Periodicità delle eclissi: il ciclo di Saros

Un ciclo di saros è un periodo di 18,03 anni (223 mesi sinodici) al termine del quale si ripetono le stesse eclissi lunari e solari. Durante un saros avvengono 29 eclissi di luna e 41 eclissi di sole; siccome la Terra ruota di circa 120º in 8 ore (18 anni, 11 giorni e 8 ore), la stessa eclissi si ripeterà in una località diversa trascorso un saros.
Le eclissi di Sole avvengono nel periodo di novilunio, cioè quando Sole – Luna – Terra sono allineati e i piani orbitali si intersecano. Il piano dove la Luna gira attorno alla Terra è inclinato di circa 5º rispetto a quello dell’orbita che la Terra compie attorno al Sole e quindi l’eclisse si verifica con Luna nuova nei punti di intersezione delle due orbite.
Il periodo che impiega la Luna per rivolgere attorno alla Terra e trovarsi nel medesimo allineamento fra questa e il Sole (mese sinodico o delle fasi) è pari a 29,5306 giorni, mentre il periodo di passaggio della Luna per stesso nodo ascendente o discendente (mese draconico) è pari a 27,2122 giorni. Dal momento che l’orbita della Luna attorno alla Terra ha un’eccentricità piuttosto accentuata, il diametro apparente della Luna per un osservatore terrestre varia considerevolmente a seconda che essa si trovi al perigeo o all’apogeo. Il periodo che impiega la Luna per passare da un perigeo al successivo (mese anomalistico) è di circa 27,55455 giorni.
La periodicità e la ricorrenza delle eclissi è regolata dal ciclo di Saros, un periodo di circa 6,585.3 giorni (18 anni 11 giorni 8 ore). Era già noto ai Caldei come un periodo in cui le eclissi lunari sembrano ripetersi, ma il ciclo è applicabile anche alle eclissi dei mesi Sinodici = 29.530589 giorni = 29d 12h 44m 03s mesi Anomalistici = 27.554550 giorni = 27 D 13h 18m 33s Mesi draconici = 27.212221 giorni = 27 D 05H 36s 05m Un ciclo di Saros è pari a 223 mesi sinodici. Tuttavia, 239 mesi anomalistici e 242 mesi draconici sono uguali a questo stesso periodo  223 Mesi sinodici= 6585.3223 giorni = 6585d 07h 43m 239 Mesi anomalistici = 6585.5375 giorni = 6585d 12h 54m 242 Mesi Draconico = 6585.3575 giorni = 6585d 08h 35m
Ogni due eclissi separate da un ciclo di Saros, condividono geometrie molto simili. Si verificano allo stesso nodo con la Luna quasi alla stessa distanza dalla Terra e nello stesso periodo dell’anno.
Poiché il periodo di Saros non è uguale ad un numero intero di giorni, il suo più grande svantaggio è che le eclissi successive sono visibili da diverse parti del globo. Lo spostamento in più di 1/3 giorno significa che la Terra deve ruotare in più per 8 ore o ~ 120º ad ogni ciclo.

Per le eclissi solari, questo si traduce nello spostamento di ogni percorso dell’eclissi successiva da ~ 120 ° verso ovest. Così, una serie Saros ritorna sulla stessa regione geografica ogni 3 cicli (54 anni e 34 giorni). Un ciclo di Saros non dura all’infinito perché i tre mesi lunari non sono perfettamente commisurati tra loro. In particolare, il nodo della Luna si sposta verso est di circa 0.5º con ogni ciclo.
Un tipico ciclo di Saros di eclissi solare inizia quando si verifica la Luna nuova ~ 18 ° est di un nodo. Se la prima eclissi si verifica al nodo discendente della Luna, l’ombra Umbral della Luna passera’ ~ 3500 km sotto la terra e una eclisse parziale sara visibile dalla regione polare sud.
Sul seguente ritorno, l’ombra passerà ~ 300 km più vicino alla Terra e una eclissi parziale risulterà di grandezza leggermente più grande. Dopo dieci o undici cicli di Saros (circa 200 anni), la prima eclissi centrale, si verificherà nei pressi del polo sud della Terra. Nel corso dei successivi 950 anni, una eclissi centrale, si verifica ogni 18.031 anni (= Saros), ma sarà spostata verso nord da una media di ~ 300 km. A meta di questo periodo, le eclissi di lunga durata si verificheranno vicino all’equatore. L’ultima eclissi centrale della serie si verifica vicino al polo nord.
Le successive dieci eclissi saranno parziali e con grandezze sempre più piccole. Infine, la serie Saros si concluderà una dozzina o più secoli dopo il suo inizio al polo opposto. A causa della delle orbite ellittiche della Terra e della Luna, l’esatta durata e il numero delle eclissi in un Saros completo non è costante. Una serie può durare 1226 al 1550 anni ed è composto da 69 a 87 eclissi, di cui circa 40 a 60 sono centrali (vale a dire, totale, ibrida o anulare). Ecco le dieci eclissi solari centrali (1891, 1909, 1927, 1945, 1963, 1981, 1999, 2017, 2035 e 2053) del ciclo di Saros. La serie è iniziata con una eclissi parziale vicino al Polo Nord nel 1639. La prima eclissi centrale della serie è stata una eclissi anulare nel 1891. E ‘stata  seguita da un’altra anulare nel 1909. La seguente è stata la prima eclisse totale nel 1927. l’eclissi totale solare del 1999 del 10 Agosto è il numero 21 di 77 eclissi di Saros 145, ed è la 5 ° di 41 eclissi totali della serie.
Ognuna delle successive eclissi totali si sposta verso sud. L’ultima eclissi totale si verificherà nel 2648 nei pressi del polo sud. L’ultima eclissi della serie si svolge nel 3009. La tabella di Saros 145 fornisce i dettagli per ogni eclissi della serie.
     Fonte: NASA