Может ли какой-нибудь объект заслонить Солнце от Земли на 3 часа?

Является ли это возможным? Не совсем. Не по вашим критериям. Могли бы какие-то сумасшедшие ученые заставить это произойти, например, если бы мы увеличили Луну? Э, может быть.

Виды затмений .

Страница затмений НАСА (прокрутите вниз, чтобы увидеть карты за 20-летний период).

Карта 2001-2020 ниже.

На карте есть обозначения гибридных затмений (см. здесь ), не все, что имеет отношение к вопросу.

Полные солнечные затмения (синие линии на карте) довольно малы, потому что тень или полностью затененная область, которую Луна отбрасывает на Землю, мала, в среднем может быть 150 км в диаметре, максимум 267 км. Все планеты и объекты, вращающиеся вокруг Солнца, отбрасывают тень, простирающуюся за ними. Луна (диаметр 3474 км) всегда отбрасывает тень где-то в космосе, имея около 1/400 диаметра Солнца, ее тень составляет около 1/399 расстояния между Солнцем и Луной, или примерно 375 000 км в среднем. . Затмения происходят на Земле, когда Земля располагается ниже тени Луны. В основном они не совпадают, поэтому затмения случаются редко, но Умбра всегда находится где-то в космосе, не так далеко от Земли, следуя по пути Луны.

Планета-изгой

В вашем сценарии упоминалось планетоподобное. Теперь, если это планета из нашей Солнечной системы, это будет означать нарушение орбит Земли/Венеры/Луны, чего вы не хотели. Существует также реальная опасность, если у вас будет планетоподобный объект на околоземной орбите, который время от времени проходит достаточно близко, чтобы набросить свою Умбру на Землю. Из соображений безопасности лучше всего пройти мимо.

Планета-изгой на гиперболической траектории мимо Солнца, которая по очень редкому совпадению проходит между Землей и Солнцем, но достаточно близко, чтобы набросить свою тень на Землю, было бы очень редко, если не сказать больше, но теоретически возможный сценарий для наложения полное затмение над Землей, но оно должно пройти очень близко и под правильным углом, чтобы заблокировать 1/2 1 градуса дуги, которую Солнце занимает в небе.

Как близко?

Диаметр Марса примерно в два раза больше диаметра Луны, поэтому ему нужно будет пройти на расстоянии около 750 000 км от Земли и выровняться точно так, чтобы отбрасывать крошечную тень, которая перемещалась по Земле.

Венера, примерно в 3,5 раза больше в диаметре, около 1,3 млн км

Юпитер, диаметр которого примерно в 41 раз превышает диаметр Луны, должен был бы пройти в пределах примерно 15 миллионов километров, чтобы отбросить тень на Землю такого же размера, как тень типичного лунного затмения.

И это минимальные расстояния. Вам нужно, чтобы теоретическая планета находилась в этих пределах, чтобы иметь тень значительного размера, а для 3-часового затмения чем больше, тем лучше.

Как будет выглядеть планета-изгой, проходящая так близко?

Учтите, что он проходит достаточно близко, чтобы казаться больше Луны, по крайней мере, в течение 3 с лишним часов. Как близко это должно быть, зависит от размера, как отмечалось выше.

Минимальная скорость для объекта на гиперболической траектории, только что проходящего через Солнечную систему, но на близком расстоянии от Земли, будет космической скоростью Земли, или орбитальной скоростью Земли (108 000 км/ч), умноженной на квадратный корень из 2, и если он приблизится на той же плоскости и в том же направлении, что и Земля, относительная скорость между этой планетой-Бродягой и Землей, минимальная относительная скорость будет около 45 000 км/ч, плюс-минус. Это абсолютный минимум, так как теоретически планета-изгой, проходящая внутри орбиты Земли, обычно движется немного быстрее, чем это.

Таким образом, чтобы такая планета оставалась между Землей и Солнцем в течение 3 часов, ее диаметр должен быть примерно в 3 раза больше 45 000 км, или почти размером с Юпитер.

Маленькая планета-изгой не могла бросить Умбру над Землей где-то за 3 часа, потому что она пролетит над Землей слишком быстро. Планета-Бродяга размером с Юпитер теоретически могла бы, если бы она была ближе, чем ближе, чем на 15 миллионов километров, бросала бы тень на Землю примерно на 3 часа, но этого было бы достаточно, чтобы изменить орбиту Земли и, по крайней мере, дать Земле значительное изменение климата, отодвинув Землю на несколько миллионов километров ближе или дальше от Солнца. Не идеальный сценарий.

Таким образом, нет сценария, который делает то, что вы просите. Вам понадобится планета размером с Юпитер, с массой Нептуна или, возможно, меньше, чтобы оставить Землю/Луну нетронутой. Планета с массой Нептуна и большой системой колец. . . просто может быть. Но, учитывая, насколько редок ваш сценарий, я, по сути, скажу нет. Вы могли бы сделать это, но это изменило бы орбиту Земли, или вы могли бы сделать это с меньшей планетой, но гораздо меньше, чем за 3 часа. В любом случае, это был бы нелепо редкий сценарий, несмотря ни на что.

Что, если мы сдвинем Луну?

С планетами-изгоями я просто смотрел на относительную скорость между планетами, которая достаточно близка для близорукого судьи. Когда вы смотрите на тень Луны, движение Луны намного медленнее, поэтому вы также должны учитывать вращение Земли.

Луне (синодический период) требуется 59 минут, чтобы пересечь солнце, от вершины до полного покрытия, и еще 59 минут обратно до вершины. (на основе синодической орбиты 29,5 дней, 29,5 дней, чтобы охватить 360 градусов, солнце, примерно 1/2 1 градуса в небе). Итак, 158 минут частичного затмения и рекорд 7 минут полного затмения в одном месте на Земле (7 минут, рекорд полного затмения возможен, когда Луна немного больше Солнца, близко к его перигею ).

Итак, если наши сумасшедшие ученые приблизят Луну к Земле, период времени для полного затмения увеличится, но скорость, с которой Луна движется относительно Солнца, также увеличится, так что вы фактически увеличите общее время в 7 минут, но уменьшите 158 минут. минут частичного. Если вы полностью вытянете Луну на геостационарную орбиту, примерно в 10,5 раз ближе, Луна охватит огромные 5,25% неба, но она не будет двигаться по небу, в то время как Солнце будет двигаться и Солнце, которое пересекает около 1 градус неба за 4 минуты пройдет за огромной геостационарной луной всего за 21 минуту. Вы не можете создать 3-часовое затмение, приблизив Луну.

Здесь вступает в игру скорость вращения Земли. Луна движется над Землей по своей орбите со скоростью около 3683 км/ч и относительно Солнца, но, поскольку Земля находится на орбите, эффективная скорость относительно Солнца ( синодическая не сидерический) примерно на 8% меньше.

Тень Луны фактически движется с относительной скоростью Луны — по крайней мере, достаточно близко.

Земля вращается в том же направлении, что и Луна, максимальная скорость на экваторе составляет чуть более 1600 км/ч. По сути, вращение Земли пытается угнаться за движением Умбры во время затмения, но Умбра движется с запада на восток примерно в два раза быстрее, чем Земля поворачивается с запада на восток.

Итак, решение для вашего 3-часового затмения? Увеличьте Луну и отодвиньте ее дальше, чтобы она вращалась вокруг Земли медленнее, а ее Умбра двигалась ближе к скорости вращения Земли, создавая 3-часовое затмение в полдень, близко к экватору. . . возможное.

Если мы заменим Луну Венерой (в 3,5 раза больше диаметра Луны) и отодвинем ее примерно в 3 раза дальше (что раздвинет пределы стабильности земной холмистой сферы), то вы будете намного ближе. , так как наша новая «Венера-Луна» будет двигаться по небу и по Солнцу все еще слишком быстро, но она будет двигаться медленнее и ближе к скорости вращения Земли, что приведет к затмениям, которые останутся в небе намного дольше. Если вы это сделаете, вы можете получить свои 3 часа полного затмения. Вы не хотели бы толкать Венеру слишком далеко, потому что вы хотели бы, чтобы она была больше, чем Солнце в небе, но в 3 раза больше расстояния до Луны, она была бы примерно на 15% больше и близка к пределу орбитальной стабильности.

Прочие глупые идеи.

Теперь, если вы переместите планету Уран в троянскую точку Земли L1, которая . . . ну, троянская точка была бы дальше из-за преобладания массы большей планеты. . . это не сработает, и поскольку точки L1 нестабильны, это также будет очень опасно. Идем дальше.

Если бы вы переместили Уран туда, где находится Земля, и сделали Землю спутником Урана... . . мы могли бы получать затмения продолжительностью более 3 часов каждый раз, когда находились на дальней стороне Урана, вращаясь по орбите. Кажется, много работы, хотя только для затмения. . . . но это тоже сработает.

Хорошо, я сейчас остановлюсь.