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星期五, 2012年 5月 18日

不容错过的两次天文现象

日食的发生是由于月球运行至太阳和地球之间,令部分或全部照在地球上的太阳光线被月球所遮蔽,地球上在月球影子下的地方就能看见日食(参见图一)。中国古人以「天狗食日」来形容日食现象,这是因为日食时太阳看起来好像被咬了一口的缘故。

由于月球围绕地球的轨道呈椭圆形,所以月球有时候会离地球较远,有时则较近。当发生日食时若果月球离地球较远,在地球上观看到的月球会略小于太阳,而不能完全遮蔽整个太阳,令太阳边缘的光线仍然可见,形成一个环绕在月球周围的光环,这种日食现象称为「日环食」(参见图二)。

「日环食」是一相当罕见的天文现象。虽然全球而言平均每年发生二至三次日食,但由于月球的影子的覆盖范围小,其中更多是在无人居住的海洋和冰川,在居住地看到一次日环食或日全食是难能可贵的经历。以全球任何一个地方看到计算,二十世纪内共有 71 次日环食和 68 次日全食,但期间在香港能看见的只有一次日环食,发生于 1958 年 4 月 19 日早上 10 时 53 分,当时食甚部份只维持了 1 分 17 秒。过了超过半个世纪,直至今年 2012 年 5 月21 日日出时,才再次有机会在香港看见这一个罕见的天文现象。如果错过今次,下次在香港看见「日环食」这个天文现象,便要到 2320 年了!

日食期间,由于部分太阳面会被遮蔽,照射到地面的太阳辐射量及地面气温会因此略为下降。虽然在「日环食」食甚时,有超过百分之九十的太阳面会被遮蔽,但因这次日环食在日出不久后发生,有关影响相对较微。

其实在地球,不单会出现由月球所造成的日食现象,也会因金星和水星运行至太阳及地球之间时而出现类似日食的凌日现象。

虽然金星的直径比月球大四倍,但由于金星距离地球比月球远得多,所以金星在凌日看起来只会像一颗小黑点在太阳面上横过 (参见图三及图四)。金星在凌日的过程中所遮蔽太阳面的面积相比「日环食」食甚时微不足道,因此照射到地面的太阳辐射量不会有明显的变化。「金星凌日」也是罕见的天文现象,要每隔一百多年才发生一组相隔 8 年的两次凌日。 为什么会出现这种现象呢?原因是「八个地球年」大约与「十三个金星年」相同,所以每相隔八年,地球与金星又会回到大致相对的位置上。但由于金星与地球环绕太阳的运行轨道有 3.4° 的倾斜角度,所以并不是每相隔八年就会出现一次金星凌日。当第一次金星凌日发生后八年,金星又刚好位于地球绕太阳的轨道平面(黄道面),但这次之后,金星要经过一百多年,才会相交到黄道面,这时才会再出现另一组的「金星凌日」。 21 世纪的首次「金星凌日」发生在 2004 年 6 月 8 日,8 年后的今年(2012 年) 6 月 6 日早上,香港及全球大部分地区又再有机会看到这个天文现象。在 2004 年之前的一组「金星凌日」发生在 1874 年 12 月及 1882 年 12 月,而下一组「金星凌日」则要到 2117 年及 2125 年才可以看到。

至于「水星凌日」现象,由于水星围绕太阳的公转周期比金星短,所以「水星凌日」发生的频率比「金星凌日」多,上一次发生「水星凌日」是在 2006 年 11 月 8 日,而下一次能够在香港看见这个现象将会在 2032 年。

天文观测是一件轻松而又愉快的事情。但观测日食或凌日现象时必需做足准备,配备合格的太阳滤镜或针孔纸板以作投影太阳影像之用,千万不要直接观看太阳,以免损害眼睛。市民如想获知最新有关「日环食」及「金星凌日」的资料,以及有关正确观测方法的示范可参阅香港天文台发出的新闻公布[1] 及相关的网页[2] [3]

最后,我们能否有幸一睹这两次百年难得一见的天文现象,还需要天公造美 ! 希望大家好运 !



刘迪森


参考:

[1] 香港在五月二十一日将出现罕有的日环食
     http://www.hko.gov.hk/press/D4/2012/pre20120507c_uc.htm

[2] 香港天文台关于金星凌日网页
     http://www.hko.gov.hk/gts/event/event-venus-transit_c.htm

[3] 香港天文台关于日食网页
     http://www.hko.gov.hk/gts/event/event-solar-eclps1_c.htm

[4] 2009 年 7 月 22 日「天文台今日在日偏食期间的观测」的新闻公报
     http://www.hko.gov.hk/press/SP/pre20090722c_uc.htm

[5] 美国太空总署关于内行星凌日的网页
     http://eclipse.gsfc.nasa.gov/transit/transit.html




图一
图一      日环食时太阳、月球和地球的相对位置



图二
图二      2010 年 1 月 15 日在印度拍摄的「日环食」照片
相片由 Mikael Svalgaard 先生提供
(http://www.leif.org/mikael/astro_index.html)



图三
图三      「金星凌日」路径图



图四
图四      2004 年 6 月 8 日在香港天文台拍摄的「金星凌日」照片




最近修订日期: <2013年9月27日>