6億年後,地球上或許再無日全食


而即將上演的月偏食,雖然遠不如日全食壯觀,仍引得不少天文愛好者摩拳擦掌。

接踵而至的日食、月食令人興奮,也讓人們疑問,它們相伴出現是場巧合還是種必然?而關於日食和月食,我們還有哪些誤解和冷知識?

月食更常見?其實日食發生概率更高

日全食之所以能發生,純屬巧合。月球直徑約為太陽的1/400,而日地距離正好為地月距離的400倍。從地球上看,月球和太陽的視直徑幾乎相等,因而月球有可能遮住太陽而發生日全食。

日食和月食,哪個更常見呢?北京天文館副研究員李昕接受科技日報記者採訪時說,根據地球和月球運行規律,大約每18年零11天,也即一個沙羅周期,日月食的發生順序就會重複一遍。每個週期裡,約有43次日食和28次月食,日食和月食發生的概率比約為3∶2。

雖然日食發生的概率更高,但實際上,我們能看到日食的機會卻比月食少。 “這是因為每次月食發生的時候,全世界只要能看到月亮的地方,就能看見月食。而且,月全食長達幾十分鍾乃至幾小時,可觀測範圍和持續時間遠大於日全食,所以在同一地點月食被看到的機率更高。”李昕告訴記者。

日食的發生是因為月球擋住太陽的影子。 “月亮本身很小,所以發生日偏食的時候只有一部分地區可以看到。能夠看到日全食和日環食的地方就更加少了。”李昕解釋道,日全食時,月影只在地球表面投影下一條很窄的全食帶,只有位於全食帶中的少數地點才能目睹日全食。

據報導,在地球上某一固定地區看到日全食的機率大約為300 年一次,而同一地區看到月全食的機率大約為3 年一次,生活在某一固定地區的人,有生之年能看到多次月全食,但幾乎無緣目睹一次日全食。

日食月食沒關係?兩者一般相隔半個月上演

如果留心,你會發現相鄰的日食和月食總是相隔半個月左右,就像這次日全食和月偏食一樣。

“這是因為日食一定是發生在農曆初一,而月食一定是發生在滿月的時候。所以相隔時間大概是農曆半個月左右。”李昕說。

李昕解釋道,日食、月食的發生必須是新月和滿月出現在黃道和白道交點的一定界限之內,這個界限叫做“食限”。計算表明,農曆初一,新月在黃道和白道的交點附近18度左右的範圍內,就可能發生日食;如果新月在黃道和白道的交點附近16度左右的範圍內,則一定有日食發生。而到了農曆十五左右,滿月在黃道和白道的交點附近12度左右的範圍內,就可能發生月食;如果滿月在黃道和白道的交點附近10度左右的範圍內,則一定有月食發生。

太陽運行到黃道和白道的交點附近,月球也正往交點方向運行,如果同時趕上新月就發生了日食。當月球運行到交點附近,趕上滿月,就出現了月全食。 “這之間大概是半個月左右的時間。”李昕說。

全食時一片黑暗?你可以期待紅月亮或日冕

大多數情況下,月亮呈現珍珠白色或淡黃色。這是因為月球是一顆不發光的行星,它的光芒來自它折射的太陽光。

月全食發生時,地球位於太陽和月亮之間,地球的影子正好把太陽照射到月亮上的光擋住了,也就是月亮處在地球的陰影之中。這時,我們就看不到月亮。

不過,月亮並不是完全變黑的,而是變為紅銅色。 “因為地球大氣散射掉了波長較短的藍色光,照在月球表面上的只剩下波長較長的紅色光。”李昕說。

日全食發生在月球正好從太陽和地球之間經過的時候。此時,月球在地球表面特定區域投下一部分陰影,形成影錐。 “日全食發生時天色會變暗,仍有部分波長較長的紅光能被看到,所以太陽在天空中彷彿是一顆古銅色的球體​​。此時,我們可以看到平時很難見到的太陽色球層、日珥、日冕等。”李昕說。

色球層是太陽光球層之外的一層大氣,呈玫瑰紅色,而日珥是發生在色球層的一種強烈的太陽活動,被譽為太陽的“耳環” ,是太陽的紅色火舌。

日全食發生時,還可以看到太陽大氣最外層的日冕。日冕溫度高達百萬攝氏度以上,只有在日全食時或通過日冕儀才能看到。據報導,日冕的形狀會隨著太陽活動程度而變化。

一輩子總有機會看次日食?地月距離變化或讓日全食絕跡地球

當愛好者們飛赴智利觀看日全食時,也有人疑問,為什麼千里迢迢飛到國外只為看一次天象呢?有種說法是,日全食看一次少一次,未來也許在地球將無緣日全食。

李昕表示,日全食發生的關鍵是地月距離。 “如果月球位於近地點但其視直徑小於太陽的視直徑,那麼月球就不足以完全遮擋住太陽。那時在地球上就不會再有日全食發生,而只會有日環食。”

由於受到地球潮汐摩擦的影響,地球自轉的動能會被轉移給月球,使月球的軌道越來越遠,地月距離越來越大,並導致地球自轉變慢。

日全食這一壯觀的天象會隨著月球的“離場”而逐漸遠去。 “當月球越來越遠,它就會看起來越來越小,沒辦法擋住太陽。”李昕表示。

不過,地球無緣日全食的日子還遠著。月球正以3.8厘米/年的速度遠離地球。據此推算,在約6億年以後,日全食才絕跡,取而代之的是日環食。

南京大學天文與空間科學學院教授周禮勇接受科技日報記者採訪時解釋道,因為月球“本影錐”的長度目前幾乎正好是地月距的長度,月球本影剛剛好從地表掃過。

“只有在本影裡面才可以看到日全食,所以發生日食時,只有在較小的地理範圍內的人們才可以看到。若干年後,隨著地月距離逐漸變大,本影錐將離開地表,那時候地球表面的人就看不到日全食了。”周禮勇說。

“所以,出國去看日全食是一件很有意思也很值得的事情。”李昕說,國內下一次看到日全食,大概在15年後。

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