฟียร์ แสงเหล่านี้จะหมดไปเมื่อเข้าสู่สัมผัสที่ 3 สัมผัสที่ 3 ดวงจันทร์เริ่มเคลื่อนออกไปจากดวงอาทิตย์เกิดปรากฏการณ์ลูกปัดของเบลีย์ และ ปรากฏการณ์แหวนเพชร ดวงอาทิตย์ที่เคยถูกบดบังก็จะสว่างมากขึ้นเรื่อยๆ จนเข้าสู่สัมผัสสุดท้าย สัมผัสสุดท้าย เกิดขึ้นเมื่อดวงจันทร์เคลื่อนที่ออกไปจากดวงอาทิตย์ทั้งดวง เป็นการสิ้นสุดสุริยุปราคาเต็มดวงอย่างสมบูรณ์

การสังเกตสุริยุปราคา
การสังเกตที่จะปลอดภัยต่อตามากที่สุด คือการฉายแสงจากดวงอาทิตย์ผ่านอุปกรณ์อื่น เช่น กล้องสองตา หรือกล้องโทรทรรศน์ แล้วใช้กระดาษสีขาวมารองรับแสงนั้น จากนั้นมองภาพจากกระดาษที่รับแสง แต่การทำเช่นนี้ต้องมั่นใจว่าไม่มีใครมองผ่านอุปกรณ์นั้นโดยตรง ไม่เช่นนั้นจะทำอันตรายต่อตาของคนนั้นอย่างมาก โดยเฉพาะถ้ามีเด็กอยู่บริเวณนั้นต้องได้รับการดูแลเป็นพิเศษ
ดังนั้นในการมองดวงอาทิตย์ ต้องอาศัยอุปกรณ์ช่วยกรองรังสีบางชนิดที่จะเข้าสู่ตา การใช้แว่นกันแดดในการมองเป็นวิธีการที่ไม่ถูกต้อง เพราะไม่สามารถป้องกันสิ่งที่เป็นอันตราย รวมทั้งรังสีอินฟราเรดที่ตามองไม่เห็นซึ่งจะเป็นอันตรายต่อเรตินาได้ การสังเกตจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่ทำมาโดยเฉพาะ จึงจะสามารถมองดวงอาทิตย์ตรงๆ ได้
อย่างไรก็ตาม สามารถมองดวงอาทิตย์ด้วยตาเปล่าโดยตรงได้ เฉพาะตอนที่เกิดสุริยุปราคาเต็มดวงเท่านั้น นอกจากจะไม่เป็นอันตรายแล้ว สุริยุปราคาเต็มดวงยังสวยงามอีกด้วย หากมองขณะเกิดสุริยุปราคาเต็มดวง ก็จะเห็นชั้นบรรยากาศโคโรนาของดวงอาทิตย์ ในบางครั้งอาจเห็นพวยแก๊สทีพุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์ ซึ่งปกติจะไม่สามารถมองเห็นได้ แต่ควรหยุดมองดวงอาทิตย์ก่อนที่จะสิ้นสุดการเกิดสุริยุปราคาเต็มดวงเล็กน้อย