日全食并不罕见——你可能已经错过了很多次

日全食并不罕见——你可能已经错过了很多次

日全食让人感觉很神奇,这不仅仅是因为它能让你在拼字游戏中获得至少 25 分。天体连成一线的整个概念让人感觉充满诗意。当日全食在地球上形成时,你会感觉自己仿佛置身于比自己更伟大、更宏伟的事物之中。这种转瞬即逝只会让它变得更加美丽。这就是为什么成千上万的人会在 2017 年 8 月 21 日涌向日全食带:见证一生难得的现象。

22 个月后,同样的情况又将再次发生。只不过没有交通拥堵。

日全食主要发生在太平洋上空,但在最后阶段会穿过阿根廷南部和智利。日全食之所以如此罕见,是因为它们需要很长时间才能再次出现在同一个地方。两次日全食之间间隔数百年,如果你不愿意环游世界去见证另一次日全食,那么你一生可能只能看到一次。不过,如果你想追逐日全食,大约每 18 个月就能看到一次日全食。

自 2000 年以来每次日全食的全食路径。图片由 Sara Chodosh 提供 | 数据由 NASA 提供

这只是日全食。在日偏食和日环食之间,通常每年有两到三次日食。顾名思义,日偏食是指只有部分月球遮挡太阳。日环食与日全食完全相同,只是月球距离地球不够近,相对大小不足以完全遮挡太阳光线。

那么为什么会发生日食呢?

只有当月球靠近太阳并直接与太阳成一线时,我们才会经历像美国人今年 8 月将目睹的那种完全黑暗。要了解为什么这种情况会定期发生,首先必须了解月球如何绕地球旋转。

请耐心听我说完。我知道您认为自己已经明白了这一点,但让我们先回答一个简单的问题:既然每当月球位于地球和太阳之间时,就会出现新月(满月的反义词),那么为什么我们不是每个月都会看到月食呢?如果您已经知道答案,那么恭喜您!您是天文学爱好者——不要再纠结了。对于其他人,下面是答案。

月球每 28 天绕地球旋转一次。在此期间,月球从满月到新月,再回到满月。下面这张图很好地展示了月球在每个阶段的样子:

当然,太阳实际上并没有那么近,否则我们都会死掉……猎户座 8 号/维基共享资源

从地球上你只能看到月球被太阳照亮的那一部分,因为月球本身不发光,只是反射太阳光线。当月球绕地球四分之一圈时,你会看到月球的一半,它正对着明亮闪亮的燃烧气体和等离子球。当月球绕地球四分之三圈时,情况也是如此。当月球的整个表面都能反射太阳光时,或者当月球位于地球“后面”时,就会出现满月。

这可能对你来说有点奇怪。如果地球位于月球和太阳之间,地球难道不应该在月球上投下阴影,从而阻止我们看见它吗?

我们称这种现象为月食,这种现象也不是每个月都会发生。(实际上你仍然可以看到月亮,只是它看起来是血红色的,因为地球的大气层散射了其他波长的光)。这种现象不是每月都会发生的原因很简单:这三个天体需要位于同一平面才能发生,但事实证明并非如此。

这里有一张日食的图片,希望能帮到你:

由于只有红色波长的光才能穿过地球大气层到达月球,因此月球只会反射这些波长的光,因此在我们看来,月球是红色的。图片由 Sara Chodosh 提供

一切都排列成完美的合相。在大多数月球周期中,这种情况都不会发生,因为月球与太阳的运行并不在一个完美的平面上。它的轨道有一定的角度,大多数时候都会偏离几度(平均约为五度)。

请记住,这些图画不是按比例绘制的……图片由 Sara Chodosh 提供

月球实际上在这些时候会投下阴影,只是阴影没有到达我们的星球。当我们刚好没有完全对准时,就会发生日偏食。

所以从某种意义上说,当所有事物在恰当的时间和角度排列在一起,形成日全食时,这真是太神奇了。只是月球绕地球运行的频率太高,以至于平均每隔一年半就会出现一次这样的情况。

我们不会总是看到日全食

月球正在远离我们。这不是我们说了什么或做了什么,而是事情就是这样。你看,每次月球将海洋拉起潮汐时,我们自己的星球的自转就会减慢一点点,而月球的轨道就会增加。这与两个天体之间的角动量转移有关,意味着月球每年离地球的距离会稍微超过两厘米。

据估计,这意味着大约 14 亿年后,月球将离我们足够远,无法完全遮挡太阳光。因此,在某个时候,将会出现最后一次日食,只要人类能够活得足够久才能看到它。想象一下交通状况。

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