Hvis solen bare var litt større, eller månen litt lenger unna, kan det hende at det ikke oppstår totale solformørkelser. Men det gjør de, og det viser seg at dette himmelske fenomenet som har endret menneskets historie, og vårt perspektiv på universet, kan være et rent tilfeldighet.
Total solformørkelser, når månen nærmest perfekt dekker solen, har fascinert mennesker siden i det minste tiden fra de tidligste sivilisasjonene. Noen av de aller eldste historiske postene, skrevet på leirtavler i Babylonia for rundt 2500 år siden, er viet til observasjoner av formørkelser. Astronomer tolket på det tidspunktet hendelsene som katastrofeens tegn, mens folkeslag over hele verden typisk forklarte formørkelser som en konflikt mellom solen og en fortærende himmeldrage, ulv eller rotte.
Noen få solformørkelser har til og med endret menneskets historie - for eksempel ved å påvirke resultatet av et sentralt gammelt slag, eller ved å inspirere forskere når de låste opp hemmelighetene om menneskehetens plass i universet. Det er mye ansvar for et fenomen som astronomer noen ganger beskriver som "et himmelsk tilfeldighet." Det er tross alt en total solformørkelse egentlig: et totalt tilfeldighet.
"Månen er nesten nøyaktig 400 mindre enn solens diameter, og solen er nesten nøyaktig 400 ganger lenger unna enn månen," sier Mark Gallaway, en astronom ved University of Hertfordshire i Storbritannia. "Konsekvensen av dette er at vinkeldiameteren, eller størrelsen vi ser, på solen og månen på himmelen er nesten nøyaktig den samme."
En slik nesten perfekt kamp var imidlertid ikke alltid tilfelle. Fordi avstanden mellom månen og jorden sakte endres, så solformørkelsene veldig forskjellige ut for millioner av år siden - og de vil gjøre det igjen, titalls millioner år fremover.
"Det er et vakkert tilfeldighet - livet har vært på jorden i omtrent 400 millioner år, og vi lever i dette lille tidsvinduet hvor dette skjer, noe som er ganske fantastisk," sa Gallaway til Live Science.
Himmelsk tilfeldighet
Kort sagt, det er ganske enkelt en ulykke med geometri at den tilsynelatende månens skive er nesten nøyaktig på størrelse med den tilsynelatende solskiven, sa astronom Caleb Scharf, direktør for Astrobiology Center ved Columbia University i New York City.
"Når vi starter med å kalle det for en tilfeldighet at månen og solskiven ser ut til å være veldig like i størrelse, setter vi opp et puslespill der det sannsynligvis ikke eksisterer," sa Scharf til Live Science. "Tilfeldigheten" er ikke så veldig stor - den er omtrentlig og den varierer avhengig av tidspunktet for formørkelsen og månens bane. "
Gallaway la til at akkurat som jorden kretser rundt solen på en elliptisk bane, ikke sirkulær, er månens bane rundt jorden også elliptisk, og skiller seg med rundt 6 prosent fra en perfekt sirkel. Som et resultat kan den skiftende avstanden mellom Jorden og månen utgjøre en stor forskjell i utseendet til hver formørkelse sett fra jordens overflate, sa han.
"Når månen er lengst, får vi det som kalles en ringformet formørkelse," sa Gallaway, som er en effekt også kjent som "ildringen", når månens tilsynelatende størrelse er litt mindre og solskiven er synlig rundt månens kant.
I tillegg beveger månen seg sakte lenger bort fra Jorden, en effekt forårsaket av utbuktningen av jordens hav tidevann drar månen sakte inn i en litt raskere og høyere bane. (Den samme mekanismen får jordens rotasjon til å avta, noe som gjør dagene lengre med en veldig liten brøkdel av et sekund hvert år.)
"For øyeblikket beveger månen sakte bort fra jorden i omtrent den hastigheten fingerneglene dine vokser," sa Galloway, "så om noen titalls millioner år vil vi slutte å ha formørkelser som dette."
Astronomi for dinosaurer
Solformørkelser ville også sett veldig annerledes ut i den fjerne fortiden, da månen var mye nærmere Jorden og virket mye større, sa Gallaway. (Selv om det den gangen kanskje bare hadde vært dinosaurer for å se det.)
"Månen ville ha dekket solen fullstendig, så vi ville ikke fått alle disse rare effektene som Bailys perler og diamantringseffekten," sa han.
Bailys perler er lyspunkter som noen ganger blir sett når solen dukker opp bak månen. Sollys som flommer gjennom månefjell og daler, forårsaker fenomenet. Diamantringen har en lignende effekt, men i mye større skala, som forekommer når lys fra den gryende solen blusser ut langs den ene siden av månens skive, sa Gallaway.
Selv om noen solformørkelser har spilt en viktig rolle i vitenskapen, for eksempel formørkelsen fra 1919 som hjalp til med å bekrefte Einsteins teori om generell relativitet, har ikke disse himmelhendelsene alltid mye vitenskapelig interesse i dag, sa han.
"Formørkelser er en av de mest undersøkte tingene i vitenskapen. Vi vet hvordan de fungerer, og for å være ærlige, vi drar bare der ute fordi vi liker å se formørkelser," sa Gallaway.
Noen få formørkelsesrelaterte fenomener her på jorden er imidlertid ikke helt forstått, sa han. "Rare ting skjer med skygger, for eksempel. De ser stripete under formørkelser, noe som kan være fordi solen ikke lenger er en poengkilde og alt lyses effektivt opp av en sirkel," sa Gallaway.
Forskere har også utført eksperimenter for å avgjøre om det opplevde temperaturfallet rapportert av mange formørkelsesobservatorer er reell eller en psykologisk effekt, la han til.
"Det faktum at fugler slutter å synge - det er også veldig rart. Og luften blir rapportert å få en lilla farge, muligens fordi dette er en type lyskilde som vi aldri har opplevd før," sa Galloway.
Menneskenes formørkelse
Likevel er den menneskelige opplevelsen av formørkelser spesiell interesse for Kate Russo, en psykolog og forfatter som har skrevet tre bøker om emnet. Hennes siste bok, "Being in the Shadow: Stories of the First-Time Total Eclipse Experience" (Being in the Shadow, 2017), ble utgitt tidligere denne måneden.
"En total solformørkelse er ulikt noen annen astronomisk hendelse - endringer skjer over deg, rundt deg og i deg," sa Russo til Live Science i en e-post.
"Totalitet oppstår på grunn av sammenfall i skala, slik at månen kan blokkere solen fullstendig. Men det som gjør totaliteten så spesiell, er hvor oppslukende opplevelsen er. Den er verdensomspennende og fryktinngytende i en skala som du aldri har sett før. Du gjør ikke "se" en total formørkelse. Du "opplever" den, "sa Russo.
HUSKE: Å se direkte på solen, selv når den delvis er dekket av månen, kan føre til alvorlig øyeskade eller blindhet. ALDRI se på en delvis solformørkelse uten riktig øyebeskyttelse. Vårt søsterside Space.com har en komplett guide for hvordan du kan se en formørkelse trygt.
