日食:太陽與月亮間最美的巧合

日食是相當特別、罕見的天象,尤其是日全食。日全食發生時,天空暗如黃昏,平常看不見的日冕,展現它迷人的光彩!聽說看過一次後就會上癮,不遠千里還想再看它一眼。

2017年8月20日發生的日全食,中央暗色的部分是月亮,外圍白色的部分是日冕,紅色的部分是太陽的日珥。圖片來源 維基百科 by Michael S Adler – 自己的作品, CC BY-SA 4.0

日全食和日環食出現的機率都很低,它們的發生是天文上的巧合。根據統計,同一地點發生日全食的機率,大約三百多年才會發生一次!

地球上日食多久發生一次?

日食只會發生在「朔」也就是新月的時候,每個月的朔時,差不多就是月亮和太陽在天空中最靠近的時間。因為兩個天體在天空中最靠近,所以太陽才會被月亮遮住,發生日食。為什麼不是每個月的朔都發生日食呢?

太陽和月亮在天空中移動的路徑分別稱為黃道和白道,黃道和白道在天空中沒有重合,一年中只有兩次相交,這兩次的相交就會發生日食。

一年之中每次朔時,月亮和太陽的相對位置。圖中可以看出月球和太陽移動的路徑不一樣,當兩條路徑交會時,就可能會發生日全食、日環食或日偏食。製圖:李昫岱

太陽和月亮看起來差不多大

太陽和月亮在天空中看起來幾乎一樣大,差不多都是半度。太陽直徑大約是月球的四百倍,地球到太陽的距離,也差不多是月球距離的四百倍,所以太陽和月亮在天空中看起來差不多大。

不過仔細的量測月亮看起來的大小,會發現有小小的變化。這是因為月球繞地球的軌道是橢圓,月球最靠近地球時(近地點),看起來最大 (0.558 度),離地球最遠時(遠地點),看起來最小 (0.491 度)。

地球繞太陽的軌道也是橢圓,地球最接近太陽時(近日點),太陽看起來最大 (0.545 度),地球離太陽最遠時(遠地點),太陽看起來最小 (0.527 度)。

日食發生時,會出現日環食或日全食?這時候就看誰比較大。如果太陽比較大,月亮無法遮蔽整個太陽,就會出現日環食。如果月亮比較大,月亮可以把整個太陽遮住,出現日全食。

現代是看日食最好的年代!

其實我們正好處於一個同時可以看見日全食和日環食的時期。

月球和我們的距離不是固定不變的。月球形成後,就一直遠離地球,目前月球每年以 4 公分的速度漸漸遠離我們。

可以想像,很久很久以前的月亮比較靠近地球,當時的月亮看起來比現在大,所以那時的日食只會發生日全食,不會出現日環食!

很久很久以後,月球離我們愈來愈遠,月亮看起來愈來愈小,到時候日食發生時,月亮小到無法遮住整個太陽,只會出現日環食!

或許你會羨慕很久很久以前的人,他們看見的都是日全食。不過當時的人看見日食時,心中充滿恐懼,以為老天爺要懲罰人類。現代科學昌明,不再認為日食是一種禍害,我們還可以四處旅行看日食,現代才是看日食最好的年代啊!

本文轉載自作者部落格「屋頂上的天文學家」,原文〈日食:最美的巧合


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關於作者

屋頂上的天文學家

屋頂上的天文學家-李昫岱,天文學博士,曾服務於中央研究院天文所及美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校。大學時交了一群天文社的朋友,從此過著離不開天文的生活,希望透過寫作拉近遙遠天體的距離,讓你發現天文的美好! 歡迎來「屋頂上的天文學家」臉書和部落格,一起航向宇宙,浩瀚無垠!

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