Sólmyrkvinn 3. október 1986

eftir Þorstein Sæmundsson
 

Það mun hafa verið í desember 1984 sem ég fékk fyrst áhuga á þessum myrkva. Ég var þá byrjaður að vinna að útreikningum fyrir Almanak Háskólans 1986 og sá strax að þessi myrkvi yrði líklega mesti myrkvi hér á landi síðan 1954. Hinn 30. júní það ár varð sól almyrkvuð syðst á landinu. Beltið sem myrkvinn náði til var 150 km á breidd sbr. myndirnar hér fyrir neðan sem sýna umfjöllun almanaksins um myrkvann. Umsjónarmenn almanaksins á þessum tíma voru prófessorarnir Trausti Einarsson stjörnufræðingur og Leifur Ásgeirsson stærðfræðingur. Það er umhugsunarefni hvílíkt verk það hefur verið fyrir þá að reikna út feril myrkvans án þess að

hafa reiknivél af nokkru tagi.

Í væntanlegum myrkva árið 1986 yrði beltið miklu mjórra, og það yrði reyndar á mörkunum að sól myrkvaðist alveg. Litlu myndi muna að skuggi tunglsins færi fram hjá jörðinni án þess að snerta hana, en ef hann gerði það yrði það á svæðinu milli Íslands og Grænlands. Myrkvinn myndi verða nálægt sólsetri, og þar sem ferillinn lægi langt frá landi yrði helst unnt á að sjá hann úr flugvél. Ég ræddi við Stefán bróður minn, sem var atvinnuflugmaður, um möguleika á að fljúga inn á myrkvasvæðið í flugvél sem hann átti, en það var Cessna 310, tveggja hreyfla. Sú vél var ekki með þrýstibúnaði svo að fyrirsjáanlegt var að við yrðum að hafa súrefni meðferðis til að komast yfir hæstu ský. En snemma árs 1986 festi Stefán ásamt öðrum kaup á lítilli þotu af gerðinni Cessna Citation II.  Fórum við þá að leggja á ráðin um sólmyrkvaferð með þeirri vél. Kostnaðarins vegna var æskilegt að fá fleiri til að taka þátt í þessu ævintýri. Þotan gat tekið átta farþega auk tveggja flugmanna. Áætlaður kostnaður var 20 þúsund krónur ($500 á þáverandi gengi) á mann. Fljótlega kom í ljós að áhugi var á málinu bæði hérlendis og erlendis. Morgunblaðið vildi senda ljósmyndara og Sjónvarpið sömuleiðis. Bandaríkjamaður að nafni John Beattie hafði samband við mig símleiðis og pantaði sæti fyrir sig og þrjá samlanda sína, hjónin John og Mary Goodman og dr. Glenn Schneider. Sá síðastnefndi var ungur stjörnufræðingur. Þetta fólk tilheyrði þeim sérstæða hópi sem eyðir mestöllum frítíma sínum og peningum í að eltast við sólmyrkva. Hvert þeirra hafði séð frá níu upp í þrettán almyrkva víðs vegar um heim. Sjálfur hafði ég aðeins séð einn slíkan (1954), en það nægði til að koma mér í skilning um hvers vegna menn sækjast svo mjög eftir því að sjá þetta náttúrufyrirbæri, því að það er svo sannarlega óviðjafnanlegt. Hafa ber í huga að engir tveir myrkvar eru eins, því að kóróna sólar er afar breytileg útlits og svonefndir sólstrókar einnig, en hvorugt sést með berum augum nema sól sé almyrkvuð. Árið 1986 voru sólblettir í lágmarki. Þá nær kórónan oft lengst út frá sól í grennd við miðbaug sólar og myndar eins konar vængi eins og sjá má á þessari fallegu mynd sem slóvakíski stjörnufræðingurinn Vojtech Rušin tók á Indlandi árið 1995:

Þessi mynd minnir mjög á myrkvann sem sást hér á landi árið 1954, nema hvað rauðir sólstrókar eru ekki eins áberandi og þeir voru þá.

Sólmyrkvar greinast í fjögur afbrigði: almyrkva (0,6 á ári að meðaltali), hringmyrkva (0,8 á ári), deildarmyrkva (0,8 á ári) og blandaða myrkva (0,1 á ári). Með blönduðum myrkva er átt við myrkva sem sést sem almyrkvi sums staðar á jörðinni en hringmyrkvi annars staðar. Sólmyrkvinn 1986 var einstakur að því leyti að hann var á mörkum almyrkva og hringmyrkva. Ein af einkennisstærðum sólmyrkva nefnist gamma  (táknuð með gríska bókstafnum γ), en það er minnsta fjarlægð áss tunglskuggans frá miðju jarðar, reiknað í jarðgeislum. Ef gamma er nálægt 1 er á mörkum þess að almyrkvi sjáist. Í myrkvanum 1986 var gamma 0,993.

Spám bar ekki fyllilega saman um það hve lengi myrkvinn 1986 myndi sjást sem almyrkvi frá besta stað, en það yrði líklega örstutt, fáeinar sekúndur eða sekúndubrot. Myrkvakeilan átti að snerta jörðina milli Íslands og Grænlands og ferill myrkvans að liggja í sveig frá norðri til suðurs. Meðfylgjandi teikning sýnir jörðina séð frá sól. Beina samfellda strikið sem nánast snertir jörðina táknar miðlínu myrkvans, en brotna línan táknar jaðar þess svæðis þar sem sól yrði myrkvuð að hluta til (deildarmyrkvi). Það svæði náði yfir mestalla Norður-Ameríku.
 

Við útreikninga notaði ég eigið forrit, samið í forritunarmálinu Basic, upphaflega fyrir lófatölvu (Sharp PC-1261). Við forritunina notaði ég  reikniaðferðir sem lýst er í bókinni "Canon of Solar Eclipses" eftir Hermann Mucke og Jean Meeus (1983). Teikningin hér að ofan er úr því riti. Ég hafði um árabil átt bréfaskipti við Meeus, sem er heimsþekktur reiknimeistari á sviði stjörnuhnitafræði, og fengið hjá honum upplýsingar um stjörnumyrkva fyrir almanakið. Í fyrstu notaði ég myrkvastuðla (svonefnda Besselsstuðla) úr bók Muckes og Meeusar, en ákvað síðar að styðjast við stuðla sem birtir voru í bresk-bandaríska stjörnualmanakinu Astronomical Almanac. Ástæðan var sú að stjörnualmanakið hafði nýrri upplýsingar um brautargöngu tunglsins. Samkvæmt þeim var tunglið talið norðar en áður um 0,48 bogasekúndur (1/4000 af þvermáli tungls). Þessi smávægilega breyting olli 7 km færslu á reiknuðum skugga miðað við sólarhæð á staðnum (6,5 gráður) og væntanlega flughæð (40000 fet, 12190 m), sem sýnir hvað nákvæmni skipti miklu máli við útreikning þessa myrkva. Næst ákvað ég að gera leiðréttingu vegna mismunar á sýndarmiðju og þyngdarmiðju tunglsins, sem stjörnualmanakið gerði ekki. Samkvæmt upplýsingum frá Meeusi átti sú leiðrétting að nema 0,6 bogasekúndum í þá átt að sýndarmiðjan yrði sunnan við þyngdarmiðjuna. Mér taldist svo til að þetta myndi flytja braut myrkvans um 8 km til vesturs. Þar sem sól yrði svo lágt á lofti gat ljósbrot í andrúmsloftinu skipt máli því að það myndi sveigja myrkvakeiluna merkjanlega niður á við. Ég fór í saumana á þessu atriði og fann að við sjávarmál myndi þetta hafa veruleg áhrif og svara til 300 m lækkunar á endapunkti skuggans og 2 km hliðrunar á ferlinum, en í 12 km hæð næmi lækkunin aðeins 20 metrum og áhrifin því óveruleg. Tímalengd myrkvans yrði innan við eina sekúndu og breidd skuggabeltisins aðeins 10 km samkvæmt mínum reikningi. Allar þessar leiðréttingar voru þó smávægilegar miðað við þau áhrif sem það hafði að vera svo hátt yfir jörðu. Ferill myrkvans í 12 km hæð reyndist liggja 100 km vestar en ferillinn við sjávarmál. Í Astronomical Almanac var reiknað með stærra meðalþvermáli tungls en ég hafði gert, sem gaf  lengri myrkvatíma (3 sekúndur) og meiri ferilbreidd (37 km).

Í septemberhefti tímaritsins Sky & Telescope birtist grein um myrkvann eftir Edward Brooks veðurfræðing og þekktan áhugamann um sólmyrkva. Brooks hafði haft samband við Fred Espenak stjarneðlisfræðing við Goddard geimferðastöðina í Bandaríkjunum, en Espenak hafði sérhæft sig í útreikningum myrkva. Í greininni var hámarkið tímasett kl. 19:06, sem var í samræmi við mína niðurstöðu, en staðsetningin var 23 km vestar. Samkvæmt Espenak átti tunglið að vera almyrkvað í 3,5 sekúndur. Með því að fljúga í sömu átt og myrkvinn mætti lengja tímann um 1²/3 sekúndu ef flogið væri með hraðanum 700 mílur á klukkustund (1130 km/klst). [Fáar flugvélar fara svo hratt, svo að þetta var nokkur bjartsýni.] Hraði tunglskuggans í þessum myrkva var um 3400 km/klst. miðað við jörð. Brooks komst að þeirri niðurstöðu að það væri varla ómaksins vert að gera ráðstafanir til að sjá þennan örstutta myrkva á svo óhentugum stað, en hugsanlega yrði einhver farþegaþota á þessari leið á réttum tíma. Ef svo færi, myndu farþegarnir njóta þeirra sérréttinda að sjá myrkvann, einir jarðarbúa. Grein Brooks fylgir hér með. Þar er m.a. sýndur sá mikli munur sem er á ferli myrkvans við 40000 feta hæð og ferlinum við sjávarmál. (Smellið á litlu myndina til að sjá alla greinina.)

Eftir að hafa séð þessa grein talaði ég við Espenak í síma og fékk hjá honum nánari vitneskju. Hann sagðist hafa notað eigin Besselsstuðla og reiknað með leiðréttingunni 0,6" vegna fráviks sýndarmiðju tungls frá þyngdarmiðju. Einnig sagðist hann tekið ljósbrotið í andrúmsloftinu með í reikninginn. Hann var í fyrstu mjög viss í sinni sök, en þegar leið á samtalið viðurkenndi hann að hugsanlega hefði verið betra að nota stuðla Astronomical Almanac. Seinna sendi hann mér útreikning byggðan á þeim stuðlum, og af því dreg ég þá ályktun að áhrif ljósbrotsins í útreikningum hans hafi leitt til þess að brautin færðist 3 km til vesturs.

Þá hafði ég einnig samband við Meeus, svo og við myrkvasérfræðinginn Alan Fiala hjá almanaksskrifstofunni í Washington, en Fiala var ábyrgur fyrir myrkvaútreikningum stjörnualmanaksins. Hvorugur vildi taka afstöðu til þess hvort sól yrði almyrkvuð í þetta skipti. Í markatilviki eins og þessu skiptir máli að tunglröndin er óregluleg vegna fjalla og dala, og nemur óreglan 3-5 bogasekúndum frá miðgildi tunglrandarinnar. Frá Espenak fékk ég teikningu þar sem fram kom hvernig líklegt væri að tunglröndin myndi líta út í myrkvanum. Hliðstæða teikningu fékk ég frá Fiala eftir myrkvann.

Þegar Bandaríkjamennirnir voru komnir hingað til lands settumst við á rökstóla og bárum saman bækur okkar. Glenn Schneider sýndi okkur eigin útreikninga sem hann sagði byggða á bók Muellers (Ivan I. Mueller: Spherical and Practical Astronomy, 1969). Niðurstöður Schneiders voru líkar mínum, en þó var smávægilegur munur. Eftir ítarlega umræðu var ákveðið að treysta á mína útreikninga. Öllum var þó ljóst að engin vissa var fyrir því að myrkvinn yrði algjör vegna ójafna á tunglröndinni.

Eftirfarandi útreikningar miðuðust við flughæðina 40000 fet (12190 m) og flughraðann 350 hnúta (650 km/klst.). Ekki var reiknað með tíma í klifur, en hann hefði mátt áætla um 5 mínútur.

Í töflunni er sýnt hvar myrkvinn átti að vera staddur með mínútu millibili frá kl. 19:03 til kl. 19:09. Myrkvinn átti að vera mestur kl. 19:06, og við vildum stefna að því að vera komnir á réttan stað á þeim tíma, 1060 km frá Reykjavík. Það hefðum við getað með því að leggja af stað kl. 17:28 og fara beinustu leið, en skynsamlegra þótti að fara fyrr af stað, stefna inn á væntanlega braut myrkvans norðan  við stað "1906", hringsóla þar ef þörf krefði, en fylgja síðan brautinni og láta myrkvann ná okkur við "1906". Ef eitthvað færi úrskeiðis myndi myrkvinn ná okkur aðeins fyrr eða aðeins seinna. Til að mæta hugsanlegum mótvindi var ákveðið að flýta flugtakinu.

Fyrir flugið bættust í för þeir Ragnar Axelsson blaðaljósmyndari frá Morgunblaðinu og Páll Reynisson sjónvarpstökumaður. Aðstoðarflugmaður var Ágúst Arnbjörnsson. Alls voru því níu manns um borð, og er ekki vitað til þess að fleiri hafi séð þennan sólmyrkva. Mun það vera einstakt í myrkvasögunni.
 

Flugtakið var kl. 16:43. Flugvélin klifraði svo bratt að okkur farþegunum fannst sem við værum í eldflaug. Eftir flugtak var hringsólað yfir Reykjavík í  stutta stund. Stefán sagðist vera að stilla leiðsögutækin sem voru tvenns konar: Loran C og Omega, en þau kerfi voru fyrirennarar GPS. Með Loran átti að vera hægt að staðsetja vélina með innan við hálfs kílómetra nákvæmni.  Omega kerfið var ekki eins nákvæmt en náði til allra staða á jörðu, sem Loran gerði ekki.

Eftir hringsólið var stefnan tekin til suðvesturs, í sólarátt.  Klukkan 18:54 beygði vélin til suðurs inn á myrkvabrautina. Myrkvinn náði flugvélinni svo kl. 19:05:19. Þá náði myrkvinn hámarki samkvæmt tímamælingu Glenns Schneider sem studdist við útvarpsmerki frá tímamerkjastöðinni WWV. Þá var flugvélin stödd næstum því mitt á milli punkta "1905" og "1906", um 30 km norðan við "1906".  Frávikið frá upphaflegri áætlun stafaði af því að flughraðinn var minni en reiknað var með. Stefán hafði talið okkur vera á undan áætlun og dregið af. Hitastig í flughæð var mínus 60 stig eins og búist hafði verið við eftir upplýsingum Veðurstofu. Rúður hélaði, og Páll Reynisson, sem sat við dyr vélarinnar, fann fyrir kulda.

Um 20 mínútur fyrir myrkvann var kominn sérkennilegur blær á skýin. Rétt fyrir myrkvann sáum við að himinninn var orðinn mjög dökkur á bak við okkur og skýin fyrir neðan undarlega gráleit. Mjög fallegir litir sáust á himni út við sjóndeildarhring. Sjá mátti tunglskuggann á skýjunum fyrir neðan okkur. Sumir töldu sig sjá hvernig hann færðist yfir okkur, en sjálfur get ég ekki fullyrt það. Sólin sýndist hærra á lofti en ég hafði búist við, og munaði þar um flughæðina sem olli því að sjóndeildarhringurinn lækkaði talsvert frá láréttu. Sást það mjög greinilega. Fræðilega séð átti þessi lækkun sjóndeildarhrings að nema 3,3 gráðum.

Það fór eins og okkur hafði grunað að sól myrkvaðist ekki fullkomlega, heldur sáust ljósgeislar (svonefndar Bailysperlur) á nokkrum stöðum við tunglröndina. Rautt lithvolfið sást kringum tunglröndina og í nokkrar sekúndur sást sólkórónan talsvert út frá sól. Þetta var því hin fegursta sýn.  Við höfðum lánað ljósmyndurunum dökkar filmur til að deyfa sólarljósið fyrir og eftir myrkvann. Þegar myrkvinn var mestur var ekki þörf á að deyfa ljósið og Ragnar Axelsson náði ágætum myndum. Sjónvarpsmaðurinn, Páll Reynisson,  gleymdi hins vegar að fjarlægja dökku filmuna. Ég hafði fyllstu samúð með honum, því að þetta hafði komið fyrir mig sjálfan í myrkvanum 1954. Bandaríkjamennirnir tóku fjölda mynda, en sögðu eftir á að engin þeirra hefði verið verulega skörp, annað hvort vegna titrings frá flugvélinni eða vegna þess að rúður flugvélarinnar hefðu valdið bjögun. Sjálfur tók ég engar myndir. Í myrkvanum 1954 hafði ég eytt of miklum tíma í myndatökur sem ekki heppnuðust allt of vel, og ég hafði heitið sjálfum mér því að njóta útsýnisins betur við næsta myrkva ef færi gæfist. John Beattie tók öll samtöl í flugvélinni upp á segulband frá því klukkan 18:45 og fékk ég afrit af því. Á bandinu heyrast menn deila um það hvað eigi að kalla þennan myrkva, sem hvorki var almyrkvi né hringmyrkvi. Hér heyrast fáeinar mínútur af upptökunni nálægt hámyrkvanum. →☻  (Það getur tekið nokkurn tíma að sækja skrána.)

Þar sem myrkvann bar upp á fréttatíma ríkisútvarpsins hafði ég verið beðinn um að lýsa myrkvanum fyrir hlustendum. Það gerði ég strax eftir að myrkvanum lauk, en vegna fjarlægðar varð að nota stuttbylgjusamband og það reyndist ekki sérlega gott.

Að myrkvanum loknum var stefnan tekin til Narsarsuak á Grænlandi í 450 km fjarlægð. Þar lentum við kl. 20:12 og var eldsneyti  bætt á vélina.
 

Stefán við stýrið á leið til Narsarsuak. (Mynd Þ.S.)

Eldsneyti tekið í Narsarsuak (Mynd Þ.S.)
 

Flugtak frá Narsarsuak var kl. 20:50, skömmu eftir sólarlag þar, og lending í Reykjavík kl. 22:58, hálfri annarri stund eftir dagsetur. Vegalengdin frá Narsarsuak er 1240 km. Alls nam flugið 2700 km. Klukkustund eftir heimkomuna var kvikmynd Páls Reynissonar sjónvarpað, og Morgunblaðið birti frétt með myndum Ragnars Axelssonar daginn eftir.

Í Narsarsuak kom upp óvænt vandamál þegar greiða átti fyrir eldsneytið. Flugvallarmenn vildu aðeins taka við dönskum krónum eða American Express greiðslukortum. Sem betur fer var einn Bandaríkjamannanna, John Goodman, með kort frá American Express og gat komið okkur til bjargar. Að öðrum kosti hefðum við sennilega verið kyrrsettir á Grænlandi! En John skemmti sér við þá tilhugsun hvað hann gæti sagt þegar reikningurinn kæmi. "Hvað í ósköpunum er þetta sem þið eruð að skuldfæra á mig? Þotueldsneyti á Grænlandi?!"

Eftir myrkvann hafði ég samband við Alan Fiala. Hann sendi mér teikninguna sem hér sést:
 

Ég bar þessa mynd saman við sams konar teikningu sem ég hafði fengið hjá Fred Espenak áður en ferðin var farin. Teikningarnar voru svipaðar en þó ekki alveg eins, enda reiknaðar út frá mismunandi forsendum. Báðar gáfu þó býsna góða hugmynd um það hvar á tunglröndinni myndi örla fyrir sól.  Því miður hef ég ekki varðveitt teikningu Espenaks, en ég hef aðra sem hann sendi mér þremur mánuðum seinna og birti hana hér.

Þessi teikning miðast við athugunarstað á jörðu niðri, um 100 km austan við fluglínuna. Við samanburð á teikningunum og mynd Ragnars Axelssonar ber að hafa í huga að teikningarnar snúa ekki eins og ljósmyndin. Það sem snýr upp á ljósmyndinni  er merkt Zenith á teikningu Espenaks, 28° til vinstri frá norðri.

Í bréfi til Fiala 23. nóvember 1986 segi ég að ráða megi af mynd Ragnars Axelssonar að tunglið hafi verið hálfri til einnar bogasekúndu of hátt frá okkur séð. Þetta gæti bent til þess að við hefðum verið aðeins vestan við miðlínu myrkvans. Það voru líka fyrstu viðbrögð okkar þegar við horfðum á myrkvann, að við værum of vestarlega. Þrjár skýringar koma til greina og gætu verið samverkandi. Í fyrsta lagi gæti einhverju hafa skakkað í útreikningi á ferli myrkvans þótt fyllstu nákvæmni væri gætt. Í öðru lagi er ekki víst að Lorantækið hafi sýnt eins rétta staðarákvörðun og við héldum. Við vorum ekki á besta svæði með tilliti til Loranstöðva (http://en.wikipedia.org/wiki/Loran-C).

Þriðja ástæðan gæti verið sú að flughæðin hafi verið minni en reiknað var með. Þegar hæð er mæld eftir loftþrýstingi þarf að áætla hver þrýstingur er við sjávarmál, en um það ríkti talsverð óvissa í þessu tilviki. Aðrar skekkjur í hæðarmæli koma einnig til greina. 

Í bréfinu til Fiala segi ég að mér sýnist stuðlar Astronomical Almanac án ljósbrotsleiðréttingar gefa betri niðurstöðu en stuðlar Espenaks. En Astronomical Almanac hafi ofmetið breidd myrkvabeltisins og tímalengd myrkvans.

Þess má geta, að á vefsetri Espenaks kemur fram að hann hefur endurreiknað þennan myrkva. Nú reiknast honum hámarkið kl. 19:05:20,6, svo til nákvæmlega á þeim tíma þegar myrkvinn var mestur hjá okkur.

Spyrja má hvort hugsanlegt sé að tungl hafi almyrkvast einhvers staðar í námunda við okkur, en við misst af almyrkvanum. Þessu verður að svara neitandi. Allt bendir til þess myrkvinn hafi hvergi sést sem almyrkvi. Ljósmyndirnar sem teknar voru styðja spár Espenaks og Fiala um það hvar ljósgeislar myndu sjást við tunglröndina, og að myrkvinn yrði ekki alger. Teikningar Fiala sýna ekki merkjanlegan mun á útliti myrkvans séð frá stöðumiðunum tveimur, "19:05" og "19:06".

Loks mætti spyrja hvort mögulegt sé að fleiri hafi orðið vitni að þessum óvenjulega myrkva. Þegar við vorum að nálgast myrkvaferilinn sást til lítillar eins hreyfils flugvélar langt fyrir neðan okkur. Hafi þetta verið menn í myrkvaleit, fara engar sögur af því, enda voru þeir neðan við háskýjahulu sem var nokkuð samfelld alla leiðina. Eins hreyfils vélar fá yfirleitt ekki heimild til flugs svo langt frá landi nema um ferjuflug sé að ræða.

Eftir myrkvann sendi Fred Espenak mér afrit af grein sem hann hafði sent ritstjóra tímaritsins Sky & Telescope í maí 1986 þar sem hann lýsti fyrstu útreikningum sínum. Sú grein var aldrei birt, sennilega vegna þess að ólíklegt þótti að nokkur myndi sjá þennan myrkva. Í greininni spáir Espenak því að ferill hringmyrkvans við hámark verði 2,4 km að breidd, en vegna þess hve tunglröndin sé óregluleg muni myrkvinn ekki verða alger, heldur perlum skreyttur hringmyrkvi ("beaded annular") og sjást muni í ljóshvolf sólar á sex stöðum við röndina. Þetta verði afar skrautlegur myrkvi, mun tilkomumeiri en myrkvinn 30. maí 1984 sem margir hafi orðið vitni að.

Segja má að þessi fyrsta spá Espenaks hafi reynst býsna nærri lagi hvað varðar ásýnd myrkvans. 

Nokkru eftir flugið ritaði Glenn Schneider frásögn sem birtist í tímaritinu Sky & Telescope (smellið á myndina):

Schneider hefur líka sett lýsingu á myrkvafluginu á  vefsíðu sína:

    
 http://nicmosis.as.arizona.edu:8000/ECLIPSE_WEB/ECLIPSE_86/ECLIPSE_86.html

Í janúar 2010 birti Ragnar Axelsson grein í Morgunblaðinu þar sem hann rifjaði upp myrkvaflugið (smellið á myndina til að lesa textann):

(English version)
 

12. apríl 2015. Síðast breytt 7. 10. 2021