什么是月食?
那么到底什么是月食?其实月食非常简单又很有意思。简单来说,当月球运行到地球的阴影部分时,地球正好挡住了部分或全部射向月球表面的阳光,月食也就产生了。
在地球背对着太阳的方向会出现两条锥形的阴影。其中中间的一条叫做本影,这一部分没有阳光直射,相当黑暗,外面部分叫做半影,这里则部分受到太阳直射。本影被半影包围着。这两个锥形阴影都是从地球向阳面的后方投射出来的。因此,月食仅仅在满月期间出现。(当月球和太阳分处地球两边的时候)。同理,日食也只会在新月期间出现(当月球挡在地球与太阳中间的时候)
值得注意的是,不是每一次满月都会发生月食,原因有二。第一个原因与地球月球和太阳之间轨道面的二均差有关。太阳和地球之间的运行状态使两者之间形成了一个黄道平面。但月亮绕地球公转的轨道面不与这个黄道面重合,它们之间有大概5度的倾斜。那些月球碰巧穿过黄道平面的点被称作“交点”,只有在月球靠近交点的时候,月食才有可能发生。
月食是否发生也取决于当月球处于交点时是否是满月相。因此第二点原因:当月球绕地球公转时,它完成两个新月之间一个完整的周期的时间和它回到黄道平面的时间并不一样长。有三个“月”会对月相和月食的形成产生影响。第一个月叫做“交点月”,它的时长为27.2天,指的是月球绕地球运转,连续两次通过白道与黄道同一交点所需要的时间。
第二个月叫做“朔望月”,它会持续29.5天,是月球绕地球公转相对于太阳的平均时间,也是连续两个新月之间的平均时间。由于地球公转的存在,月球需要更长的时间才能赶上太阳,并回到原来的位置。第三个叫做“近点月”,指的是月球绕地球公转连续两次经过近地点(远地点)的时间间隔。近点月会对月食的出现和时长产生影响。
这三个“月”共同形成了所谓的“沙罗周期”,古人很早就发现了“沙罗周期”并且利用它预测月食出现的时间地点和状态。每个“沙罗周期”的时间长达6585天。
月食也分三种类型。“半影月食”不容易观测,只在月球运行到地球的“半影”中才会出现。“月偏食”则在月球部分进入地球的本影时出现。而当月球全部进入本影时,就形成了“月全食”。
月球被本影完全遮盖的时间叫做全食。当你听到别人提到月食的全食的时候,那么他们指的是整个过程的中间部分。全食不包括月球穿过半影时或月偏食阶段其处在本影两端的时间。全食通常会持续20至100分钟
月全食的发生过程
每一个天象事件都有一个过程,月全食也不例外。
半影食始>初亏>食既>食甚>生光>复圆>半影食终
1.半影食始(地球半影接触月亮瞬间):月全食最开始阶段,是月亮首先进入地球的半影区域内(半影月食开始阶段)。地球半影内的月亮,在地球夜晚一面上的观测者看来月亮表面不是那么的明显,颜色由亮稍微变暗点(在月亮边缘)。
所以,这需要的当地天气条件很苛刻,比如能见度很高的那种,当然无雾霾云这些。不过,有望远镜条件的天文爱好者可以借助望远镜以及软件模拟(看看地球的半影照射在了月亮边缘表面的什么位置上)看看这个半影月食,看看月亮是否有颜色的变化。可利用月亮滤镜去除部分月亮的强光观测最佳,比较容易区分颜色或暗亮变化。
总之,半影月食有点难观测,主要靠眼力,有兴趣的朋友不防尝试观测。想随意地吊儿郎当地就看见月亮颜色变化(月偏食,暗红色)的同好,就得耐心等到月偏食发生了,也就是月亮进入地球本影区域。
2.初亏(地球本影初次接触月亮瞬间):随时间的推移,月亮慢慢运动,深入地球的半影区域,来到了地球半影与本影的交界处,月亮开始进入地球的本影,月偏食开始。这里,就需要仔细观测月亮边缘了(本次事件根据软件模拟是月亮的左方开始进入地球本影),会看见月亮表面的颜色逐渐开始变暗,暗面积会随时间推移越来越广,这是月亮深入地球本影越来越深的缘故。
3.食既(地球本影完全包含月亮瞬间):月亮继续运动,当月亮运行到完全被地球本影“照射”到时,月全食开始了,精彩部分上演,“血月”来临,此时会看见月亮呈现暗红色或古铜色等(根据大气等条件决定颜色,见后文详述)。
4.食甚(月亮位于地球本影深处):当月亮运行到地球本影最深处时(月亮中心与本影最深中心最近时刻),整个月全食的精彩核心上演了。受到地球本影最暗处的影响,此刻月亮表面也最为暗淡(深深的暗红色)。
5.生光:和前面类同,只是事件相反。月亮开始“走出”地球的本影,“重见光日”。生光后,又是可以看见月偏食的时候,还有半影偏食。标志着月全食最为精彩部分的结束。
6.复圆:月亮完全“走出”地球的本影,进入半影区域,标志着月全食中偏食的结束,也可以说月全食结束,只是后续还有不易肉眼可见的半影食,进深夜,可观测,也可不观测了。
7.半影食终:月亮完全离开地球的影子中,月全食全程结束。半影食终前,可以挑战观测半影对月亮表面的颜色变化,与前面的食始类同,可作为对比照片拍摄。