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2019年05月19日 16:52:33

【神秘学研究】002:观星术和天文学1 -- 日食和月食

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图片:月食示意图 (图片来源:Pinterest 由 樱雪同人社 汉化翻译,未经许可禁止转载)


月食

月食是一种天文现象,当月球经过地球后,地球阻挡太阳光线照射月球时,就会发生月食。只有当太阳、地球和月球精确地或非常接近地与地球在中间对齐时,才能发生这种情况。

因此,在月食出现的夜晚总是有满月出现。月食的类型和长度取决于月球相对于其轨道节点的位置。

地球的阴影可以分为两个不同的部分:阴影和本影。

在本影中,没有直接的太阳照射。然而,由于太阳的大角度尺寸,太阳光只被部分遮挡在地球阴影的外部,这就是所谓的半影。

当月球穿过地球的半影时,就会发生半影蚀。半影会使月球表面略微变暗。一种特殊的半影月食是全半影月食,在这期间月亮完全位于地球的半影内。完全的半影月食是很罕见的,当这些发生时,最接近本影的那部分月亮可能比月亮的其他部分显得更暗。

月偏食发生在只有一部分月球进入本影的时候。当月球完全进入地球本影时,人们会观察到月全食。月球穿过阴影的速度约为每秒1公里(2300英里),总速度可能会持续近107分钟。然而,月球第一次和最后一次接触阴影之间的总时间要长得多,可能会持续3.8小时。

月食时月球与地球的相对距离会影响月食的持续时间。特别是当月球接近其最远点,即离地球轨道最远的点时,其轨道速度最慢。本影的直径不会随着距离的增加而减小。因此,发生在远地点附近的全食月球将延长全食的持续时间。



日食

日食发生在月球经过太阳前并完全或部分遮蔽太阳时。这种现象只能在出现新月时存在,太阳、月球和地球位于月亮中间的一条直线上。




日食有四种类型:

1.日偏食:日偏食发生在太阳与月球只有部分重叠的时候。

2.日全食:当月球完全遮住太阳时,就会发生日全食。当月球接近近地点,从地球上看它的角直径与太阳相同或稍大时,就会发生这种情况。日全食是在没有专门设备的情况下观测日冕的唯一机会。

3.环形日食:当月亮的中心在太阳中心前面经过,而月亮接近远地点时,就会发生环形(环状)日食。月球的角直径比太阳的小,所以仍然可以在月球周围看到一圈太阳。这类似于半影月食。

4.混合日食:当地球表面的曲率导致单个日食在某些位置被观测为环状,而在其他位置则被观测为全食时,就会发生混合日食。日全食是从地球表面沿日全食路径的一些地方看到的,这些地方在物理上更接近月球,因此与月球的本影相交在离月球较远的其他地方,落在月球的本影中,日全食是环形的。

“日食”一词是误称,实际上是对这种现象的一种遮盖说法。当一个天体进入另一个天体投射的阴影中时,就会发生“月食”(如月食)。当一个物体从另一个物体前面经过时,“遮盖”现象就发生了。当在它的新阶段,月亮在太阳前面经过,或隐没,从地球上看,月亮也在地球上投下一个小阴影。因此,太阳的“遮盖星”也是地球的部分“日食”。




观测日食注意:

在任何时候,当太阳的任何部分(光球层)是可见的时候,注视太阳都是危险的。

这样做会造成永久性的眼睛损伤。这在任何时候都是真的,包括在日食期间。

由于日食提供了异常高的观看太阳的诱惑力,在日食期间造成眼睛损伤的发生率很高。通过任何光学辅助设备、双筒望远镜、望远镜甚至照相机的取景器来观察太阳都是极其危险的。




安全的观测太阳:

可以通过适当的过滤来阻挡太阳辐射的有害部分来观察太阳。请注意,太阳镜几乎没什么用处,因为它们不会阻挡有害的和看不见的红外线辐射,而红外线辐射会造成视网膜损伤;其他临时的方法,如在水中反射或透过光盘观看,也同样危险。只有经过适当设计和认证的太阳能过滤器材才能用于直接观察太阳;这些过滤器材必须处于完美状态,因为即使是一个小缺陷也可能导致损坏。

最安全的观察太阳的方法是间接投影。这可以通过使用双筒望远镜(其中一个镜片被遮住)、望远镜或另一块有小孔(直径约1mm)的纸板(通常称为针孔照相机)将太阳图像投射到白纸或白卡上来实现间接投影。

然后可以安全地看到太阳的投影图像,这项技术可以用来观测太阳黑子和日食。

但是,必须注意确保没有人直接透过投影机(望远镜、针孔等)观看,因为这会造成严重的眼睛损伤;如果有儿童在场,应特别注意。

当太阳光球完全被月球覆盖时,直接观察日全食的总相位是安全的,这是一个非常美丽的景色。

太阳的微弱日冕将是可见的,甚至可以看到色球,太阳的突出,也可能是太阳耀斑。 这里的危险是在整个阶段结束时被捕获,以及“暴露的”太阳的回归。

因为太阳的所有部分都具有相似的强度,即使是太阳盘的一小部分太阳也可能造成永久性的眼睛损伤。 因此,不建议通过双筒望远镜或望远镜观察日食的总相位。




日食频率和原因

日全食和日环食都发生在月球正好与太阳成一线的时候,但是由于月球的轨道不是完全圆形的,所以它有时离地球较远,并不总是从地球的有利位置覆盖整个太阳盘。

太阳离地球的距离大约是月球的400倍,太阳的直径也大约是月球的400倍,这是自然界最显著的巧合之一。

结果,从地球上看,太阳和月亮的表观尺寸几乎相同。

然而,月球绕地球运行的轨道是椭圆的,或者是细长的,而不是圆形的。

因此,在大约55-60%的轨道上,月球离地球(“远地点”)足够远,以至于它太小,无法完全覆盖太阳表面。

在其轨道的其余部分,它更接近地球(“近地点”),并且其表观尺寸足以完全覆盖太阳。

当日食发生在远地点附近时,就有一个小的太阳环或太阳环,即使在日食最严重的时候也没有被发现。这就产生了一个“环形”日食,在这期间,明亮而耀眼的太阳光环使日冕隐形。

然而,当日食发生在近地点附近时,月球离地球足够近,在天空中足够大,可以完全覆盖太阳的整个明亮表面(光球层),观察者看到一次日全食,这时出现了幽灵般的白色日冕。

日全食只能在月球阴影穿过其表面时在地球上的一条带上看到,而日全食或日环食实际上是在这个带(日全食路径)内的一个小带上形成的,或是在其它地方形成的(日全食发生在月球阴影的本影下降的地方,而日偏食则是在半影落下的地方可见)。

全波段的宽度一般在100公里左右。如果月球正好在近地点,日食路径将是最宽的,在这种情况下,仅日食路径就可以达到270公里宽。




日全食

日全食是很罕见的事件,虽然它们大约每18个月在地球上的某个地方出现一次,但据估计它们每300到400年在任何一个特定的地点出现一次。

等了这么久,日全食只会持续几分钟,因为月亮的本影以1700多公里/小时的速度向东移动。

日全食时间不会超过7分40秒,通常要短得多。

在每一个千年中,日全食少于10次超过7分钟。最后一次是1973年06月30日出现。

超过7分钟的日全食预计会在2150年06月25日出现,今天活着的人可能不会活着看到它再次出现。

从公元前3000年到公元前5000年的这8000年期间最长的日全食将发生在2186年07月16日,那时日全食将持续07分29秒(由NASA/GSFC的Fred Espenak预测日全食)。

对于天文学家来说,日全食是观测日冕(太阳大气外层)的难得机会。通常这是不可见的,因为光球比日冕亮得多。




计算日食的日期

如果你知道日食的日期和时间,你可以用日食周期来预测其他日食。两个众所周知的日食周期是沙罗周期(saros周期)和恩克斯周期(inex周期)。saros周期可能是最著名的,也是最好的,日食周期之一。inex周期本身是一个糟糕的周期,但它在日食周期分类中非常方便。在一个saros循环结束后,一个新的saros循环将在1英寸后开始(因此其名称:in-ex)。



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图片:贝利珠 (图片来源:Pinterest)


贝利珠(Bailey's Beads)

在日全食的开始和结束时,可见的薄薄的一片太阳似乎分裂成了光珠。

在英国天文学家弗朗西斯 · 贝利(Francis Baily)发现了这个现象后将这些光命名为:“贝利珠”

它们的出现是因为月球的边缘不平滑而且月球的山峰呈锯齿状。

当只有一颗珠子可见时,这种效果通常被比作钻石戒指。


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