月食是怎么形成的
亿万年来,月球一直与地球紧密相伴。当这颗活泼的卫星从未停止围绕地球旋转时,它偶尔会准确地移动到地球的阴影中,发出奇怪的红光。这就是我们常说的月蚀。
说明:这种合成图已经成为拍摄月食等天文现象的常用手段。欣赏更多月球照片。
人类对天文学的兴趣可以追溯到石器时代。古希腊、古代中国和巴比伦的人们对他们头顶的天空深深着迷。通过记录月食的古代文献,我们有机会一窥古代文明对各种天文现象的描述和理解。比如1277年5月19日发生的一次日食,持续了两个多小时[来源:大英百科全书]。中国天文学家利用他们的知识非常准确地预测了月食的发生。此外,这些关于日食的记录可以帮助我们准确地确定一些重大历史事件的时间、地点和过程。
早在公元前500年,古人就已经正确掌握了各种月相和月食的原理。他们留下了许多关于日食和月食的记录,尤其是当它们与重要的历史事件相对应时。在古人眼里,日食和月食都是不祥之兆,任何一种出现都会被视为可怕的现象。
有时候,日食的出现甚至会影响历史的进程。比如伯罗奔尼撒战争期间,一次月蚀使雪城军队成功击败雅典人。日食使雅典士兵和水手陷入巨大的恐惧和不安,最终导致他们推迟了从锡拉丘兹的撤退。
人们观察和研究月食已经有3000多年了。今天,我们应该继续这个传统,继续研究月食。
什么是月食? 那么到底什么是日食呢?其实月食很简单,也很有趣。简单地说,当月球移动到地球的阴影部分时,地球只是阻挡了部分或全部照射在月球表面的阳光,日食就发生了。
两个圆锥形阴影出现在地球背离太阳的方向。中间一个叫本影,没有阳光直射比较暗,外面一个叫半影,另一个暴露在阳光直射下。本影被半影包围。这两个圆锥形的影子是从地球的向阳面后面投射出来的。所以日食只发生在满月的时候。当月亮和太阳在地球的相对两侧时。同样,日食只发生在新月期间(当月亮在地球和太阳之间)
值得注意的是,不是每个满月都会有月食,原因有二。第一个原因与地球、月球和太阳的轨道平面的两个平均值的差异有关。太阳和地球之间的运行状态形成了它们之间的黄道面。但是月球绕地球运行的轨道平面与这个黄道平面并不重合,两者之间有5度左右的倾角。月亮恰好穿过黄道平面的那些点被称为“交点”,只有当月亮靠近交点时,日食才有可能发生。
日食发生与否也取决于月亮在交点处是否处于满月阶段。所以第二个原因是月球绕地球运行时,在两次新月之间完成一个完整周期所需要的时间并没有回到黄道面所需要的时间长。有三个“月亮”会影响月相和月食的形成。第一个月叫“交点月”,持续时间为27.2天,是指月球绕地球一周,连续两次经过白色和黄道的同一个交点所需的时间。
第二个月叫做“新月”,持续29.5天。它是月球相对于太阳绕地球公转的平均时间,也是两个连续新月之间的平均时间。由于地球的公转,月球需要更长的时间才能赶上太阳,回到原来的位置。第三种叫“近月”,是指月球的近地点(远地点)连续两次绕地球公转的时间间隔。靠近月球会对日食的出现和持续时间产生影响。
这三个“月”一起形成了所谓的“沙罗周期”,这是古人很早就发现的,用来预测日食的时间、地点和状态。每个“沙罗周期”持续6585天。
日食也分为三种。半影月食不容易观察到,只在月球移向地球时出现在半影。当月球部分进入地球本影时,就会出现“月偏食”。当月球完全进入本影时,就形成了“月全食”。
月球完全被本影覆盖的时间称为日全食。当你听到别人提到月全食的时候,他们指的是整个过程的中间部分。日全食不包括月食时月亮穿过半影的时间,也不包括日偏食时月亮在本影两端的时间。日全食通常持续20到100分钟
日食的分类 当地球的影子遮住它的卫星时,许多相互作用就会发生。当月食发生时,月球的颜色和亮度会随着地球大气条件的不同而变化。
阳光不能通过地球到达地球的本影。但是地球大气中的成分(如火山灰、灰尘和水蒸气)会折射阳光,从而照亮月球。折射光通常在光谱中红光的位置,所以月食时月亮往往会出现暗褐色到橙色。想了解更多光学原理,请参考光的原理。
法国天文学家安德烈·丹戎(André Danjon)开发了“单荣级”(也称为邓翔月食亮度表),用于评估月球的亮度。
L=0:(这种亮度的日食通常很暗,在空气中几乎认不出来。这时,厚厚的地球大气层充满了各种粒子。) L=1:(这次月食也是暗的,但月亮往往会出现深褐色或深灰色。识别这种月亮并不容易。) L=2:(这时月亮会出现暗红色或铁锈色的阴影。本影中心很暗,但边缘比较亮。) L=3:(这个亮度级别的日食通常被描述为砖红色,在本影边缘有一些淡黄色。) L=4:(这个等级的日食是亮铜红色或橙色。本影的边缘非常明亮和蓝色。这次月食需要非常清晰的大气。)
日食很少发生。平均一年最多只有三次月食(然而一年三次月食极其罕见)。大约三分之一的时间,有模糊的半影月食。三分之一的时间,会出现月偏食,相对值得观察。剩下的就是无数天文爱好者和摄影师疯狂迷恋的月全食。
说明:(2004年10月27日发生了一次月食,由于地球大气透明度极好,所以非常明亮。)
插图:罗杰·瑞斯梅尔/科学事实/盖蒂图像
你可以在晚上的任何地方观看日食(包括整个晚上的不同时间)。在一些特殊的地区,日食看起来几乎是一样的。日食的持续时间与日食的类型和月亮在地球阴影中的位置有关。最长的日食从头到尾可以持续几个小时。)
你准备好拿出一把草坪椅子,找一个完美的夜晚来感受下一次日食的壮观了吗?难忘的日食并不是每天都会发生的,但是有了下面的链接,你就可以很容易的发现下一次日食什么时候会出现在你的区域。)