نرى في مساء هلالًا رفيعًا وفي يوم آخر قمرًا مستديرًا. لا يعني ذلك أن القمر نفسه يُقطع ثم ينمو. تغير الشكل الناتج عن اختلاف المقدار الذي نراه من الأرض من السطح المضاء بالشمس يسمى أطوار القمر. وإذا فسرنا تناقصه المعتاد بظل الأرض خلطنا الأطوار بالخسوف.
لفهم الأطوار علينا النظر معًا إلى الضوء الذي يضيء سطح القمر وخط النظر إلى ذلك السطح. هذا سؤال مختلف عن كيفية تشكل الفوهات أو مسار رحلة مركبة قمرية. سنتتبع موضع القمر بالنسبة إلى الشمس، ثم الأساس الذي اعتمده الراصد لتسجيل الشكل.
1. النصف المضاء ليس هو الجزء المرئي من الأرض
ضوء القمر أساسًا ضوء الشمس المنعكس عن سطحه. في الحالة المعتادة دون خسوف، وإذا بسطنا القمر إلى كرة، تضيء الشمس نحو نصفه. لا يصغر الوجه الذي تضيئه الشمس فجأة إلى هلال أثناء دوران القمر حول الأرض. كما يوضح شرح NASA لأطوار القمر، يتغير مقدار ما نراه من ذلك النصف المضاء من الأرض. ولا ينبغي أيضًا تفسير الحد بين المضيء والمعتم على أنه أثر جرم سماوي آخر حجب القمر.
تخيل كرة بيضاء يضيئها مصدر ثابت من جانب واحد داخل غرفة. إذا مثّل رأس الراصد الأرض والكرة القمر، فإن تغيير موضع الكرة يغير الجزء المضيء المرئي. وإذا دخلت الكرة ظل رأس الراصد فذلك يماثل خسوفًا لا طورًا عاديًا. النموذج أداة لدراسة العلاقة بين الإضاءة وخط النظر، وليس جهازًا يعيد أحجام الأرض والقمر ومسافاتهما وميلهما بمقياس موحد.
2. التربيع الأول والأخير كلاهما نصف قرص لكن ترتيبهما مختلف
عند المحاق يكون القمر، كما يُرى من الأرض، قريبًا من اتجاه الشمس، وعند البدر يكون في الاتجاه المقابل تقريبًا. قرب المحاق يكون الجانب المواجه للأرض معتمًا في الغالب، ويصعب رؤية القمر لقربه من الشمس. بعده يظهر الهلال وتزداد الحصة المضيئة، مرورًا بالتربيع الأول والأحدب المتزايد وصولًا إلى البدر. وبعد البدر تتناقص مرورًا بالتربيع الأخير والهلال المتناقص ثم تعود إلى المحاق. التغير متصل، وليس قفزات منفصلة كثماني صور ثابتة.
في التربيع الأول والأخير يضاء نحو نصف القرص، لكن الأول في مرحلة الزيادة نحو البدر، والأخير في النقصان بعده. لا تكتفِ بتسجيل شكل نصف القمر، بل قارنه بالسجلات السابقة لتعرف المرحلة. يبين الجدول اتجاهات تقريبية تناسب الفهم عند خطوط العرض المتوسطة. تتغير أوقات الشروق والغروب الفعلية باختلاف الفصل وخط العرض والأفق، فلا تستخدمه جدول رصد دقيقًا.
| الطور الأساسي | الجزء المضيء المرئي من الأرض | اتجاه تقريبي لوقت الرصد |
|---|---|---|
| المحاق، القمر الجديد | يكاد لا يُرى | يصعب رصده لقربه من اتجاه الشمس |
| التربيع الأول | نحو النصف، ثم يزداد | مناسب للرصد مساءً بعد الغروب |
| البدر | قرص شبه مستدير | يشرق عمومًا قرب الغروب ويُرى ليلًا |
| التربيع الأخير | نحو النصف، ثم ينقص | مناسب من أواخر الليل إلى قرب الصباح |
3. يتغير طول الشهر بحسب مرجع الدورة
يستغرق القمر في المتوسط نحو 27.3 يومًا ليدور حول الأرض نسبة إلى النجوم البعيدة، وهذا هو الشهر النجمي. لكن المتوسط من محاق إلى المحاق التالي، أي العودة إلى الطور نفسه، نحو 29.5 يومًا وهو الشهر الاقتراني. ليس الرقمان تقريبين مختلفين للدورة نفسها؛ فالعودة إلى الموضع المداري نسبة إلى النجوم والعودة إلى الترتيب نسبة إلى الشمس سؤالان مختلفان.
في الأثناء تتحرك الأرض والقمر معًا حول الشمس. وعندما يكمل القمر دورة بالنسبة إلى النجوم يكون اتجاه الشمس من الأرض قد تغير، فيحتاج القمر إلى حركة إضافية ليحقق الطور نفسه. لذلك يطول الشهر الاقتراني عن النجمي. الرقمان يصفان دورتين متوسطتين، ولا يعنيان أن كل شهر اقتراني متساوٍ تمامًا. ولا يمكن توقع لحظة البدر التالي بدقة بمجرد تثبيت فاصل تقويمي من 29 أو 30 يومًا.
4. يتطلب الخسوف اصطفافًا مختلفًا عن تغير الأطوار
الخسوف دخول القمر في ظل الأرض حين يتوافق ترتيب الشمس والأرض والقمر قرب البدر. لا يعني هذا أن الجزء المعتم من الهلال أو نصف القمر المعتاد هو ظل الأرض. يميز دليل NASA للخسوف بين الخسوف الكلي، حيث يدخل القمر كله في الظل التام للأرض، والجزئي، حيث يدخل بعضه، وشبه الظلي، حين يمر في شبه الظل الخارجي. قد يصعب ملاحظة تغير السطوع في الخسوف شبه الظلي، ولا يختفي القمر تمامًا في كل خسوف.
يميل مستوى مدار القمر نحو 5 درجات عن مستوى دوران الأرض حول الشمس. ولذلك يمر القمر عادة فوق ظل الأرض أو تحته حتى عند البدر. لا بد من اجتماع البدر مع مرور القمر قرب خط تقاطع المستويين حتى يمكن حدوث الخسوف. فإذا استنتجنا من رسم للأطوار يجعل الشمس والأرض والقمر في مستوى واحد أن الخسوف يحدث كل شهر، نكون قد خلطنا حدود الرسم الذي أغفل الميل بالظاهرة الحقيقية.
5. تحقق منفصلًا من يمين الجزء المضيء ويساره ومن تاريخ التقويم
الطور في اللحظة نفسها يكاد يكون متماثلًا عمليًا في أنحاء الأرض، لكن اتجاه القمر الظاهري يختلف بحسب موضع الراصد. قد يبدو الشكل المعتاد مقلوبًا بين نصفي الكرة الشمالي والجنوبي، وقد يتغير ميله إلى الأفق حتى في المكان نفسه. لذا لا تطبق قاعدة أن الإضاءة يمينًا تعني دائمًا طورًا متزايدًا على جميع المناطق والصور. تحقق أيضًا من تدوير الصورة أو قلب الجهاز البصري لها، واقرأ معها ما إذا كانت المساحة المضيئة تزداد أم تنقص خلال أيام.
وقت البدر في التقويم الفلكي لحظة محددة، بينما قد يبدو القمر شبه مستدير في الليالي السابقة واللاحقة. وعند تسجيل اللحظة بتاريخ محلي قد يختلف اليوم باختلاف المنطقة الزمنية. مثلًا، الوقت الافتراضي التوضيحي 18:00 UTC في يوم ما يقابل 03:00 من اليوم التالي في UTC+9. هذا مثال لتحويل الوقت وليس تنبؤًا ببدر حقيقي. يحدد نشاط تقويم القمر من JPL أيضًا المنطقة الزمنية ونطاق تطبيق الجدول. عند استخدام رسم أو تقويم من بلد آخر، تحقق أولًا من السنة والمنطقة الزمنية ومنطقة الرصد.
6. سجّل ما رصدته منفصلًا عما توقعت رؤيته
راقب القمر نحو شهر، وسجّل التاريخ والوقت المحلي والمكان والاتجاه في السماء وشكل الجزء المضيء. يمكن البدء من المكان نفسه بعد الغروب، لكن القمر لا يكون مرئيًا في الوقت نفسه طوال الدورة. في الأيام التي لا تراه فيها سجّل الغيوم وحجب المباني ومدى ملاءمة وقت الرصد. لا تعد الخانة الخالية دليلًا مباشرًا على المحاق. ولا توجه المنظار الثنائي أو التلسكوب نحو الشمس بحثًا عن قمر قريب منها.
لنفترض أن ملاحظة افتراضية A تقول إن هلالًا رفيعًا شوهد غربًا في مساء، ثم قمرًا أكثر امتلاءً في الوقت نفسه بعد أيام. ينسجم ذلك مع ازدياد الحصة المضيئة، لكنه ليس قياسًا دقيقًا لطول الشهر الاقتراني. وإذا قالت ملاحظة B إن القمر لم يُرَ يومًا ثم شوهد في اليوم التالي، فلا يصح تفسير اليوم الفارغ باختفاء القمر نفسه. الملاحظتان حالتان افتراضيتان للتدرب على فهم ظروف الرصد، لا نتيجتا رصد حقيقي للسماء.
كما في نشاط JPL لدفتر رصد القمر، تساعد مقارنة رسوم عدة أيام بالترتيب على فصل التغير المتكرر عن فجوات الرصد. إذا ملأت شكل يوم غير مرصود لاحقًا من تقويم فلكي، فميز الرصد المباشر عن التوقع بعلامتين مختلفتين. وافصل أيضًا بين صورة مظلمة بسبب التعريض أو الغيوم وبين نقصان المساحة المضيئة. لا يكفي سجل تسلسل الأطوار لتحديد بعد القمر أو لحظة خسوف دقيقة.