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分享 網管 - 近期天象 | 2022-10-20 | 點閱數: 351

圖 臺北市立天文科學教育館 2022-10-19 訊

 

2022 年 11 月 8 日的月全食是睽違三年以來本影食全程可見的月全食,本次月全食為第 136 沙羅序列中的第 20 次。北美洲西部、日本全程可見,東亞、南亞及澳洲可見月出帶食,南美洲可見月沒帶食。

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臺灣地區本影食全程可見,月球於 17 時 2 分東升,全食歷時 1 時 25.7 分,自初虧到復圓,歷時 3 時 40.5 分,食分 1.364 。在全食期間,還將發生月掩天王星,各地掩入及復出時間略微不同,以臺北為例,此次月掩天王星,掩入 19 時 5 分,復出 19 時 53 分;臺中掩入 19 時 3 分,復出 19 時 50 分;高雄掩入 19 時 2 分,復出 19 時 46 分。

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圖說: 本次月全食各時間段列表,依各地發生時間可能會有幾秒鐘的差異

 

以全球的角度而言,月掩行星很常發生,但是能看見某次月掩行星的區域其範圍有限,因此以臺澎金馬地區而言,月掩行星反倒極難看見,以臺北為例,上一次及下一次月掩行星都是掩金星,上一次發生於今年的 5 月 27 日中午時分,但天公不作美,無法欣賞;下一次則發生於明年的 3 月 24 日傍晚,只可見掩入且仰角極低。

 

若僅計算月掩天王星,上一次發生在 23 年前, 1999 年 11 月 15 日;下一次則要再等 16 年,直到 2038 年的 4 月 12 日;若再將月全食的條件納入,下一次月全食掩天王星要等到 4344 年 8 月 8 日,可以說一生就這麼一次,若是錯過,即便重新投胎轉世 20 次都沒有機會看見。

 

此外,由於天王星的亮度較低,一般的月掩天王星為了要拍攝出天王星,曝光時間勢必要拉長,但相對的月亮也會變得極亮,唯有在本次的月全食期間,滿月的亮度相對降低了 99.999%,僅餘下地球大氣層折射出的紅光,因此能藉此機會拍到最完美的照片或影像。

 

如何觀測月食?

觀察月全食不需要任何儀器,只需挑選東邊地平面附近無遮蔽物、看得到月亮的地方,就可以僅用肉眼欣賞。若能使用腳架固定手機或相機、更可以輕鬆記錄這個美麗的天象,是所有壯觀天象中最容易觀察的!以下為幾種月食攝影方式。

 

月流跡攝影:從月出至復圓期間,將快門一直打開曝光,可以記錄月全食的光度連續變化。拍攝月流跡須用廣角鏡頭並事前估算月球從開始到結束的位置,將鏡頭位置調整好,才能在同一影像內紀錄下整個月食過程。

 

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圖說: 月全食流跡攝影。 2007/8/28 ,吳昆臻攝於臺北天文館第二觀測室。

 

間歇攝影:類似月流跡攝影,相機與腳架位置固定不動,但快門每隔 10~15 分鐘固定拍攝一次,並事後以影像軟體予以合成;此外,還必須隨月球的亮暗調整光圈大小與曝光時間。此次月食發生的仰角較低,搭配適當地景拍攝,容易得到不錯的結果。

 

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圖說: 2019 年夏,月落帶食 林永敏攝。

 

擴大攝影:利用相機配合長鏡頭或天文望遠鏡,將月球盡可能放大來拍攝,調整好焦距,配合適當快門攝影。

 

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圖說: 大雪山月出帶食擴大攝影,王志信攝。

 

地球影攝影:使用長鏡頭的相機,裝設在赤道儀或攝星儀上,利用儀器追蹤抵消地球自轉所造成的星月移動,隔數分鐘曝光一次,再事後以軟體合成。這種方式可以拍到月球進出地球影的景象,並藉以顯示地影的大小與位置。拍攝前需先估算好食甚時刻月球位置,以此位置為視野中心。

 

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圖說: 月全食和地球本影攝影,王嘉輝攝。

 

月食的成因

月球繞地球公轉的軌道稱為「白道」;跟著地球一起繞太陽公轉的軌道稱為「黃道」。月球公轉過程中,和地球、太陽的相對位置一直改變,地球上的人們會見到不同形狀的月球,稱為「月相」或「月球的相位」。月相變化週期即為農曆(陰曆)的一個月,約 29.53 天,亦稱為一「朔望月」。太陽光照射物體時,會在物體背面形成陰影。由於地球是球形,且太陽體積比地球大許多,故地球陰影是圓錐形的,其中深灰色小圓錐稱為「本影」,陽光完全無法抵達;淺灰色大圓錐稱為「半影」,仍有一部分的太陽可以照射到此處。

 

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圖說: 本影與半影示意圖。

 

白道面和黃道面兩者並不重合,而是有個約 5°9'的夾角,當月球在望的位置時,不一定會恰好落在地球陰影中;唯有位在白道面和黃道面的交點(節點)附近時,才有機會形成月食。故月全食發生有兩個必要條件:( 1 )月球必須在望的位置。( 2 )月球必須在白道面與黃道面的交點上,簡而言之,就是月─地─日必須幾乎成一直線。

 

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圖說: 並非每個月都會發生日月食,主要受黃白道平面交角影響。

 

因月球位置並不見得會恰好全部落在地球本影中,若月球全部進入地球本影中,則為月全食;若僅從地球本影邊緣通過,只有一部分月面被遮,則形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,則為半影月食。半影月食的光度變化非常小,除非用比較靈敏的攝影器材或光度觀測儀器,否則不太容易用肉眼看出變化。

 

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圖說: 月食種類、成因與各階段名稱示意圖。

 

為何月全食的月亮是紅色的?

當月全食發生時,月球進入地球本影,陽光本會完全被地球遮蔽而使得地球上的人們看不見月亮,然而因地球具有大氣層,陽光經地球大氣層的散射與折射後,短波長的藍光被散射掉,長波長的紅光則被大氣層折射至月球表面,因而使月亮呈現紅色。

 

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圖說: 月全食時的紅色月亮成因示意圖。

 

為什麼月全食的時間有長有短?

月全食由食既至生光的全食階段時間長短每次都不相同,主要是受到幾個因素的影響:

1.地球繞太陽公轉的軌道是橢圓形的,因此有時比較靠近太陽,有時離太陽比較遠,地球陰影圓錐的大小會隨之改變,反之地球上所見的太陽大小也會隨之不同。

2.月球繞地球公轉的軌道也是橢圓形的,所以地球上所見的月球大小也會不同。

3.月全食發生時,如果月球非常接近地影中心的位置,則月全食的長度也會比一般的長。

 

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圖說:影響月全食過程長短的原因。

 

上圖中灰色部分表示地球本影,暗紅色部分表示月球,十字線表地影中心。( a 、 b )假設地影大小、月球大小均相同,則月球經過地影的路徑不同,全食總長度便不同。( c 、 d )假設地影大小相同,所走路徑亦相同,則月球大小不一樣,全食總長度亦不同。( e 、 f )假設月球大小相同、所走路徑相同,則地影大小不同,全食總長度亦不同。(編輯/許晉翊)