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2016/03/23——半影月食

  還記得今年(2016)3月9日,台灣可以看見的日偏食嗎?3月9日是農曆的初一 (也就是朔),日食發生後的滿月就出現月食(3月23日),這是巧合嗎?日食總是發生在朔的附近,月食也只會出現在滿月的前後,這兩次的天象之間有什麼關係?

黃道與白道

  想要了解日食和月食,必須要先了解太陽和月球的運行方式。太陽和月球在天球上移動的軌跡分別為黃道和白道,黃道和白道在天球上不是重合在一起的,而是有5度的傾角。太陽沿著黃道運行的很慢,走一圈需要一年的時間,而月球沿著白道運行的速度則快多了,運行一圈的時間大約只要一個月,因為太陽和月亮在天球上的運行速度不一樣,所以月亮每個月都會追上太陽,也就是靠近太陽一次。

  在天球上月亮最靠近太陽的時候,這個時看不到月亮,也就是朔。月亮漸漸離開太陽,當月亮和太陽在天球上相差90度時,在地球上只能看見半個月亮,這個時候稱為上弦月,當月亮離太陽最遠時,就是“望”,也就是滿月,月滿則虧,月亮接下來就會變為虧凸月,然後下弦月和殘月。

光和影的遊戲

  黃道和白道都是天球上的兩個大圓,如果黃道和白道重合在一起,那麼每一次的朔和望,都會發生日食和月食。但是黃道和白道之間有5度的夾角,所以不是每次的朔和望,都會有日食和月食發生。黃道和白道這兩個天球上的大圓,在天球上有兩個交點,只有太陽運行到黃道與白道的交點附近時,才會發生日食和月食。這段會發生日月食的時間大約是34天,而這段時間就稱為“食季”。當太陽和月亮都運行到這個交點,月球就位在太陽和地球中間(也就是朔),它會把太陽遮住,地球上就會看見日食;如果這時月亮位在地球和太陽的另一側 (也就是滿月),這個時候地球就正好位在太陽和月球的中間,地球的影子就會投影在月球上出現月食。

  食季的長度(34天)比月相週期(29.5天)還要長,所以一個食季最多可能有三次的日月食。也就因為這樣,日食和月食都是成對出現的,一個結束後的半個月左右,另一個就會接著發生。注意一下今年3月9日和3月23日分別出現日食和月食,同樣的情況也出現在9月1日的日食和9月17日的月食,兩次的日月食之間都差了大約半個月。

  今年3月和9月各出現一次的日月食,兩次相隔大約半年,這是因為黃道和白道的兩個交點,在天球上相差了大約半年,所以一年之中有兩個完整的食季。

血紅的月亮

  月食發生時,只要在地球夜晚的那一面,都可以觀看到一樣的月食。當月全食發生時,地球會把太陽整個遮住,地球的影子會投影在月球上,也就是說月食發生的時候,如果有太空人在月球上,他是沒辦法直接看到太陽的,但是月球上卻不是一片漆黑,而是出現詭異的血紅色!試著想想這位太空人看到的地球會是什麼樣子?

  月食的時候,月亮並不會看不見,而是會呈現紅色,為什麼月全食時地球把太陽遮住了,月亮還可以被看見?那是因為地球的大氣把太陽光折射到月球表面,所以即使是月全食,我們還是看得見月亮。

  那為什麼月食的時候,月亮會看起來是紅色的?這個原理和紅色的日出和日落相似。太陽在正天頂時,看起來是黃色的,但是在地平線附近看起來卻是紅色的,那是因為太陽光在水平方向,要通過的大氣比天頂方向的還要多,較厚的大氣會散射掉太陽光中波長較短的光,像紫光、藍光、綠光,只留下波長較長的紅光,所以太陽在日出日落時看起來是紅色的。月食也是類似的情況,太陽光通過較厚的大氣後,只留下太陽光紅色的部分,這紅色的太陽光折射之後照在月球上,就成了紅色的滿月。

  如果你有望遠鏡或雙筒望遠鏡,那麼就可以用來看月食,不過用望遠鏡看月食卻不是那麼必要,除非要用望遠鏡做月食的攝影,不然用眼睛欣賞就可以了。

  觀看月食其實很容易,用眼睛就可以,不需要任何工具,不像觀看日食還要準備太陽濾鏡。日全食在全食的時候,只有短短幾秒到幾分鐘而已,錯過就沒有了,所以整個過程會很緊張。觀看月食卻可以很輕鬆,不會像觀看日食那麼緊湊,月全食在全食的期間,可以長達一個小時以上,所以抱著輕鬆愉快的心情來欣賞月食吧!