Analemma: hình số tám của Mặt Trời trên bầu trời

Hình số tám hình thành ra sao?

Hình dung bạn chụp tại cùng chỗ ở Hà Nội hoặc Hạ Long mỗi tuần, đúng một giờ dân dụng có độ lệch UTC cố định. Nếu quỹ đạo tròn và trục không nghiêng, Mặt Trời sẽ trở về một điểm. Thực tế có hai thành phần:

• **Xích vĩ:** dao động từ khoảng +23,4° tới −23,4°, phạm vi gần 47° trong tọa độ xích đạo trời.
• **Phương trình thời gian:** Mặt Trời đi trước hoặc sau giờ trung bình cỡ một phần tư giờ, tương đương vài độ góc giờ.

Ghép hai đại lượng tạo hình số tám. Phạm vi 47° là chênh xích vĩ, không bảo đảm mọi ảnh có chiều cao thẳng đứng đúng 47°. Trong tọa độ chân trời, độ nghiêng, phần bắc–nam và hình chiếu còn tùy nơi, giờ và cách hướng máy.

Hình dạng nói lên điều gì?

Hai vòng không bằng nhau. Phần gắn với nửa năm quanh tháng 1 lớn hơn do quỹ đạo elip và vị trí cận nhật làm hai thành phần EoT cộng hoặc triệt tiêu khác nhau. Các chấm ngày dồn lại gần chí khi xích vĩ đổi chậm, xa nhau hơn gần phân khi xích vĩ đổi khoảng 0,4° mỗi ngày.

Điểm giao không ở đúng hai ngày phân. Hai thời điểm khoảng giữa tháng 4 và cuối tháng 8 có thể cho cùng cặp xích vĩ–EoT, tạo nơi hai nhánh gặp nhau. Analemma của hành tinh khác sẽ khác vì độ nghiêng trục, độ lệch tâm và hướng cận nhật khác.

Vĩ độ và giờ chụp thay đổi hình nhìn thấy. Trong vùng nhiệt đới, hình giữa trưa có thể vượt gần thiên đỉnh và đi qua cả phần trời bắc lẫn nam. Không coi nó là một số tám luôn dựng thẳng phía nam như hình mẫu vĩ độ bắc trung bình. Trên địa cầu cổ, analemma đôi khi được vẽ ở Thái Bình Dương như bảng đọc xích vĩ và phương trình thời gian theo ngày.

Đồng hồ Mặt Trời và lịch sử

Trước khi có nhiếp ảnh, đường số tám đã được dùng với đồng hồ Mặt Trời và đường trưa. Khi điểm bóng chạm nhánh đúng ngày, có thể đọc một mốc giờ trung bình thay vì giờ thật. Một số công trình dùng lỗ nhỏ cho vệt sáng đi qua nền; cần biết thiết kế và quy ước cụ thể của dụng cụ.

Dennis di Cicco thực hiện bức ảnh analemma hoàn chỉnh nổi tiếng đầu tiên trong các năm 1978–1979 tại Hoa Kỳ, bằng nhiều lần phơi trên cùng phim. Địa điểm và người thực hiện là phần lịch sử, không thay thành một câu chuyện địa phương khác.

Tự chụp một analemma

1. Chỗ đặt máy cố định: đánh dấu vị trí, hướng và góc ngắm để giữ nhất quán qua năm. Ban công hoặc điểm đứng an toàn có thể hữu ích nếu không bị thay vật cản.
2. Giờ cố định: dùng cùng giờ trung bình hoặc giờ vùng có độ lệch UTC không đổi. Nếu chụp ở nước đổi giờ mùa hè, phải bù một giờ; quên sẽ tách đường thành hai phần. Không tự áp lịch đổi giờ của châu Âu cho Việt Nam.
3. Lọc Mặt Trời: mọi ảnh chứa đĩa cần bộ lọc phù hợp trước vật kính; không nhìn qua kính ngắm quang học chưa lọc.
4. Nhịp chụp: khoảng 7–10 ngày một ảnh đã mô tả được hình. Mùa mưa có thể dùng ngày lân cận, ghi đúng ngày giờ thực thay vì sửa thành một ngày giả.
5. Tiền cảnh: có thể ghép ảnh cảnh riêng với chuỗi Mặt Trời, giữ đúng hướng và tỷ lệ. Tháo lọc chỉ cho khung cảnh khi không hướng thiết bị trực tiếp vào Mặt Trời theo cách không an toàn.

Gần chí, vị trí đổi chậm nên thuận tiện thử khung hình trước khi chấm ngày đi nhanh hơn gần phân. Chọn giờ quyết định hình nghiêng thế nào; mô phỏng trước giúp tránh cắt mất nhánh trên hoặc dưới.