天文奇觀?一篇文章帶你玩轉今晚的月亮

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今晚,天空中將同時出現滿月,月全食,藍月奇景和超級月亮現象。這些現象任一單獨出現都不稀奇,但罕見的是,這次它們將同台爭輝。

何為滿月?

與地球一樣,月球總是只有半邊能被太陽照亮。月球繞地球公轉,因此在一個月中我們能看到它被照亮面的不同部分,我們稱之為月相變化。月相變化豐富而美麗,人們針對月相將其命名為上下弦月、蛾眉月、凸月、滿月等等。

而只有在滿月時,我們才能完整地看到月球被照亮的那一面。這種情況只有當地球位於太陽和月亮之間時才可能發生,兩次滿月之間的間隔為29.53天。而本月31日,也就是今天,是下一次朔望交替,屆時月色將滿。

何為月全食?

與地球圍繞太陽運行的軌道(黃道)相比,月亮圍繞地球運行的軌道(白道)傾斜了大約5°。在大多數時候,月球都會從地球軌道旁繞過,不會被地球完全遮擋。但在每個月球公轉周期里,月球總會有被地球完全遮擋的時候。這時候我們就稱之為月食。

如果這次交匯恰逢滿月,地球的陰影就會遮蔽整個月球,從而形成月全食。此時月亮、地球和太陽呈一條直線,月亮被地球擋在身後。因此,只有滿月時才會出現月食。

當月食發生時,月色轉暗,月亮移動到被稱為「本影」的地球陰影里。在本影里,月光不會完全變黑;相反,由於瑞利散射的作用,月亮看起來是紅色的。

瑞利散射指當任一頻率的光投射到線度小於光波波長的微粒上,微粒將向各個不同方向發出相同頻率的次波,這種散射是前後光波頻率不改變的光散射。瑞利散射的規律是散射光的強度與入射波的頻率的4次方成正比,也就是說,短波長的光將受到更強烈的散射。而地球有著厚厚的大氣層,會散射和直射太陽光。其中紅光的波長最長,可以直接穿過大氣層。

這解釋了為什麼我們能看到藍天紅日,暮色黃昏。當太陽高懸在空中,紅光會直射到地面,而藍光向四方散射。因此,當你環顧四周時,不會注意到直射而下的紅光,相反藍光更容易映入你眼帘;而當日薄西山時,紅光得以進入你的視線,而經過散射的藍光則不那麼顯眼了。

月全食現象

回到我們的主題,當月食發生時,地球周圍的陽光穿過大氣層後被折射至月球。波長更短的藍光被過濾,只剩下波長更長的紅光,因此,月亮看起來偏紅。

一次月全食的重要歷程有初虧、食既、生光、復圓等。而本次月全食的初虧時間為19時48分(北京時間,下同),食既為20時52分,生光為22時08分,復圓為23時11分。其中,從食既到生光的這1小時16分是最精彩的部分,大家能看到「紅月」。

只有身處夜半球的人們,才有幸目睹今晚的奇景,如亞洲、大洋洲和北美洲西部等地。而身處北美洲東部和歐洲的人們只能看到月偏食。不過即使你不幸錯過了它,也不用擔心,月食在一年中往往成對出現。在2019年1月21日,你仍然能在北美守候到這一奇觀(遺憾的是,在中國的朋友將無緣看到)。

何為藍月?

值得一提的是,今晚的滿月也被認為是一次藍月奇景。關於藍月有兩種不同的定義。其中一種是指:在同一月份發生兩次滿月的現象。兩個滿月之間理論上應相隔29.5天,每月只發生一次。但大多數月份都長於29.5天,因此也偶爾會出現一個月里發生兩次滿月的情況。

本月初已經出現過滿月,而第二次滿月將出現在今晚,因此是一次難得的藍月奇景。值得注意的是,緊接著在三月份還會發生一次藍月奇觀,而今年的二月將不會有滿月。

藍月更傳統的定義是指:當某個季度里有四次滿月,則第三次滿月就被稱為藍月。據天文學統計,大約每2.7年都會發生一次這種現象。但在這個冬天只有三次滿月,所以從這層意義上講,今晚出現的這次滿月並不是藍月。想看傳統意義上的藍月奇觀的朋友,須得等候出現在2019年5月18日的滿月了。

何為超級月亮?

讓這次奇景更有趣的是,這次滿月也將是一個超級月亮。眾所周知,月球公轉的軌道並不是標準的圓形,這意味著,在它的公轉周期中,它與地球的距離是在不斷改變的。而在月球軌道上,距離地球最近的點被稱為近地點,在近地點附近發生的滿月就會被稱為超級月亮。

在本月1日造訪過的滿月,將在今晚重現芳蹤。理論上,這次滿月由於距離地球更近,人們將會看到更大的月亮。但是這段距離太過遙遠,除非你把兩張照片放在一起加以比較,否則很難看出差別。

為不同的月相命名是悠久的傳統。中國瑰麗燦爛的詩詞文化為月色增色不少,詩人們稱其為玉盤、蛾眉等等。而現在我們將迎來的是一個更大、更亮、更紅的月亮,或許,可以給它起個像「紫鵑」這樣的名字。

當然,月亮並不會真的是紫色的,或許也不會真的如杜鵑花那樣秀麗——但無可置疑的是,今晚確有一場不容錯過的月相奇觀。

這場天文奇觀的最高潮——月全食,大約會在北京時間19時48分正式開始。關於今晚的月相奇觀,想必你已經大致了解了,快來一起享受這場天文視覺盛宴吧!

友情提醒:1月31日中國科技館會有觀測直播,百度搜索「月全食」即可觀看

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