ساروس (علم الفلك)

في علم الفلك الساروس ( / ˈsɛərɒs /​​​​^{دورة ساروس} هي فترة زمنية تغطي بالضبط 223شهرًا اقترانيًا ^{[ أ ]} (18 عامًا و11 يومًا و8 ساعات)، ^{[ 2 ] [ 1 ]} وحوالي 242شهرًا تنينيًا، وحوالي 239شهرًا شاذًا. ^{[ 3 ]} تنشأ هذه الدورة بشكل طبيعي نتيجة التزامن بينطور القمر،وترنح العقدة،وترنح الأوج، ويمكن استخدامها للتنبؤبكسوفالشمسوالقمرمنالكسوف، تعود الشمس والأرضوالقمرإلىنفس الوضع الهندسي النسبي تقريبًا، أي خط مستقيم تقريبًا، وسيحدث كسوف مماثل تقريبًا، فيما يُعرف بدورةالكسوف. لكل كسوف سلسلة ساروس مرتبطة به، ولكل كسوف لاحق أو سابق سلسلة ساروس مختلفة مرتبطة به - حيث يحدث كسوف السلسلة نفسها أو حدث بفارق دورة ساروس واحدة فقط. تختلف دورات ساروس بين كسوف الشمس وكسوف القمر.

تُسمى سلسلة الكسوفات التي تفصل بينها دورة ساروس واحدة سلسلة ساروس . وهي تُقابل ما يلي:

• 6,585.321347 يومًا شمسيًا
• 18.029 سنة
• 223 شهرًا اقترانيًا
• 241.999 شهرًا من أشهر التنين
• 18.999 سنة كسوف (38 موسم كسوف مدة كل منها 173.31 يومًا)
• 238.992 شهرًا شاذًا
• 241.029 شهرًا فلكيًا

إن سنوات الكسوف الـ 19 تعني أنه إذا حدث كسوف شمسي (أو كسوف قمري )، فبعد دورة ساروس واحدة سيحدث قمر جديد عند نفس عقدة مدار القمر ، وفي ظل هذه الظروف يمكن أن يحدث كسوف آخر.

أقدم سجل تاريخي مكتشف لما يُعرف باسم "الساروس" يعود إلى علماء الفلك الكلدانيين (البابليين الجدد) في القرون الأخيرة قبل الميلاد. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} وقد عُرف لاحقًا لدى هيبارخوس ، وبليني ^{[ 7 ]} ، وبطليموس . ^{[ 8 ]}

أطلق إدموند هالي اسم "ساروس" ( باليونانية : σάρος ) على دورة الكسوف عام 1686، ^{[ 9 ]} مستقياً إياه من " سودا" ، وهو معجم بيزنطي من القرن الحادي عشر. يقول "سودا": "[الساروس] هو مقياس وعدد عند الكلدانيين . فـ120 ساروي تساوي 2220 سنة (سنوات من 12 شهراً قمرياً) وفقاً لحساب الكلدانيين، إذا كان الساروس يساوي 222 شهراً قمرياً، أي 18 سنة و6 أشهر (أي سنوات من 12 شهراً قمرياً)." ^{[ 10 ]} وقد استُمدت المعلومات الواردة في " سودا" بدورها، بشكل مباشر أو غير مباشر، من " تاريخ يوسابيوس القيصري" ، ^{[ 11 ]} الذي اقتبس من بيروسوس . ( ادعى غيوم لو جنتيل أن استخدام هالي كان خاطئًا في عام 1756، ^{[ 12 ]} لكن الاسم لا يزال مستخدمًا). يبدو أن الكلمة اليونانية إما مشتقة من الكلمة البابلية "سارو" التي تعني العدد 3600 ^{[ 13 ]} أو من الفعل اليوناني " سارو " (σαρῶ) الذي يعني "مسح (السماء بسلسلة من الكسوفات)". ^{[ 14 ]}

تُشير الصورة إلى دورة ساروس، التي تبلغ 223 شهرًا قمريًا ( بالأرقام اليونانية : ΣΚΓ′)، في دليل استخدام آلية أنتيكيثيرا ، المصنوعة في اليونان حوالي 150-100 قبل الميلاد. يُعد هذا الرقم أحد النقوش القليلة على الآلية التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة. ^{[ 15 ] [ 16 ]} وفوقه، تظهر أيضًا دورة ميتون ودورة كاليبس .

$${\displaystyle {\begin{aligned}1{\text{ saros}}&=6585.3211{\text{ days}}\\&=15{\text{ السنوات العادية}}+3{\text{ السنوات الكبيسة}}+12.321{\text{ days}}\\&=14{\text{ السنوات العادية}}+4{\text{ السنوات الكبيسة}}+11.321{\text{ days}}\\&=13{\text{ السنوات العادية}}+5{\text{ السنوات الكبيسة}}+10.321{\text{ days}}\end{aligned}}}$$

دورة ساروس، التي تبلغ مدتها 6585.3211 يومًا، مفيدة للتنبؤ بأوقات حدوث كسوفات متطابقة تقريبًا. تتزامن ثلاث دورات مرتبطة بمدار القمر - الشهر الاقتراني ، والشهر التنيني ، والشهر الشاذ - بشكل شبه كامل في كل دورة ساروس. لحدوث الكسوف، يجب أن يكون القمر إما بين الأرض والشمس (لكسوف شمسي ) أو بين الأرض والقمر (لكسوف قمري ). لا يحدث هذا إلا عندما يكون القمر هلالًا أو بدرًا ، على التوالي، وتنتج تكرارات هذه الأطوار القمرية عن مدارات الشمس والقمر التي تُنتج الدورة الاقترانية للقمر البالغة 29.53059 يومًا. خلال معظم حالات البدر والهلال، يقع ظل الأرض أو القمر شمال أو جنوب الجسم الآخر. تحدث الكسوفات عندما تُشكل الأجرام الثلاثة خطًا مستقيمًا تقريبًا. نظرًا لأن مستوى مدار القمر مائل بالنسبة لمستوى مدار الأرض، فإن هذه الحالة لا تحدث إلا عندما يكون القمر بدرًا أو هلالًا قريبًا من مستوى مسار الشمس أو داخله ، أي عندما يكون القمر عند إحدى عقدتي مسار الشمس (العقدة الصاعدة أو الهابطة). تُسمى الفترة الزمنية لمرور القمر مرتين متتاليتين عبر مستوى مسار الشمس (مع عودته إلى العقدة نفسها) بالشهر التنيني ، وهي فترة زمنية تبلغ 27.21222 يومًا. يحدث الشكل الهندسي ثلاثي الأبعاد للكسوف، عندما يكون القمر هلالًا أو بدرًا قريبًا من إحدى العقدتين، كل خمسة أو ستة أشهر عندما تكون الشمس في اقتران أو تقابل مع القمر، وبالمصادفة أيضًا بالقرب من إحدى عقدتي مدار القمر في ذلك الوقت، أو مرتين في السنة الكسوفية . إن ظاهرتين من الخسوف يفصل بينهما دورة ساروس واحدة لهما مظهر ومدة متشابهة للغاية نظرًا لأن المسافة بين الأرض والقمر متقاربة جدًا في كل حدث: هذا لأن دورة ساروس هي أيضًا مضاعف صحيح للشهر الشاذ الذي يبلغ 27.5545 يومًا، وهي فترة القمر بالنسبة لخطوط الأوج في مداره.

بعد دورة ساروس واحدة، يكون القمر قد أكمل عددًا صحيحًا تقريبًا من الدورات الاقترانية والتنينية والشاذة (223، 242، و239)، وستكون هندسة الأرض والشمس والقمر متطابقة تقريبًا: سيكون للقمر نفس الطور، وسيكون عند نفس العقدة، وعلى نفس المسافة من الأرض. إضافةً إلى ذلك، ولأن دورة ساروس تقارب 18 عامًا (أطول بحوالي 11 يومًا)، ستكون الأرض على نفس المسافة تقريبًا من الشمس، ومائلة بالنسبة لها، وفي نفس الاتجاه تقريبًا (في نفس الفصل). ^{[ 17 ]} وبالنظر إلى تاريخ الكسوف، يمكن التنبؤ بكسوف مماثل تقريبًا بعد دورة ساروس واحدة. خلال هذه الفترة التي تبلغ 18 عامًا، يحدث حوالي 40 كسوفًا شمسيًا وقمريًا آخر، ولكن بهندسة مختلفة نوعًا ما. دورة ساروس واحدة، التي تساوي 18.03 سنة، لا تساوي عددًا صحيحًا تمامًا من مدارات القمر (أي دورات الأرض حول النجوم الثابتة التي تبلغ 27.32166 يومًا في الشهر الفلكي ). لذلك، على الرغم من أن الهندسة النسبية لنظام الأرض والشمس والقمر ستكون متطابقة تقريبًا بعد دورة ساروس، إلا أن القمر سيكون في موضع مختلف قليلًا بالنسبة للنجوم في كل كسوف ضمن سلسلة ساروس. ويُظهر محور دوران نظام الأرض والقمر فترة ترنح تبلغ 18.59992 سنة.

دورة ساروس ليست عددًا صحيحًا من الأيام، بل هي جزء من ثلث اليوم . لذا ، يحدث كل كسوف وخسوف متتالي في دورة ساروس بعد حوالي ثماني ساعات من موعده المعتاد . في حالة كسوف الشمس، يعني هذا أن منطقة الرؤية ستتحرك غربًا حوالي 120 درجة، أي ما يعادل ثلث المسافة حول الكرة الأرضية، وبالتالي لن يكون الكسوفان مرئيين من نفس المكان على الأرض. أما في حالة كسوف القمر، فقد يظل الكسوف التالي مرئيًا من نفس الموقع طالما كان القمر فوق الأفق. عند وجود ثلاث فترات كسوف ساروس، يكون التوقيت المحلي للكسوف متقاربًا. تُعرف هذه الفترة الثلاثية (19755.96 يومًا) بدورة ساروس الثلاثية أو دورة إكسيليغموس ( من اليونانية : "دوران العجلة").

تبدأ كل دورة ساروس شمسية بكسوف جزئي (تدخل الشمس أولًا نهاية العقدة، عندما يكون القمر الجديد شرق العقدة ^{[ 18 ]} )، مما يعني أن أول كسوف في دورة ساروس يحدث ضمن نطاق 15° إلى 18° تقريبًا من العقدة ^{[ 19 ]} قبل أن تصل الأرض إلى العقدة ^{[ 20 ]} ، ويكون استطالة القمر أيضًا ضمن نطاق جاما اللازم لحدوث الكسوف. في كل دورة ساروس متتالية، ينزاح مسار القمر إما شمالًا (عندما يكون قريبًا من العقدة الهابطة) أو جنوبًا (عندما يكون قريبًا من العقدة الصاعدة) نظرًا لأن دورة ساروس ليست عددًا صحيحًا من الأشهر التنينية (223 شهرًا اقترانيًا في دورة ساروس أقل بحوالي ساعة واحدة من 242 شهرًا تنينيًا - وبالتالي، تنزاح عقدة القمر شرقًا بحوالي 0.5 درجة مع كل دورة ^{[ 18 ]} ). في مرحلة ما، يصبح حدوث الكسوف والكسوف غير ممكن، وتنتهي السلسلة (تغادر الشمس بداية العقدة). وقد خصص مُجمّعو إحصاءات الكسوف والكسوف سلسلةً عشوائيةً من دورات ساروس الشمسية، سُميت سلسلة ساروس الشمسية رقم 1. انتهت هذه السلسلة، لكن كسوف 16 نوفمبر 1990 قبل الميلاد (حسب التقويم اليولياني )، على سبيل المثال، يقع ضمن سلسلة ساروس الشمسية رقم 1. توجد سلاسل ساروس مختلفة للكسوف والكسوف الشمسي والقمري. بالنسبة لسلاسل ساروس القمرية، فقد رُقّم الكسوف القمري الذي حدث قبل 58.5 شهرًا اقترانيًا (23 فبراير 1994 قبل الميلاد) بالرقم 1. إذا حدث كسوف بعد فترة واحدة (29 عامًا ناقص حوالي 20 يومًا) من كسوف في سلسلة ساروس معينة، فإنه يُعتبر جزءًا من السلسلة التالية. على سبيل المثال، يقع كسوف الشمس الذي حدث في 26 أكتوبر 1961 قبل الميلاد ضمن سلسلة ساروس الشمسية الثانية. وبالطبع، استمرت سلاسل ساروس قبل هذه التواريخ، ومن الضروري تمديد أرقامها إلى ما قبل الصفر، حتى الأرقام السالبة، وذلك لاستيعاب حالات الكسوف التي حدثت في السنوات التي تلت عام 2000 قبل الميلاد (وحتى آخر كسوف برقم ساروس سالب في عام 1367 قبل الميلاد). ^{[ 21 ] [ 22 ]} يستغرق عبور كسوفات سلسلة ساروس لسطح الأرض من الشمال إلى الجنوب (أو العكس) ما بين 1226 و1550 عامًا. وتسمح هذه الحدود القصوى بحدوث ما بين 69 و87 كسوفًا في كل سلسلة (معظم السلاسل تحتوي على 71 أو 72 كسوفًا). ويتراوح عدد الكسوفات المركزية (أي الكلية أو الحلقية أو الهجينة) في السلسلة الواحدة بين 39 و59 كسوفًا (غالبًا حوالي 43 كسوفًا). في أي وقت، سيكون هناك ما يقرب من 40 سلسلة مختلفة من ساروس قيد التنفيذ.

كما ذُكر، تُرقّم دورات ساروس وفقًا لنوع الكسوف (قمري أو شمسي). ^{[ 23 ] [ 24 ]} في الدورات ذات الأرقام الفردية (للكسوف الشمسي)، تكون الشمس قريبة من العقدة الصاعدة، بينما في الدورات ذات الأرقام الزوجية تكون قريبة من العقدة الهابطة (وينعكس هذا في دورات ساروس للكسوف القمري). عمومًا، يُحدد ترتيب هذه الدورات وقت ذروة كل دورة، والذي يتوافق مع أقرب وقت للكسوف إلى إحدى العقد القمرية. بالنسبة للكسوف الشمسي، هناك 40 دورة نشطة مرقمة بين 117 و 156 (ستنتهي الدورة 117 في عام 2054)، بينما بالنسبة للكسوف القمري، هناك حاليًا 41 دورة ساروس نشطة مرقمة بين 110 و 150 (ستنتهي الدورة 110 في عام 2027). يمكن استخلاص هذه الأرقام من خلال حساب عدد حالات الكسوف المسجلة على مدار فترة 18 عامًا (ساروس) من مواقع فهرس الكسوف. ^{[ 25 ] [ 26 ]}

مثال

مواعيد خسوف القمر في دورة ساروس 131

10 مايو 1427 ( حسب التقويم اليولياني )	أول منطقة شبه ظل (الحافة الجنوبية للظل)
...تم حذف 6 حالات كسوف شبه ظلي متداخلة...
25 يوليو 1553 (حسب التقويم اليولياني)	الجزء الأول
...تم حذف 19 حالة كسوف جزئي متداخلة...
22 مارس 1932 - الجزء النهائي	12:32 بالتوقيت العالمي المنسق
2 أبريل 1950 المجموع الأول	20:44 بالتوقيت العالمي المنسق
13 أبريل 1968	04:47 بالتوقيت العالمي المنسق
24 أبريل 1986	12:43 بالتوقيت العالمي المنسق
4 مايو 2004	20:30 بالتوقيت العالمي المنسق
16 مايو 2022، المركز الأول	04:11 بالتوقيت العالمي المنسق
26 مايو 2040	11:45 بالتوقيت العالمي المنسق
6 يونيو 2058	19:14 بالتوقيت العالمي المنسق
17 يونيو 2076 بتوقيت وسط أمريكا	02:37 بالتوقيت العالمي المنسق
...تم حذف 6 حالات كسوف كلي وسيطة...
3 سبتمبر 2202 آخر إجمالي	05:59 بالتوقيت العالمي المنسق
13 سبتمبر 2220	الجزء الأول
...تم حذف 18 حالة كسوف جزئي متداخلة...
9 أبريل 2563	آخر ظل جزئي
...تم حذف 7 حالات كسوف شبه ظلي متداخلة...
7 يوليو 2707	آخر منطقة شبه ظل (الحافة الشمالية للظل)

كمثال على دورة ساروس واحدة، يوضح هذا الجدول تواريخ بعض خسوفات القمر الـ 72 ضمن دورة ساروس 131. بدأت هذه الدورة عام 1427 ميلاديًا بخسوف جزئي عند الحافة الجنوبية لظل الأرض عندما كان القمر قريبًا من عقدته الهابطة. في كل دورة ساروس لاحقة، ينزاح مسار القمر المداري شمالًا بالنسبة لظل الأرض، مع حدوث أول خسوف كلي عام 1950. وعلى مدى 252 عامًا تالية، حدثت خسوفات كلية، كان آخرها عام 2078. سيحدث أول خسوف جزئي بعد ذلك عام 2220، وسيحدث آخر خسوف جزئي في الدورة عام 2707. يبلغ العمر الإجمالي لدورة ساروس القمرية 131 نحو 1280 عامًا. يتداخل دورة ساروس الشمسية 138 مع دورة ساروس القمرية هذه، حيث يحدث حدث كل 9 سنوات و5 أيام بالتناوب بين كل سلسلة ساروس.

بسبب وجود جزء من اليوم يساوي ± 1/3 في دورة ساروس القمرية، تختلف رؤية كل كسوف بالنسبة للمراقب في موقع معين. ففي دورة ساروس القمرية رقم 131، كان أول كسوف كلي عام 1950 هو الأنسب للمشاهدين في أوروبا الشرقية والشرق الأوسط ، حيث بلغ منتصفه الساعة 20:44 بالتوقيت العالمي المنسق. أما الكسوف التالي في الدورة، فقد حدث بعد حوالي 8 ساعات، حيث بلغ منتصفه الساعة 4:47 بالتوقيت العالمي المنسق، وكان الأنسب للمشاهدين من أمريكا الشمالية والجنوبية. وحدث الكسوف الكلي الثالث بعد حوالي 8 ساعات من الكسوف الثاني، حيث بلغ منتصفه الساعة 12:43 بالتوقيت العالمي المنسق، وكان الأنسب للمشاهدين في غرب المحيط الهادئ وشرق آسيا وأستراليا ونيوزيلندا. وتتكرر هذه الدورة من بداية الدورة إلى نهايتها، مع اختلافات طفيفة. يتداخل دورة ساروس الشمسية 138 مع دورة ساروس القمرية هذه، حيث يحدث حدث كل 9 سنوات و5 أيام بالتناوب بين كل سلسلة ساروس.

للحصول على مثال مشابه لـ "ساروس الشمسي"، انظر "ساروس الشمسي 136" .

بعد حدوث كسوف قمري أو شمسي معين، وبعد 9 سنوات و 5 أيام ونصف ( نصف دورة ساروس) ، سيحدث كسوف قمري بدلاً من كسوف شمسي، أو العكس، بخصائص مماثلة . ^{[ 27 ]}

على سبيل المثال، إذا غطى شبه ظل القمر جزئيًا الطرف الجنوبي للأرض أثناء كسوف الشمس، فبعد 9 سنوات و 5 أيام ونصف، سيحدث خسوف قمري يُغطى فيه القمر جزئيًا بالطرف الجنوبي لشبه ظل الأرض. وبالمثل، بعد 9 سنوات و 5 أيام ونصف من حدوث كسوف كلي للشمس أو كسوف حلقي للشمس، سيحدث أيضًا خسوف كلي للقمر. تُعرف هذه الفترة التي تبلغ 9 سنوات باسم " سار " . وهي تشمل 111 شهرًا ونصفًا من الأشهر الاقترانية، أو 111 شهرًا اقترانيًا بالإضافة إلى أسبوعين . يُفسر الأسبوعان التناوب بين كسوف الشمس وخسوف القمر. للاطلاع على مثال مرئي، انظر إلى هذا الرسم البياني (يفصل بين كل صف وآخر "سار" واحد).

• قائمة دورات ساروس لكسوف الشمس
• قائمة دورات ساروس لخسوف القمر
• دورة الكسوف
• إكسيليغموس
• إينكس
• كسوف الشمس
• خسوف القمر
• دورة الميتون

• جان ميوس وهيرمان موكي (1983) قانون خسوف القمر . مكتب علم الفلك، فيينا
• ثيودور فون أوبولزر (1887). كانون دير فينسترنيس . فيينا
• جان ميوس، شذرات في علم الفلك الرياضي ، ويلمان-بيل، 1997 (الفصل 9، ص  51، الجدول 9. بعض دورات الكسوف)

• قائمة بجميع دورات ساروس النشطة
• ناسا – الكسوف وسلسلة ساروس
• كسوف الشمس وخسوف القمر – خافيير جوبيير – بحث تفاعلي عن الكسوف
• البحث عن الكسوف – ابحث في بيانات الكسوف على مدى 5000 عام باستخدام سمات متنوعة
• الكسوف، آلية كونية قديمة – أساسيات علم الفلك للكسوف