Tajemnicze zjawisko podczas zaćmienia Słońca. Naukowcy wciąż nie potrafią go wyjaśnić

Całkowite zaćmienie Słońca kojarzy się przede wszystkim z ciemnym niebem, koroną słoneczną, nocą w ciągu dnia, nagłym chłodem i zmianą w zachowaniu zwierząt. Znacznie mniej znanym zjawiskiem towarzyszącym zaćmieniu są tajemnicze pasma cieni, które obserwujemy nie na niebie, ale na powierzchni Ziemi.

Tuż przed rozpoczęciem fazy całkowitego zaćmienia, a czasem również chwilę po niej, na jasnych, jednolitych powierzchniach mogą pojawiać się wąskie, falujące pasma światła i cienia. Przesuwają się szybko i przykuwają uwagę, choć dość trudno je zauważyć, jeśli nie wie się, czego wypatrywać. Przesuwają się bardzo szybko i są subtelne. Natomiast niski kontrast utrudnia uchwycenie ich na zdjęciach i filmach. Zjawisko to nazywa się shadow bands, czyli pasma cieni.

Kluczem do zrozumienia tego zjawiska jest kształt Słońca widziany z Ziemi. Przez większość całkowitego zaćmienia tarcza słoneczna pozostaje na tyle szeroka, że drobne zaburzenia przechodzącego atmosferę światła nie tworzą wyraźnego wzoru. Sytuacja zaczyna się zmieniać, gdy Księżyc przysłania Słońce, a na niebie powstaje wąski sierp słoneczny. Właśnie wtedy na gładkich powierzchniach mogą pojawić się jasne i ciemne prążki.

Przeczytaj też: Jak obserwować zaćmienie Słońca? Okulary przeciwsłoneczne nie wystarczą

Najbardziej rozpowszechnione wyjaśnienie zakłada, że znaczącą atmosferę w tym zjawisku odgrywa scyntylacja atmosferyczna, czyli zmiany kierunku i natężenia światła wywoływane przez niejednorodne warstwy powietrza. To podobny rodzaj zjawiska do tego, które odpowiada za migotanie gwiazd. Problem w tym, że prowadzone obserwacje nie zawsze pasują do prostego modelu atmosferycznego.

Jeden z ciekawszych eksperymentów został przeprowadzony w 2017 roku podczas całkowitego zaćmienia Słońca. Zespół naukowców umieścił detektory światła na Ziemi oraz ok. 25 km nad jej powierzchnią, wykorzystując do tego specjalne balony. Założenie było bardzo proste: jeśli pasma cieni są wyłącznie skutkiem turbulencji w atmosferze, to charakterystyczny sygnał będzie widoczny na powierzchni Ziemi, ale nie wysoko ponad nią. Tymczasem detektory w obu miejscach zarejestrowały sygnał o częstotliwości ok. 4,5 Hz. Wynik ten był zaskakujący, ponieważ sugeruje, że przynajmniej część obserwowanego efektu może mieć źródło, którego nie da się sprowadzić wyłącznie do turbulencji w dolnej atmosferze. Tutaj zaczyna się prawdziwa zagadka.

Jedna z alternatywnych hipotez zakłada, że w powstawaniu pasm cieni może uczestniczyć dyfrakcja i interferencja światła. Gdy Słońce zostaje niemal całkowicie zasłonięte przez Księżyc, jego widoczna część przybiera postać bardzo wąskiego sierpa. Światło z takiego źródła przechodzi przez atmosferę i dociera do powierzchni Ziemi, gdzie może tworzyć skomplikowany układ zmian natężenia.

Sytuację komplikuje to, że w 2024 próbowano powtórzyć badania z 2017 roku z wykorzystaniem m.in. radiosondy, balonów wysokościowych, naziemnych detektorów i czujnika umieszczonego na samolocie. Nie udało się jednak uzyskać podobnego wyniku - na wysokości 25 km nie pojawił się tajemniczy sygnał 4,5 Hz. Z kolei badania na powierzchni nie były zbyt udane ze względu na wysoki poziom zachmurzenia. Naukowcy podkreślają, że pasma cieni mogą nie mieć jednej prostej przyczyny, a ich pojawienie może zależeć od kilku nakładających się czynników.

Już 12 sierpnia 2026 roku nastąpi kolejne całkowite zaćmienie Słońca, które będzie można obserwować na Grenlandii, Islandii oraz Hiszpanii. To właśnie Hiszpania przeżywa teraz prawdziwe oblężenie. Władze kraju wskazują, że przyjechało blisko pół miliona dodatkowych turystów, a przygotowanych zostało ok. 400 punktów obserwacyjnych. W Polsce natomiast będziemy mogli podziwiać częściowe zaćmienie, podczas którego Księżyc zakryje ponad 80% tarczy słonecznej.

Dla naukowców jest to kolejna okazja do przeprowadzenia badań nad pasmami cieni. Jest to o tyle trudne, że zjawisko to trwa bardzo krótko przed i po całkowitej fazie zaćmienia Słońca. Obserwacji nie ułatwia również to, że silnie zależą od lokalnych warunków atmosferycznych, co oznacza, że nie pojawiają się w całym pasie całkowitości, ale w pojedynczych miejscach.

Źródła: ciekawiodzawsze.pl, edition.cnn.com, researchgate.com