کسوف ترکیبی نوع نادری از کسوف است که در طی حرکت سایه ماه روی سطح زمین نمود و سیمای نقطه اوج کسوف تغییر می‌کند و برای رصدگران در نقاط مختلف متفاوت است.
تعریف کسوف ترکیبی
کسوف ترکیبی نوعی از خورشیدگرفتگی است که نسبت به مکانی که ناظر حضور دارد به شکل حلقوی یا کلی دیده می‌شود. در طی کسوف ترکیبی، انحنای زمین موجب می‌شود که بخشی از مسیر گرفت وارد تمام‌سایه ماه شود. در حالی‌که روی بقیه مناطق تمام‌سایه نمی‌افتد و در آن بخش‌ها کسوف حلقوی رخ می‌دهد.
سه سایه، سه نوع کسوف
خورشیدگرفتگی زمانی رخ می‌دهد که سایه ماه روی زمین بیافتد. سایه شامل سه بخش است: تمام‌سایه، نیم‌سایه و پادسایه. نوع کسوفی که مشاهده می‌کنیم بستگی به نوع سایه‌ای دارد که روی ما می‌افتد:
- تمام‌سایه ماه که بخش تاریک مرکزی سایه ماه است موجب کسوف کلی می‌شود. در این حالت ماه کمی بزرگتر از خورشید به نظر می‌رسد و کل قرص خورشید را می‌پوشاند.
- نیم‌سایه ماه که بخش روشن‌تر خارجی سایه ماه است موجب کسوف جزئی می‌شود. در این حالت ماه فقط بخشی از قرص خورشید را می‌پوشاند.
- پادسایه ماه که بعد از پایان مخروط تمام‌سایه شوف می‌شود موجب کسوف حلقوی می‌شود. در طی این نوع از کسوف ماه کمی کوچکتر از قرص خورشید به نظر می‌رسد و لبه‌های قرص خورشید در اطراف ماه قابل مشاهده می‌مانند.
کسوف ترکیبی شامل هر سه نوع سایه ماه می‌شود و ترکیبی از هر سه نوع کسوف است.
کسوف حلقوی/کلی
چون تمام‌سایه و پادسایه ماه ماه همیشه توسط نیم‌سایه احاطه شده‌اند، کسوف حلقوی و کلی برای افرادی که خارج از مسیر مرکزی سایه قرار دارند به شکل جزئی مشاهده می‌شود. در مورد کسوف ترکیبی هم به همین منوال است.
تفاوت ویژه این نوع کسوف این است که بسته به مکان ناظر، نوع گرفت کامل، یعنی مرحله‌ای که ماه در مرکز قرص خورشید قرار می‌گیرد، متفاوت خواهد بود.
بعضی از رصدگرانی که در مسیر مرکزی سایه قرار دارند کسوف را کلی مشاهده می‌کنند اما افرادی که در مکان دیگری روی همین مسیر مرکزی سایه قرار دارند، کسوف را حلقوی مشاهده می‌کنند. به همین دلیل کسوف ترکیبی را حلقوی/کلی هم می‌نامند.
این رخداد ممکن است تا زمانی که بفهمید دلیل آن انحنای کروی زمین است برایتان شگفت‌انگیز نباشد. برای درک بیشتر ماجرا نگاهی به سایه ماه بیاندازیم.
ملاقات تمام‌سایه با پادسایه
کسوف ترکیبی زمانی رخ می‌دهد که زمین از میان منطقه‌ای می‌گذرد که تمام‌سایه با پادسایه در آنجا ملاقات می‌کند.
چون ماه از خورشید کوچکتر است، تمام‌سایه و پادسایه آن هفتی شکل (v) است. قطر تمام سایه با دورشدن از ماه کاهش می‌یابد. جایی که تمام‌سایه در انتهای v پایان می‌یابد، پادسایه آغاز می‌شود. این بخش سایه با دورشدن از ماه قطرش افزایش می‌یابد. هر دو سایه در کنار هم چیزی شبیه به ساعت شنی هستند.
جایی که تمام‌سایه به پادسایه تبدیل می‌شود نقطه‌ای است که از آنجا ماه و خورشید اندازه ظاهری دقیقاً یکسانی دارند. اگر از آن نقطه به سمت ماه حرکت کنید، وارد تمام‌سایه می‌شوید و کسوف را کلی مشاهده خواهید کرد. اگر از آن نقطه از ماه دورشوید، وارد محدود پادسایه می‌شوید و ماه از خورشید کوچکتر به نظر خواهد رسید و کسوف را حلقوی مشاهده خواهید کرد.
فاصله ماه بستگی به مکان دارد
اگر زمین دیوار تختی بود که روی به ماه خورشید قرار داشت، کسوفی ترکیبی هرگز رخ نمی‌داد. تمام‌سایه و پادسایه با هم هیچ همپوشانی ندارند، بنابراین بسته به اینکه فاصله ماه چقدر است، تمام‌سایه یا پادسایه روی زمین تخت می‌افتاد و کسوف کلی یا حلقوی ایجاد می‌کرد.
اما چون ما روی کره زندگی می‌کنیم، فاصله ماه برای نقاط مختلف سطح زمین متفاوت است. در مکان‌هایی که ماه در سمت‌الراس قرار دارد، فاصله کمترین مقدار است. هرچه ارتفاع ماه در آسمان کمتر باشد، فاصله آن بیشتر است.
تصور کنید که از فضا به زمین و ماه نگاه کنید. منطقه‌ای از زمین که مستقیماً رو به ماه است و در قسمت برآمده سطح زمین قرار دارد، مکانی است که ماه برای آن بخش در سمت‌الراس قرار دارد و فاصله حداقل است. اگر از آن منطقه جابجا شوید، کرویت زمین موجب می‌شود که فاصله با ماه افزایش یابد.
انحنای زمین ظاهر کسوف را تغییر می‌دهد
چون تمام‌سایه ماه فقط فاصله معینی را قبل از اینکه به پادسایه تبدیل شود تحت پوشش قرار می‌دهد، انحنای زمین می‌تواند پلی بین این دو سایه برقرار کند. در بخشهایی از زمین که تمام‌سایه به آنها می‌رسد، ماه کمی بزرگتر از خورشید به نظر می‌رسد و کسوف کلی رخ می‌دهد. به دیگر مناطق که فاصله بیشتر است و از دسترس تمام‌سایه دور هستند، پادسایه می‌رسد و ماه کمی کوچکتر از خورشید به نظر رسیده و کسوف حلقوی رخ می‌دهد.
زمین و ماه در حال حرکت دائمی هستند پس سایه ماه در طی کسوف روی سطح زمین از غرب به شرق حرکت می‌کند. یعنی کسوف به شکل حلقوی در مناطق غربی نقطه‌ای که رو به ماه است شروع می‌شود. با رسیدن سایه به آن نقطه کسوف به حالت کلی تبدیل می‌شود و سپس با دور شدن سایه از آن نقطه کسوف دوباره به حالت حلقوی تبدیل می‌شود.
فاصله ماه می‌تواند تاثیرگذارتر از انحنای زمین باشد
در موارد خاصی ممکن است فاصله دائماَ در حال تغییر زمین و ماه این روال را تغییر دهد. اگر فاصله به مقدار معینی کاهش یا افزایش یابد، می‌تواند بر روی تاثیر کرویت زمین به قدر کافی موثر باشد تا موجب شود که تمام‌سایه ماه به جایی که در ابتدا یا انتهای کسوف قرار بوده نرسد، برسد.
اگر فاصله ماه از زمین کاهش یابد، به نظر خواهد آمد که اندازه ماه افزایش یافته. در این حالت کسوف ترکیبی با حالت حلقوی آغاز می‌شود و سپس به کسوف کلی تبدیل می‌شود و چون فاصله ماه در این حین کاهش یافته، دیگر به حالت حلقوی بازنمی‌گردد و کلی می‌ماند. اگر فاصله افزایش یابد، اندازه ظاهری ماه کاهش خواهد یافت. در این حالت وضعیت کسوف از ابتدا به صورت کلی آغاز می‌شود و سپس به حالت حلقوی می‌رود (حالت حلقوی اولیه حذف می‌شود).
به عنوان مثال در طی کسوف ترکیبی 12 آبان 1392، فاصله ماه در حین وقوع کسوف کاهش یافت. کسوف به صورت حلقوی آغاز شد و سپس به کلی تغییر یافت بدون اینکه دوباره به حالت حلقوی بازگردد.
چرا ترکیبی‌ها نادرند
دلیل نادر بودن کسوف ترکیبی نسبت به دیگر انواع کسوف (حدوداً هر ده سال یک بار)، این است که در این حالت فاصله ماه و خورشید از زمین باید به اندازه درستی باشد تا کسوف ترکیبی رخ دهد.
به عنوان مثال اگر فاصله بین ماه و زمین به نسبت کم باشد، فقط تمام‌سایه روی زمین می‌افتد و در تمام مسیر گرفت به صورت کلی خواهد بود. وقتی هم که ماه نسبتاً دور از زمین باشد در تمام مسیر گرفت، حتی در مناطقی که رو به ماه هستند، پادسایه روی زمین خواهد افتاد. پیچیدگی قضیه اینجاست که فواصل ماه و خورشید همزمان و دائماً از زمین در حال تغییر است. تنظیماتی که برای فاصله هر دو جرم از زمین لازم است تا کسوف ترکیبی باشد طیف خیلی محدودی دارد و تنظیمات اغلب کسوف‌ها در این بازه جای نمی‌گیرند.
به بیان ریاضی، برای وقوع کسوف ترکیبی باید حاصل تقسیم فاصله خورشید تا زمین بر فاصله ماه تا زمین عددی خیلی نزدیک به 400 باشد.
کسوف ترکیبی چه شکلی است؟
در حالی که کسوف‌های ترکیبی نوعی جذاب و نادر از کسوف‌ها در مقیاسی جهانی هستند، از دیدگاه رصدگران، بسته به اینکه در کجای زمین هستند، کسوف به صورت جزئی یا کلی یا حلقوی مشاهده خواهد شد.
اما چون کسوف‌های ترکیبی محصول رقیق‌ترین قسمت‌های تمام‌سایه و پادسایه ماه هستند، مرحله اصلی آنها که ماه در مرکز قرص خورشید قرار می‌گیرد اغلب بسیار کوتاه است. در کسوف‌های ترکیبی هم مانند کسوف کلی و حلقوی، مراحل قبل و بعد از مرحله اصلی به صورت کسوف جزئی مشاهده می‌شوند.
