چرا درآینده خورشیدگرفتگی‌ کامل ناممکن می‌شود

این گرفتگی از نوع حلقوی است که در آن حلقه‌ای از نور خورشید در اطراف ماه دیده می‌شود. با این حال، برای بسیاری از ایالات متحده تنها به عنوان یک ماه گرفتگی جزئی دیده می‌شود.در طول یک خورشید گرفتگی حلقوی، خورشید هرگز به طور کامل پنهان نمی‌شود زیرا در روز ۱۴ اکتبر، ۴.۵ روز از اوج ماه گذشته است. اوج نقطه‌ای در مدار ماه است که در آن نسبت به همیشه از زمین دورتر است. ماه نو در روز خسوف در فاصله‌ ۲۴۶ هزار و ۷۰۷ مایلی(۳۹۷ هزار و ۳۷ کیلومتر) از ما قرار خواهد داشت.

در نتیجه، قرص ماه آنقدر کوچک به نظر می‌رسد که نمی‌تواند خورشید را کاملا بپوشاند.از لحظه‌ای که مسیر خورشیدگرفتگی بر فراز اقیانوس آرام شمالی آغاز می‌شود در مسیر جنوب شرقی حرکت می‌کند و در ساعت ۹:۱۵ صبح به وقت منطقه زمانی اقیانوس آرام به ساحل اورگان می‌رسد. برای ۴۶ دقیقه پس از آن، فاز حلقوی از بخش‌هایی از ۹ ایالت که از اورگان تا تگزاس امتداد دارند قابل مشاهده خواهد بود. عرض مسیر سایه به طور متوسط ۱۲۷ مایل(۲۰۴ کیلومتر) است.

مدت زمان گرفتگی در امتداد مرکز مسیر خورشیدگرفتگی به طور پیوسته از چهار دقیقه و ۳۴ ثانیه در سواحل اقیانوس آرام اورگان به پنج دقیقه و دو ثانیه در ساحل خلیج تگزاس افزایش می‌یابد.پس از خروج از تگزاس، مسیر کسوف از شبه جزیره یوکاتان مکزیک می‌گذرد، سپس از آمریکای مرکزی گذر می‌کند و به سمت جنوب مرکزی کلمبیا می‌رود. مسیر آن از شمال برزیل می‌گذرد تا اینکه در نهایت بر روی آب‌های اقیانوس آزاد اقیانوس اطلس جنوبی به پایان برسد.

مقایسه ماه گرفتگی کامل با ماه گرفتگی حلقوی مانند مقایسه شب و روز است. انبوه پدیده‌هایی که با یک کسوف کامل همراه هستند قابل توجه است و ستاره‌شناسان برای مشاهده و تجربه آنها نیمی از جهان را می‌پیمایند.

خورشید گرفتگی حلقوی مانند کامل آن نیست. آسمان در خورشیدگرفتگی حلقوی تاریک‌تر از خورشید گرفتگی جزئی نمی‌شود. تاج باشکوه خورشید و فام سپهر و «اثرات لبه» نمی‌توانند ظاهر شوند. با این حال، هنوز هم این یک منظره‌ دیدنی خواهد بود و علاقه‌مندان به هر بخش از مسیر کسوف که به راحتی برای آنها قابل دسترسی باشد، خواهند رفت.

با همه این‌ها زمانی فرا خواهد رسید که پدیده خورشید گرفتگی کامل غیرممکن می‌شود، زیرا ماه آن طور که از زمین دیده می‌شود در اندازه ظاهری آنقدر کوچک خواهد بود که نخواهد توانست به طور کامل قرص خورشید را بپوشاند.

ماه در مداری بیضوی به دور زمین حرکت می‌کند. این قمر در نزدیک‌ترین حالت خود به زمین(حضیض)، می‌تواند تا فاصله ۲۲۱ هزار و ۴۳۹ مایل(۳۵۶هزار ۳۷۱ کیلومتر) به ما نزدیک شود، در حالی که دورترین فاصله آن از زمین ۲۵۲ هزار و ۷۲۴ مایل(۴۰۶ هزار و ۷۲۰ کیلومتر) است. میانگین فاصله زمین تا ماه ۲۳۹ هزار و ۰۷۱ مایل(۳۸۴ هزار و ۷۴۸ کیلومتر) است.

برای اینکه یک خسوف کامل رخ دهد، مخروط سایه چتر مانند تیره ماه باید با سطح زمین تماس پیدا کند. هنگامی که این سایه زمین را لمس می‌کند، در اصل نوک مخروط آن با زمین برخورد کرده و در بیشتر موارد، آن سایه تاریک به طور متوسط حدود ۸۰ مایل(۱۳۰ کیلومتر) عرض دارد. هر مکانی که در آن سایه قرار بگیرد، خورشید گرفتگی کامل را تجربه خواهد کرد و قرص تاریک ماه به طور کامل قرص خورشید را می‌پوشاند.اما مخروط سایه ماه به طور متوسط تنها حدود ۲۳۵ هزار مایل(۳۷۸ هزارکیلومتر) طول دارد. این کمتر از میانگین فاصله ماه تا زمین است.

به همین دلیل است که وقتی یک ماه نو مستقیما از بین زمین و خورشید می‌گذرد، اگر بیش از ۲۳۵ هزار مایل(۳۷۸ هزار کیلومتر) فاصله داشته باشد، نوک سایه تاریک چترمانند با زمین تماس برقرار نخواهد کرد. در عوض، یک سایه به نام آنتومبرا ایجاد می‌شود و منظره یک گرفتگی حلقوی یا حلقه‌ای دیده می‌شود.ما خوش شانس هستیم که در این لحظه خاص از تاریخ، مواقعی وجود دارد که ماه نو می‌تواند از حد متوسط بیشتر به زمین نزدیک شود و در چنین مواقعی، نوک سایه تاریک آن می‌تواند به زمین برسد و خورشید گرفتگی کامل را ایجاد کند.

از ماه ژوئیه سال ۱۹۶۹ تا ماه دسامبر سال ۱۹۷۲، دوازده فضانورد آپولو مجموعه‌ای از بازتابنده‌های لیزری را بر روی سطح ماه به جا گذاشتند. از آن زمان، اخترشناسان روی زمین به طور معمول پرتوهای لیزری را از آن بازتابنده‌ها منعکس می‌کنند. با زمان‌بندی زمان رفت و برگشت آن پالس‌های لیزری، می‌توان فاصله ماه را با دقت زیادی اندازه‌گیری کرد. تجزیه و تحلیل این اندازه‌گیری‌ها نشان داده است که میانگین فاصله ماه تا زمین هر سال به میزان ۱.۵ اینچ(حدود ۳.۸ سانتی متر) در حال افزایش است.

چرا این اتفاق می‌افتد؟
حرکت ماه به شدت توسط جاذبه خورشید و به شکلی کمتر توسط سیارات و زمین مختل می‌شود. به دلیل تاثیرات جزر و مدی، ماه به آرامی از زمین دورتر می‌شود و به مداری دورتر صعود می‌کند. البته، همانطور که ماه به تدریج دورتر می‌شود، اندازه ظاهری آن کاهش می‌یابد تا در نهایت به نقطه‌ای می‌رسد که برای رسیدن مخروط سایه چترمانند تیره‌اش به زمین بسیار دور است و بنابراین از وقوع خورشید گرفتگی کامل جلوگیری می‌شود.

ژان میوس(Jean Meeus)، اخترشناس تازه‌کار و هواشناس در کتابش نوشته است: این تردید وجود دارد که نرخ فعلی فاصله گرفتن ماه از زمین که ۱۲.۵ فوت(۳.۸ متر) در هر قرن است، ثابت باشد. اگر چنین باشد، ۱.۲۱ میلیارد سال طول می‌کشید تا وقوع خورشید گرفتگی کامل غیرممکن شود.

با این حال، اگر این واقعیت را نیز در نظر بگیریم که گریز از مرکز مدار زمین با سرعت بیشتری نسبت به افزایش بسیار آهسته و تدریجی فاصله ماه از زمین تغییر کند، احتمالا نیازی نیست تا این اندازه منتظر بمانیم.میوس خاطرنشان می‌کند: در نتیجه از ۶۲۰ میلیون تا ۱۲۱۰ میلیون سال آینده، دوره‌هایی وجود خواهد داشت که در طی آن خورشید گرفتگی کامل به طور متناوب ممکن و غیرممکن خواهد بود، تا اینکه در نهایت خورشید گرفتگی کامل برای همیشه غیرممکن شود.