7月底又有天文大戲上演——月全食。

這次月全食將出現(xiàn)在北京時間7月28日凌晨，不管你在中國什么地方，都將有機(jī)會目睹。如果以前沒有認(rèn)真欣賞過月全食，或者沒看夠，這次千萬別錯過。

因為，據(jù)報道這次月食的全食階段長達(dá)1小時44分鐘，可能是本世紀(jì)持續(xù)時間最長的月全食。

可觀賞紅月亮近兩小時

據(jù)測算，此次月全食于28日2時24分發(fā)生初虧，6時19分復(fù)圓。其間約1小時44分鐘，月球完全處在地球陰影中。為什么持續(xù)時間這么久？月全食的時間又是由什么決定的？

我們知道，地球繞著太陽公轉(zhuǎn)，月球又繞著地球公轉(zhuǎn)。發(fā)生月食的條件是，地球處于月球和太陽中間，擋住了太陽光。月全食持續(xù)的時間長短和太陽、地球、月球三者的位置關(guān)系密切相關(guān)。

中科院國家天文臺研究員平勁松介紹，這次月全食的時間比較長，與月球恰巧位于遠(yuǎn)地點，與地球的距離比較遠(yuǎn)有關(guān)。

“根據(jù)開普勒第三定律，行星沿橢圓軌道繞主星體運(yùn)轉(zhuǎn)，它在單位時間掃過的面積相等，由于月球位于遠(yuǎn)地點時，是繞地球公轉(zhuǎn)速度最慢的時候，因此穿過地球陰影的時間就長。”平勁松說。

解釋月全食持續(xù)時間，地月距離是最老生常談的原因。但是這只是其中一個因素。

平勁松介紹，還有一個重要的因素是日地距離?，F(xiàn)在夏至剛過去一個月，夏至是一年當(dāng)中日地距離最遠(yuǎn)的時候。同樣根據(jù)開普勒第三定律，這也是一年當(dāng)中地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度比較慢的時候。

也就是說，在太陽、地球、月球正好運(yùn)行到一條直線上時，地球運(yùn)轉(zhuǎn)速度比較慢，其陰影遮擋月亮的時間比較長，這也會使月全食的時間加長。

兩個因素疊加起來，就形成了本世紀(jì)持續(xù)時間最長的月全食。這兩個因素的疊加可并非易事。未來幾十年內(nèi)可能還會發(fā)生很多次月全食。但月全食出現(xiàn)時，月球并不位于遠(yuǎn)地點，或者地球并不位于遠(yuǎn)日點，月全食時間都會相對縮短。所以這時長1小時40多分鐘的月全食真可謂大大的巧合。

假如你曾看過月全食，也許曾留意，月全食出現(xiàn)時，月亮表面會變得紅通通的。正因如此月全食又被稱為“血月”。

平勁松解釋說，發(fā)生月全食時，月球處于地球的影子里，按說在地球上用肉眼看不到月球。但是地球的大氣相當(dāng)于一個球狀透鏡，一部分日光通過這個球狀透鏡發(fā)生了折射，照到了月球上。

而且，在太陽光穿過地球大氣的過程中，除了紅光之外，其他波長較短的光大多被大氣層散射向四面八方。波長比較長的紅光照到月亮上面，月亮又把紅光反射到地球上。所以發(fā)生月全食時，地球上的人們看到的月亮紅通通的。

前后都有日食“奉陪”

這次月全食的有趣之處還在于，它位于兩次日食中間。7月13日發(fā)生了一次日偏食，28日凌晨發(fā)生月全食，等到8月11日又會出現(xiàn)一次日偏食。

不到一個月內(nèi)，三場天文好戲連連看，背后又有什么奧妙？

“這也是一種巧合，只是按照太陽、地球、月球的運(yùn)動規(guī)律，碰巧在這段時間出現(xiàn)了這種現(xiàn)象。”平勁松說。

這個巧合細(xì)究起來，也是一件很有意思的事。這還得從太陽、地球、月球之間的關(guān)系說起。

“以地球為參照物，太陽繞地球運(yùn)動的軌道被稱為黃道，周期為一年。月球繞地球運(yùn)動的軌道被稱為白道，周期為一個月。這兩個平面并不重合，中間存在大概5°9′的夾角。”北京天文館館長朱進(jìn)介紹。

出現(xiàn)日食的條件是，太陽、月球和地球在一條直線上，月球擋住了太陽的光線。出現(xiàn)月食的條件是，太陽、地球、月球在一條直線上，地球擋住了太陽的光線。所以日食發(fā)生在新月時，月食則發(fā)生在滿月時。

“但黃道和白道并不重合，所以雖然新月和滿月頻繁出現(xiàn)，太陽、地球、月球的位置并不總能構(gòu)成一條直線，所以未必會出現(xiàn)日食或月食。”朱進(jìn)說，只有太陽位于黃道和白道的交點附近，同時又出現(xiàn)新月或滿月時，才會出現(xiàn)日食或月食。

朱進(jìn)介紹，這次出現(xiàn)兩次日食“夾”一次月全食的情況，巧就巧在，太陽最近運(yùn)行到了黃道和白道的交點附近，月球也正往交點方向運(yùn)行，而且出現(xiàn)新月，因此發(fā)生了日食。半個月后，月球運(yùn)行到交點附近，趕上滿月，又出現(xiàn)了月全食。再過半個月，月球又變成了新月，太陽仍在交點附近，月球距離交點也不遠(yuǎn)，所以還會出現(xiàn)一次日食。

日食和月食，到底哪個更常出現(xiàn)？平勁松介紹，根據(jù)地球和月球運(yùn)行規(guī)律，大約每18.6年日月食的發(fā)生規(guī)律就會大致重復(fù)一次。在每個周期里，日食發(fā)生的概率高于月食約40%——日食每年約發(fā)生2.1次，月食每年約發(fā)生1.5次。

“但由于日食發(fā)生時，在地球上的陰影區(qū)范圍窄小，從同一個地區(qū)日食、月食的可見情況以及日食、月食在地球上可見區(qū)域面積考慮，月食的可見概率還是高于日食的。”平勁松說。

天文觀測的寶貴窗口

隨著人類科學(xué)的進(jìn)步，月全食有了科學(xué)的解釋，不再被看作“天狗吃月亮”或不祥之兆。其實，作為一種比較獨特的天象，月全食是科學(xué)家進(jìn)行天文觀測的寶貴窗口。

平勁松介紹，歷史上對月全食的觀測，讓人類認(rèn)識到地球是圓的，也支持了日心說取代地心說。自從有了牛頓定律和開普勒定律來演算地球軌道、月球軌道之后，天文學(xué)家又開始利用月全食來觀測月球?qū)ζ渌阈堑恼谘诂F(xiàn)象。

這種觀測有幾個作用。

一個是由于恒星的位置相對已知，通過對月全食進(jìn)行觀測，即使沒有探測器飛到月球上去，也能夠精確測量月球形狀和邊緣的形貌。反過來，在精確測量月球的形狀之后，依據(jù)地月運(yùn)動規(guī)律，在發(fā)生恒星遮掩月球現(xiàn)象時，可以通過觀測來推測暗弱恒星的空間位置。

此外，在發(fā)生月全食時，還可以通過月球探測器來探測月全食導(dǎo)致的月球空間環(huán)境的變化。因為這種時候，太陽風(fēng)會突然被地球遮擋，月球表面的電離效應(yīng)會發(fā)生很大變化。

說到月球探測器，月全食也會對它們產(chǎn)生一些影響。

平勁松介紹，月球探測器一般以太陽能作為能量來源，一旦發(fā)生月全食，就相當(dāng)于暫時“斷糧”，失去了能量來源。而且，沒有了光照，探測器會處于極端低溫環(huán)境，反過來又需要耗費大量電能。所以對它來說，確實是比較難熬的時光。

所以月球探測器在設(shè)計過程中一般也會考慮到月全食的影響。假如真的碰上了月全食，一個幫助月球探測器“熬”過來的有效辦法就是關(guān)閉其他高耗能工作任務(wù)，使剩余的能量能夠維持其基本運(yùn)轉(zhuǎn)，且不被凍壞。（記者 劉園園）

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