Древнее затмение помогло уточнить, как вращалась Земля

Подробно

Что именно выяснили учёные о вращении Земли?

Авторы заново определили положение древней столицы княжества Лу - Цюйфу, где, как считается, и наблюдали затмение. По археологическим отчётам они получили координаты 35°36′ с. ш., 116°59′ в. д. Это примерно на 8 км отличается от точки, которую использовали прежние расчёты. Раньше применялись как минимум два варианта: 35,53° с. ш., 117,02° в. д. и 35,65° с. ш., 117,05° в. д.

По прежней модели вращения Земли (Morrison и соавторы, 2021) с ΔT около 20 170 секунд исправленное положение Цюйфу оказывается вне полосы полной фазы. Максимальная величина затмения там составила бы только 0,994.

Чтобы Цюйфу попал в полосу полной фазы, по расчётам с эфемеридой JPL DE441 и методом Мицуру Сомы нужно 20 264 ≤ ΔT ≤ 21 204 секунды. Прежний диапазон был 20 160-21 100 секунд, так что оценка уточнена.

ΔT - это разность между равномерной шкалой времени и временем, которое определяется вращением Земли. Работа ограничивает ΔT по положению полосы затмения. Непосредственно измеренной длительности древних суток или угловой скорости Земли в статье нет, поэтому формулировка о «скорости вращения» в заголовках упрощает результат.

Авторы также пересчитали ΔT для двух других полных затмений из «Чуньцю»: 21 150-21 968 секунд для 601 года до н. э. и 16 379-21 574 секунды для 549 года до н. э.

«Исправление координат позволило точнее оценить вращение Земли во время затмения, определить ориентацию солнечной оси и смоделировать вид короны», - заявил Хисаси Хаякава.

Мицуру Сома из Национальной астрономической обсерватории Японии отметил, что новый набор данных исправляет координатную ошибку предыдущих исследований вращения Земли. По его словам, это повышает точность датировки и реконструкции исторических астрономических событий.

Что сказано о затмении в древних хрониках?

Основная запись есть в хронике «Чуньцю» («Вёсны и осени»): осенью, в седьмом месяце, в день жэньчэнь, первый день месяца, Солнце было полностью затмено. Хронику составили примерно через 200-300 лет после события. Затмение связывают с двором княжества Лу в Цюйфу на территории современного Китая.

Отдельное дополнение есть в «Ханьшу», законченной около 96 года н. э. Оно приписывает текст традиции Цзин Фана и называет затменное Солнце «полностью жёлтым сверху и снизу». Эта приписка появилась примерно через семь столетий после затмения.

Исследователи рассчитали, что при предпочтительном значении ΔT около 21 180 секунд максимум полной фазы в Цюйфу пришёлся примерно на 15:21:26 местного видимого солнечного времени. Солнце стояло на высоте 44,72° над горизонтом. Ось вращения Солнца была наклонена примерно на 58° по часовой стрелке относительно местного зенита.

Могли ли в записи описать солнечную корону?

Авторы допускают такую возможность, но подчёркивают её условность. Если слова о цвете относятся к короне, области «сверху» и «снизу» соответствуют гелиографическим широтам примерно +32° ± 45° и −32° ± 45°.

Для сравнения исследователи взяли реконструкцию числа солнечных пятен и открытого магнитного потока по радиоуглероду в древесных кольцах. На её основе они построили модель коронального стримерного пояса. Для эпохи затмения модель даёт полуширину пояса около 39° и наклон до 23° относительно оси вращения Солнца.

По радиоуглеродным данным, максимум числа пятен пришёлся примерно на 711 год до н. э., а максимум открытого солнечного потока - на 710 год до н. э. Затмение произошло сразу после него. Авторы считают возможную форму короны совместимой с возобновлением обычных солнечных циклов после Неоассирийского (Гомеровского) великого минимума примерно 808-717 годов до н. э. Они не называют это доказанным выводом.

«Если слова о “жёлтом сверху и снизу” действительно описывают корону, это одно из древнейших сохранившихся письменных свидетельств о ней», - заявил Хаякава.

Мэтью Оуэнс, профессор космической физики Университета Рединга, добавил, что возможное описание короны даёт отдельную контрольную точку для реконструкций солнечной активности по древесным кольцам и ледовым кернам и для проверки моделей.

Насколько надёжны выводы исследования?

Надёжнее всего исправление координат Цюйфу и полученный диапазон ΔT. Интерпретация короны и солнечного цикла гораздо условнее. Описание о цвете известно только по «Ханьшу» и традиции Цзин Фана, который жил примерно через семь веков после затмения. Авторы не могут установить, восходит ли оно к утраченному наблюдению или было позднейшим построением на основе астрологической и политической интерпретации.

В древнекитайской астрономии не было стандартной терминологии для структур короны, а это единственное такое описание. Привязка наблюдения к дворцу Лу в Цюйфу - обоснованное, но всё же принятое авторами историко-географическое предположение. Согласие с радиоуглеродной реконструкцией статья называет лишь возможной независимой поддержкой, тогда как пресс-релиз формулирует это сильнее. Для более точной кривой ΔT пока не хватает древних данных.

Исследование опирается на прежние работы: реконструкцию вращения Земли с 720 года до н. э. по 2015 год (Stephenson, Morrison и Hohenkerk, 2016), её дополнение 2021 года и радиоуглеродный ряд по древесным кольцам за первое тысячелетие до н. э. Из него получена реконструкция солнечных циклов: 93 полных цикла со средней продолжительностью 10,5 года.

Независимых комментариев учёных, не связанных с авторами работы, пока не найдено.