Затьмарення, астрономічні явища, що полягають в тому, що земному спостерігачеві Сонце, Місяць, планета, супутник планети або зірка перестають бути видимими повністю або частково. З. відбуваються унаслідок того, що або одне небесне тіло закриває інше, або тінь одного несамосвітного тіла падає на інше таке ж тіло. Так, З. Солнца спостерігаються тоді, коли його закриває Луна; З. Луни — коли на неї падає тінь Землі; З. супутників планет — коли вони потрапляють в тінь планети; З. у системах подвійних зірок — коли одна зірка закриває собою іншу. ДО З. відносяться також проходження тіні супутника по диску планети, закриття Луной зірок і планет (т.з. покриття ), проходження внутрішніх планет — Меркурія і Венери — по сонячному диску і проходження супутників по диску планети. З початком польотів пілотованих космічних кораблів з'явилася можливість спостережень з цих кораблів З. Солнца Землею (см. ілл.(ілюстрація) ). Найбільший інтерес представляють З. Солнца і Місяці, пов'язані з рухом Луни довкола Землі.
Сонячні З. Луна відкидає в простір утворюваний зовнішніми дотичними до Сонця і Луне конус тіні, вершина якого знаходиться від центру Луни на відстані від 368 до 380 тис. км. ; цей конус може досягати Землі, що знаходиться на відстані від 363 до 406 тис. км. від Луни ( мал. 1 ). Діаметр місячної тіні при падінні на Землю не перевищує 270 км. — це максимальні розміри області, де в даний момент може відбуватися повне сонячне З. У цій області Луна повністю закриває Сонце. За вершиною конус розширюється, утворюючи область кільцеподібного З. Прі спостереженнях з цієї області кутовий діаметр Луни менше діаметру Сонця і Луна закриває не весь сонячний диск, а лише його середню частину, залишаючи відкритим край Сонця у вигляді вузького яскравого кільця. Тут спостерігається кільцеподібне сонячне З. Вследствіє рухи Місяця по орбіті і обертання Землі довкола осі місячна тінь ковзає по земній поверхні із З. на Ст із швидкістю порядку 1 км/сек , прокреслюючи вузьку (ширина залежить від відстаней від Землі до Луни і до Сонця, декілька що змінюються із-за еліпсної земної і місячної орбіт), але довгу (до 15000 км. ) смугу, в якій послідовно спостерігається повне З. Внутреннєє дотичні до Сонця і Луне обмежують конус півтіні з радіусом близько 3500 км., звідки видно приватне сонячне З. тим меншої фази, чим далі від центру тіні і чим ближче до краю півтіні знаходиться місце спостережень (фазою З. називають долю сонячного діаметру, закриту Луной). При приватному сонячному З. диск Сонця закривається не повністю. Тривалість приватного сонячного З. великої фази доходить до 2 ч ; в середині цього проміжку часу, якщо місце спостережень знаходиться на дорозі місячної тіні, відбувається повне (або кільцеподібне) З. з тривалістю, 7 1 /, що не перевищує, 2 мін (для кільцеподібного — не більше 12 мін ). Послідовні положення місячної півтіні і смуги повного або кільцеподібного З. зображаються на географічній карті, що наочно показує перебіг З. для Землі в цілому. Для даного місця зазвичай виробляється детальніше обчислення на підставі теорії, розвиненої німецьким астрономом Ф. Бесселем.
У момент початку приватного З. в правого, західного краю сонячного диска з'являється ледве помітний збиток: це диск Луни починає закривати Сонце ( мал. 2 ). У міру просування Луни ще відкрита частина Сонця набирає вигляду серпа ширини, що поступово зменшується. Якщо дане місце лежить в смузі повного З., то перед його настанням ниткоподібний світлий край Сонця розривається на ряд блискучих округлих крапок, на т.з. чотки Бейлі, коли останні сонячні промені прориваються через западини між горами на краю Луни. Це явище продовжується всього декілька сік, після чого починається повне З. В цей час довкола темного місячного диска, на краю якого ще видно червона облямівка сонячної хромосфери і підносяться окремі протуберанці, спалахує срібляста сонячна корона (див. ілл. ). У спектроскоп протягом декількох сік видно спектр спалаху — світлі лінії випромінювання хромосфери. На піднебінні, що потемніло, спалахують зірки і планети. Ландшафт приймає смерковий вигляд, а по горизонту стелеться світанкове кільце — освітлена Сонцем земна атмосфера за межами місячної тіні. Після закінчення повної фази З. явища відбуваються в зворотному порядку: пробиваються перші промені Сонця, корона і протуберанці зникають і по контрасту відразу стає ясно; вузький серп Сонця розширюється і приблизно за годину збиток на краю сонячного диска зникає — приватне З. кінчається. Спостереження повних сонячних З. має великий науковий інтерес, т.к. в це час Луна не лише закриває яскраве Сонце, але і затінює частину земної атмосфери і цим усуває перешкоди для годиться найближчих околиць Сонця, у тому числі корони і хромосфери. Зірки, видимі довкола затемненого Сонця, дозволяють спостерігати т. н. ефект Ейнштейна — одне з астрономічних следствій теорії відносності (цей ефект полягає в зсуві зірок, що знаходяться на небесній сфері поблизу Сонця, унаслідок викривлення променя світла цих зірок під впливом гравітаційного поля Сонця). Все це спонукає снаряжат' спеціальні експедиції в місця, де спостерігається повне З. Див. ілл.
Місячні З. Потемніння Луни при проходженні по півтіні Землі ( мал. 3 ) настільки трохи і відбувається так повільно, що воно майже непомітне для ока. Приватне місячне З. починається, коли Луна входить в тінь Землі. Приватні З. можуть продовжуватися до 3 3 / 4 ч ; в середині цього проміжку часу можуть бути повні місячні З. тривалістю до 1 3 / 4 ч. В_время повного З. Луна приймає тьмяний, коричнево-червоний відтінок унаслідок того, що на неї падає деяка кількість сонячних променів, заломлених в земній атмосфері. Залежно від наявності хмар в периферійних областях атмосфери інтенсивність і забарвлення таких променів бувають різні, так що міра потемніння Луни теж буває неоднаковою, а в окремих випадках Луна стає зовсім невидимою.
Періодичність З. Сонячні З. відбуваються лише під час молодиків, а місячні З. — під час повних місяців, але не при кожному з них, а лише тоді, коли Сонце і Луна виявляються досить близький від вузлів місячної орбіти, в яких перетинаються видимі дороги Сонця і Луни на небесній сфері. Сонячне З. станеться, якщо у момент молодика кутова відстань Луни від найближчого вузла не перевищує 17,9°; місячне З. — якщо у момент повного місяця ця відстань не перевищує 12,0°. При ін. розташуваннях Місяця і Сонця, унаслідок того що плоскість місячної орбіти нахилена під кутом біля 5° до екліптики, Луна в повні місяці до молодики знаходиться дуже далеко від прямої, що сполучає Землю з Сонцем, і З. не відбуваються. Тривалість і фаза З. тим більше, чим ближче до вузлів в цей час знаходяться Місяць і Сонце.
Вузли місячної орбіти повільно рухаються по екліптиці назустріч Сонцю, так що воно проходіт один і той же вузол приблизно кожні 346,6 сут (драконічеський рік); Луна повертається до одного і того же вузлу з періодом, рівним в середньому 27, 21 сут (драконічеський місяць). Т. о., в календарному році бувають дві епохи, розділені проміжком в половину драконічеського року, в яких можуть відбуватися З.; в роки, коли перша епоха доводиться на початок січня, в грудні того ж року настає і третя сприятлива для З. епоха. У кожну таку епоху відбувається 1 або 2 (але малої фази) сонячних З. Поськольку період, сприятливий для місячних З., менше, Луна може пройти через нього, затьмарюючись лише один раз або не затьмарюючись зовсім. Т. о., щорік буває від 2 до 5 сонячних і не більше 3 місячних З. Для Землі в цілому З. Солнца відбуваються частіше, ніж З. Місяці, але місячні З. видні на всій півкулі Землі, зверненій в цей час до Луне, тоді як сонячні З. видні лише в набагато меншої області, на яку падає півтінь або маленька тінь Луни. Повні сонячні З. у даному місці Землі бувають в середньому 1 раз в 300—400 років.
В чергуванні З. існує періодичність, обумовлена тією обставиною, що 242 драконічеським місяцям, що визначають повернення Луни до вузлів її орбіти, майже точно рівні 223 синодичних місяця, з якими пов'язані фази Луни. Тому після закінчення такого терміну, рівного 6858 1 / 3 сут, або 18 рокам і 11 1 / 3 сут (або 10 1 / 3 сут, якщо в цьому проміжку часу було не 4, а 5 високосних років), всі сонячні і місячні З. повторюються в одній і тій же послідовності. Цей період був відомий вже в 6 ст до н.е.(наша ера) і названий саросом . Протягом одного саросу буває 43 З. Солнца (15 приватних, 14 кільцеподібних, 2 кільцеподібно-повних і 12 повних) і 28 З. Місяці, з яких близько половини повних. Ці числа з часом декілька змінюються унаслідок неповній точності приведеної вище рівності і вікових змін в русі Луни. Сарос дозволяє вказати день майбутнього З.; для визначення місця, точного часу і фази його видимості необхідні додаткові обчислення. При цьому послідовно, крок за кроком обчислюється дорога місячної тіні і півтіні по Землі під час сонячного З. або дорога Луни в тіні Землі. Точність таких обчислень дуже висока: у моменті сучасних З. помилка не перевищує 2—3 сік, а положення смуги повного З. на земній поверхні обчислюється з точністю до 1 км.
Місячні і особливо сонячні З. завжди справляли на людей сильне враження, в літописах різних народів збереглися про них багато записів. Це допомогло встановити дати деяких важливих історичних подій і з'ясувати відповідність між різними системами календарного літочислення. Крім того, ці записи дозволили уточнити рух Сонця і Місяці за декілька тисячоліть. У зв'язку з великим значенням затьмарень для історії, хронології і теоретичної астрономії Т. Оппольцер (Австрія) в 80-х рр. 19 ст обчислив моменти 8000 сонячних і 5200 місячних З., що доводяться на проміжок часу з 1207 до н.е.(наша ера) по 2163 н.е.(наша ера) і видав результати в монументальній праці «Канон Затьмарень». Дані для З. з 1060 до 1715, видимих на території Європейської Росії, склав М. А. Вільев (1915), а найбільш точні і детальні обчислення всіх сонячних З. для 1898—2510 виробили в 1966 Дж. Меус, Ч. Грожан і У. Вандерлен (Бельгія) ( мал. 4 ).
З. супутників планет. Чотири яскраві (т.з. галілеївських) супутники Юпітера затьмарюються вельми часто; з них три, найближчі до планети, — при кожному оберті; і лише четвертий може проходіть, минувши тінь Юпітера. Спостерігаючи ці З., данський астроном О. Ремер в 1675 вперше визначив швидкість світла. До протистояння Юпітера можна спостерігати лише почало З., тобто входження супутників в тінь, а після протистояння — виходження з тіні. Під час самого протистояння З. не видні, т.к. проїсходят позаду диска планети. Поблизу квадратури Юпітера можна спостерігати як почало, так і кінець З. Проходя перед диском Юпітера, супутники відкидають на нього тінь, виробляючи З. Солнца на його поверхні. З. супутників Сатурну відбуваються як в тіні планети, так і в тіні кільця, що сильно ускладнює теорію цих явищ. З. супутників Марса, Урану і нептуна майже недоступні для спостережень унаслідок їх крайньої слабкості.
Літ.: Міхайлов А. А., Теорія затьмарень, 2 видавництва, М., 1954; Вільев М. А., Канон російських затьмарень, в кн.: Святський Д. О., Астрономічні явища в російських літописах, П., 1915 (Додаток); Сонячні затемнення і їх спостереження, під ред. А. А. Міхайлова, М., 1954; Лінк Ф., Місячні затьмарення, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1962; Oppolzer Th., Canon der Finsternisse. Denkschriften, W., 1887; Meeus J., Grosjean C., Vanderleen W., Canon of Solar Eclipses, Oxf., 1966; Mitchell S. A., Eclipses of the Sun, 5 ed., N. Y., 1951.
