કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણ

January, 2006

કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણ (Annular eclipse) : સૂર્યગ્રહણના ત્રણ પ્રકારો પૈકીનું એક ગ્રહણ. જેમાં સૂર્ય ઢંકાય પણ તેની કોર કંકણાકારરૂપે દેખાય છે. અન્ય બે તે ખગ્રાસ (total) અને ખંડગ્રાસ (partial) સૂર્યગ્રહણો છે. લૅટિન ભાષામાં વીંટી માટે ‘annulus’ શબ્દ છે એના પરથી અંગ્રેજીમાં annular શબ્દ બન્યો. માટે વીંટી જેવો આકાર રચતા આ ગ્રહણને અંગ્રેજીમાં ‘annular solar eclipse’ કહે છે. તેના પરથી આ ગ્રહણને આપણે ‘મુદ્રિકાગ્રહણ’ અથવા વલયિકા, વલયી કે વલયગ્રહણ કહી શકીએ. પરંતુ આપણા લોકોએ એમાં વીંટીને સ્થાને કાંગરાવાળી ચૂડી (કંકણ) યા કંકણ દોરાની કલ્પના કરી હોવાથી એને ‘કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણ’ એવું નામ આપવામાં આવેલું છે.

ખગ્રાસ અને કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણોને ઘણી વાર એક શીર્ષક હેઠળ ‘મધ્યવર્તી ગ્રહણ’ (central eclipse) પણ કહે છે. આમ કહેવા પાછળનું કારણ એ છે કે આ બંને પ્રકારનાં ગ્રહણોમાં ચંદ્રબિંબનું મધ્યબિંદુ, સૂર્યબિંબના મધ્યબિંદુ પરથી પસાર થાય છે, જેને પરિણામે કોઈ એક નિશ્ચિત સમયે ચંદ્ર, સૂર્યની બરોબર વચ્ચે  મધ્યે આવે છે, પરંતુ સૂર્યગ્રહણના ત્રીજા પ્રકાર  ખંડગ્રાસ ગ્રહણમાં ચંદ્ર આ રીતે ક્યારેય મધ્યમાં આવતો નથી, પરંતુ બાજુમાંથી સરકી જઈને, સૂર્યબિંબને આંશિક ઢાંકતો આગળ વધે છે.

કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણ

પૃથ્વીની પરિક્રમા કરતો ચંદ્ર મહિનામાં એક વાર પૃથ્વી અને સૂર્યની વચ્ચે આવે છે, ત્યારે આ દિવસે સૂર્ય અને ચંદ્ર બંને સાથે જ ઊગે છે અને સાથે જ આથમે છે. તેમના આ ભેગા પ્રવાસને આપણે અમાસ કે અમાવાસ્યા કહીએ છીએ. કારણ કે ‘અમાવસ’નો અર્થ ‘ભેગા રહેવું’ એવો થાય છે. અમાસને દિવસે ક્યારેક, અથવા કહો કે વર્ષમાં ઓછામાં ઓછું બે વાર અથવા તો કોઈક વાર તો પાંચેક વખત એવું બને છે, જ્યારે આ ત્રણે અવકાશી પિંડો એક સીધી લીટીમાં અને એક જ સપાટી – સમતલમાં આવી જાય છે, ત્યારે અપ્રકાશિત અને અપારદર્શક એવો ચંદ્ર સૂર્યબિંબની આડે આવી જઈને એને ઢાંકી દે છે. આમ આકાશમાંથી આવતાં સૂર્યનાં કિરણોને ચંદ્ર રોકી લે છે. તેથી સૂર્યથી વિરુદ્ધ ભાગમાં ચંદ્રનો શંકુ આકારનો પડછાયો હજારો કિલોમીટર દૂર સુધી પડે છે. આને પ્રચ્છાયા (umbra) કહે છે. પરંતુ સૂર્યમાંથી આવતો પ્રકાશ કોઈ એક બિંદુમાંથી ન આવતાં, વિસ્તૃત સપાટી (extended surface) પરથી આવતો હોઈ, આ શંકુ આકારની, ઘેરી પ્રચ્છાયાની ચોતરફ એક બીજો ઝાંખો પડછાયો પણ રચાય છે, જેને ઉપચ્છાયા (penumbra) કહે છે. આ ઉપચ્છાયાનો આકાર પણ શંકુ જેવો જ હોય છે, પણ એનો સાંકડો ભાગ ચંદ્ર યા સૂર્ય તરફ રહે છે, જ્યારે પ્રચ્છાયાનો સાંકડો ભાગ અર્થાત્ શંકુની ટોચ પૃથ્વી તરફ તકાયેલી રહે છે. શાસ્ત્રીય રીતે દર્શાવતાં, સૂર્યકિરણો દ્વારા રચાતી ચંદ્રની પ્રચ્છાયા, આ બંને પિંડોને જોડતી બાહ્ય સ્પર્શરેખાઓ યા બાહ્ય સ્પર્શજ્યા (external tangents) વડે રચાય છે; જ્યારે ઉપચ્છાયાની રચના આ બંને અવકાશી પિંડોને જોડતી આંતર સ્પર્શરેખાઓ (internal tangents) દ્વારા બને છે. પ્રચ્છાયા ઘેરી હોય છે, કારણ કે સૂર્યનો પ્રકાશ એમાં બિલકુલ પહોંચી શકતો નથી, જ્યારે ઉપચ્છાયા ઝાંખી હોય છે, કારણ કે એમાં થોડોઘણો સૂર્યપ્રકાશ પહોંચી શકતો હોય છે.

આ સમયે પૃથ્વીનો જે પ્રદેશ ચંદ્રની પ્રચ્છાયામાં આવે છે, અથવા પૃથ્વીના જે પ્રદેશમાં પ્રચ્છાયાના શંકુની ટોચ અડે છે, ત્યાં રહેલા નિરીક્ષકને સૂર્ય સંપૂર્ણત: ઢંકાયેલો યા કાળો દેખાય છે, જેને ખગ્રાસ ગ્રહણ કે પછી પ્રચ્છાયા દ્વારા એ થતું હોઈ, છાયા-ગ્રહણ (umbral eclipse) કહે છે. આ રીતે જે ભાગ ચંદ્રની ઉપચ્છાયામાં આવે છે, ત્યાંથી જોતાં સૂર્ય પૂર્ણ નહિ, પણ અંશત: ઢંકાયેલો દેખાય છે, જેને ખંડગ્રાસ સૂર્યગ્રહણ યા આચ્છાયા-ગ્રહણ (penumbral eclipse) કહે છે.

વળી ઉપચ્છાયાની સરખામણીમાં પ્રચ્છાયા હંમેશાં ટૂંકી હોય છે અને ચંદ્રની પ્રચ્છાયા પૃથ્વી સુધી પહોંચશે કે નહિ તેનો આધાર ચંદ્ર અને પૃથ્વી વચ્ચેના અંતર પર છે. આપણો રોજિંદો અનુભવ કહે છે કે આંખ પાસે રાખેલી વસ્તુ નાની હોય તોપણ તે દૂર આવેલી મોટી વસ્તુને ઢાંકી દઈ શકે છે. આનું કારણ એ છે કે આંખ નજદીકની વસ્તુ આપણને મોટી હોવાનો આભાસ ઊભો કરે છે. આમ કોઈ વસ્તુ આપણને કેટલી મોટી દેખાશે યા મોટી હોવાનો આભાસ ઊભો કરશે તેનો આધાર એ વસ્તુ આપણી આંખ સાથે કેટલો કોણ (આલ્ફા α) અંતરિત (subtend) કરે છે તેના પર છે. આ કોણ વસ્તુના વાસ્તવિક વ્યાસ (true diameter – d) તથા તે વસ્તુ આંખથી કેટલા અંતરે (R) આવેલી છે તેના પર આધાર રાખે છે. આમ α = d/R.

આ કોણને વસ્તુનો કોણીય વ્યાસ (angular diameter) અથવા તો ર્દષ્ટ યા આભાસી વ્યાસ (apparent diameter) કહે છે. આ સૂત્ર દર્શાવે છે કે જો વસ્તુ નિરીક્ષકની નજદીક હોય તો તેનો કોણીય વ્યાસ મોટો થવાનો અને જો દૂર હશે તો નાનો. આ જ કારણે 10 મીટર દૂર રાખેલું એકાદ સફરજન 40 કિલોમિટર દૂર આવેલી એમ્પાયર સ્ટેટ બિલ્ડિંગ જેવી જંગી ઇમારતને કે પછી 3,84,000 કિલોમિટર દૂર આવેલા આકાશમાંના પૂર્ણ ખીલેલા ચંદ્રબિંબને સહેલાઈથી ઢાંકી દઈ શકે છે, અને આ જ કારણે ચંદ્ર ઘણો નાનો હોવા છતાંય, સૂર્યને પૂરેપૂરો ઢાંકી દઈ શકે છે. કોઈ સુખદ અકસ્માતે, જોગાનુજોગ સૂર્ય અને ચંદ્રના આભાસી વ્યાસ એકસરખા જ ગણાય છે, એનું કારણ એ છે કે સૂર્ય એ ચંદ્ર કરતાં ચારસો ગણો મોટો છે ખરો, પરંતુ, ચંદ્ર સૂર્યની સરખામણીએ આપણાથી બરાબર એટલો જ, એટલે કે ચારસો ગણો નજદીક પણ છે, આંકડાની આ સમાનતાને કારણે જ સૂર્યગ્રહણ જેવી અદભુત કુદરતી ઘટના આપણે જોઈ શકીએ છીએ. વળી આ જ કારણે 10 મીટર દૂર રાખેલું જે સફરજન ચંદ્રને ઢાંકી દઈ શકે છે તે જ સફરજન 15,00,00,000 કિલોમિટર દૂર આવેલા સૂર્યબિંબને પણ ઢાંકી દઈ શકે છે. (ચેતવણી : સૂર્ય સામે કદીય નરી આંખે યા સાધનમાંથી જોવું નહિ. આમ કરવાથી આંખને કાયમી નુકસાન થવાનો ભય રહેલો છે અથવા અંધાપો આવે છે.)

આકૃતિ 1 : કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણ : α = d/R જ્યાં α = આભાસી કોણીય વ્યાસ, d = વાસ્તવિક વ્યાસ, R = આંખથી વસ્તુનું અંતર. સફરજન, ન્યૂયૉર્કનું એમ્પાયર સ્ટેટ બિલ્ડિંગ, ચંદ્ર અને સૂર્ય – આ બધાં કદની ર્દષ્ટિએ એકમેકથી સાવ ભિન્ન છે. ક્યાં સફરજન અને ક્યાં સૂર્ય ! ક્યાં રાજા ભોજ અને ક્યાં ગાંગો તેલી ! પણ તેમનાં અંતરોને કારણે આ બધા પદાર્થો આપણી આંખ સાથે એકસરખો જ કોણ અંતરિત (subtend) કરે છે અને તેથી આવું શક્ય બને છે. મતલબ કે 10 મીટર દૂર રાખેલું સફરજન, સૂર્ય-ચંદ્રને ઢાંકી દઈ શકે છે !

જેમ પૃથ્વી અને સૂર્ય વચ્ચેનું અંતર એકસરખું રહેતું નથી તેવી જ રીતે, પૃથ્વી અને ચંદ્ર વચ્ચેનું અંતર પણ બદલાતું રહે છે. કોઈ વાર ચંદ્ર જરા પાસે હોય તો કોઈ વાર થોડો દૂર હોય. અમાસને દિવસે સૂર્ય, ચંદ્ર અને પૃથ્વી બરાબર સીધી લીટીમાં આવે, પણ જો તે દિવસે ચંદ્ર પૃથ્વીથી દૂર હોય અથવા મહત્તમ દૂર કે દૂરસ્થ સ્થાને હોય તો, કેટલીક વાર ચંદ્રની પ્રચ્છાયા પૃથ્વી સુધી પહોંચતી નથી. પણ પ્રચ્છાયાની બરાબર નીચે આવેલા પૃથ્વીના એટલા ભાગ ઉપર વસનારા નિરીક્ષકને તે વખતે ચંદ્ર એવી રીતે સૂર્યની આડો આવે છે કે સૂર્યની વચ્ચેનો ભાગ કાળો દેખાય અને આજુબાજુ સૂર્યનું વર્તુળાકાર બિંબ જોઈ શકાય. આમ, ચંદ્ર વડે સૂર્યનું તેજાવરણ યા પ્રકાશમંડલ (photosphere) ઢંકાઈ જાય છે (જુઓ આકૃતિ 2), પણ એની કોર ઢંકાયા વગરની જ રહે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આપણાથી ચંદ્ર દૂરસ્થ બિંદુએ પહોંચ્યો હોઈ, એનો આભાસી વ્યાસ સૂર્યના આભાસી વ્યાસ કરતાં નાનો થઈ જાય છે, જેને કારણે મધ્યવર્તી ગ્રહણ થાય છે ખરું, મતલબ કે ચંદ્ર, સૂર્યને ઢાંકતો વચ્ચે ગોઠવાઈ જાય છે ખરો, પરંતુ સૂર્યના તેજાવરણની કોરને ઢાંકી શકતો નથી. પરિણામે સૂર્યના પ્રકાશિત બિંબની બહારની કોર ઉઘાડી રહી જાય છે અને ગગનમાં કોઈ અપ્સરાનું કંકણ લટકાવ્યું હોય એવું દિવ્ય ર્દશ્ય ખડું થાય છે. આવા દેખાવવાળું સૂર્યગ્રહણ તે કંકણાકૃતિ ગ્રહણ કહેવાય છે.

આકૃતિ 2

આમ જુઓ તો ચંદ્રગ્રહણની સરખામણીમાં સૂર્યગ્રહણોનું વૈજ્ઞાનિક મહત્વ ઘણું વધારે છે, પણ એમાંય ખગ્રાસ સૂર્યગ્રહણની તોલે કોઈ પણ ગ્રહણ ન આવે. હા, ખગ્રાસ સૂર્યગ્રહણની જેમ, કંકણાકૃતિ ગ્રહણ દરમિયાન સૂર્યના બાહ્ય વાતાવરણ એટલે કે કિરીટાવરણ(corona)નો અભ્યાસ થઈ શકે છે ખરો, પરંતુ સૂર્યનાં વર્ણમંડલ કે રંગાવરણ (chromosphere) તથા સૌર જ્વાલાઓ(solar prominences)નો અભ્યાસ તો માત્ર ખગ્રાસ ગ્રહણ સમયે જ થઈ શકે છે. વળી, ‘હીરક મુદ્રિકા’ (diamond ring), ‘બેઈલીના મણિ’ (Baily’s beads) તથા ધરતી પર દોડી જતા તેજ અને તિમિરના ‘છાયાપટ્ટા’ (shadow bands) જેવી અદભુત ઘટનાઓ તો માત્ર ખગ્રાસ ગ્રહણની જ નીપજ છે. વળી, કંકણાકૃતિ ગ્રહણમાં તેજાવરણ પૂરેપૂરું ઢંકાતું ન હોવાથી, સમગ્ર ગ્રહણ દરમિયાન નિસ્યન્દક યા ‘ફિલ્ટર’ વાપરવું ફરજિયાત બની રહે છે; જ્યારે ખગ્રાસ ગ્રહણ વખતે તેજાવરણ સંપૂર્ણ ઢંકાઈ જતું હોઈ, થોડીક ક્ષણો પૂરતો પણ ફિલ્ટરનો ઉપયોગ ટાળી શકાય છે. મતલબ કે નરી આંખે ખગ્રાસ ગ્રહણ જોઈ શકાય છે, અથવા સૂર્ય સાથે સીધી જ આંખમાં આંખ મેળવી શકાય છે. આમ ખગોળરસિયાઓ માટે ફોટામાં ઝડપવાની ઉત્તમ તક પૂરી પાડ્યા સિવાય કે પ્રકૃતિની એક ઉત્કૃષ્ટ ઘટનાના મૂક સાક્ષી બની રહ્યા સિવાય, કંકણાકૃતિ તેમજ ખંડગ્રાસ સૂર્યગ્રહણોનું મહત્વ ઓછું જ છે. એટલે ખગોળશાસ્ત્રીઓને જેટલો રસ ખગ્રાસ સૂર્યગ્રહણમાં પડે છે એટલો રસ સૂર્યગ્રહણના આ બે પ્રકારોમાં પડતો નથી.

વર્ષ દરમિયાન ઓછામાં ઓછાં બે સૂર્યગ્રહણો થતાં હોય છે. પણ જેમ 1935માં બન્યું હતું તેમ, અને હવે 2206માં બનવાનું છે તેમ, કોઈક વર્ષે એમની સંખ્યા પાંચેક જેટલી થઈ જતી હોય છે. સામાન્ય રીતે, અન્ય બે સૂર્યગ્રહણોની અપેક્ષાએ કંકણાકૃતિ ગ્રહણ વધુ સંખ્યામાં થતાં હોય છે. આ સંદર્ભમાં એક મઝાની વાતનો ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ.

ચંદ્રના ભરતીજન્ય પ્રભાવ(tidal influence)ને કારણે, પૃથ્વીની પોતાની ધરી પર ઘૂમવાની દૈનિક ગતિ એટલે કે પરિભ્રમણ (rotation) પર ધીમે ધીમે ‘બ્રેક’ લાગતી હોવાનું ખગોળશાસ્ત્રીઓ માને છે. પરિભ્રમણકાળ ઓછો થતો જતો હોઈ, ચંદ્ર પૃથ્વીથી ક્રમશ: દૂર જતો જાય છે. મતલબ કે, ચંદ્રની ભ્રમણકક્ષા ધીરે ધીરે મોટી થતી જાય છે. હાલમાં ચંદ્ર આપણાથી દર વર્ષે ત્રણ સેમી.ના દરે દૂર સરકી રહ્યો હોવાનું માનવામાં આવે છે. અલબત્ત, આ દર એકસરખો રહેવાનો નથી, કારણ કે દૂર સરકતો ચંદ્ર, પૃથ્વી પર ભરતીજન્ય પ્રભાવ ઓછો કરતો જશે, અને પરિણામે પૃથ્વીનું પરિભ્રમણ પાછું થોડું વેગવંતું બનતું જશે, અને એથી ચંદ્રની દૂર ભાગવાની ઝડપમાં પણ ધીમો ઘટાડો થતો જશે. તેમ છતાંય, અમુક અબજ વર્ષ પછી ચંદ્ર એટલે દૂર પહોંચી ગયો હશે અને એનો આભાસી (કોણીય) વ્યાસ એટલી હદે નાનો થઈ ગયો હશે કે એ સૂર્યના બિંબને પૂરેપૂરો ઢાંકી શકશે નહિ. તે વખતે કંકણાકૃતિ સૂર્યગ્રહણોની સંખ્યામાં ક્રમશ: વધારો થતો જશે, પરંતુ ખગ્રાસ ગ્રહણોની સંખ્યા ઓછી થતી જઈને એ ધીમે ધીમે લુપ્ત થઈ જશે, અને ત્યારે પૃથ્વી પરના લોકો માટે ખગ્રાસ સૂર્યગ્રહણ ભૂતકાળની બિના માત્ર બની ગઈ હશે !

સુશ્રુત પટેલ