2023年9月30日 星期六

南北半球看到的月亮會不一樣



 月球上的名稱(以地球北極為上方觀看)

如果我們有上帝視角,從太空中觀看天體,並且以地球北極為上方來觀看月球的話。月球正視起來應該是上面的樣子。

月相,是由地球上所觀看之月光形態。月球本身不發光,月球直接被太陽照射之部分反射太陽光,才可見發亮,其陰影部分是月球自己之陰暗面。根據天文學,月球環繞地球公轉時,地球、月球、太陽之相對位置不斷規律地變化,使觀測者從不同角度看到月球被太陽照明之部分,造成月相盈虧圓缺之變化。

月相盈虧周期平均是29.53日,曆法中之朔望月源於此。

在北半球和在南半球觀察到的是同一個月亮,如果說把北半球的觀測定義爲「正向」,那麼南半球的觀測則會顛倒,因爲地球是一個球體。由於新月的出現是取決於月亮、地球和太陽的相對位置(而不是地球上的某一地點),與北半球相比,南半球所觀察到的月亮正好是上下顛倒的。也就是說,如果在北半球看到月亮的凹陷部分指向左邊的話,那麼在南半球就會看到它指向右邊。可想而知,要做到「從左到右」這個平滑的過度,位於赤道附近的月亮會呈現出不同於尋常新月狀的船形。

月亮的軌跡(以及外形)會根據月份改變

月亮的軌跡(以及外形)會根據四季改變

南北半球看到的月相是相互顛倒的。

想像有一個人站在北極點,另一個人站在南極點,暫時先撇開地球自轉軸傾斜23.5的度的狀況,並且觀察者處於外太空上帝視角,讓兩個人同時觀看滿月。並且同時描繪出月球表面形態,很顯然結果會是相互顛倒的。(就像我們面對一幅畫,手機正著拿拍一張,手機倒著拿也拍一張)這是因為兩人認定的下方(地面)方向剛好是顛倒的。


南北半球看到的月相是相互顛倒


考慮到月球近黃道面的軌道,北半球的人們往往能在南方看到月亮,而在南半球,人們則要朝北觀望,這導致了南北半球所看到的月亮表面大致相反。因此,即使大家都可以看到相同的月相,但在南北半球上所看到的月亮的外形以及其相位的方向都是不同的。也就是說,在北半球看月亮,它的變化過程應是從右到左「逐漸圓滿」,而在南半球,則會看到它從左往右「填補黑暗」。

南北半球的月相盈虧https://commons.m.wikimedia.org/wiki/File:Moon_phases_by_latitude.svg 

南北半球的月相盈虧


南北半球月相比較圖

2023年9月29日 星期五

為何月全食的月亮是紅色的?


 


食(eclipse)這個天文現象之所以產生,是由於一個天體進入另一個天體的影子。

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。

月食其實是天體運行過程中,因為特定的排列方式所造成的,當太陽、地球、月球三者依序位在同一直線上時,照射到月球的陽光一部份或全部被地球所遮掩,便會發生月食現象。不過因為白道面和黃道面之間大約有5度的夾角,故並非每次望月皆會發生月食。

 月球運行到地球不同的陰影區,會產生三種不同的月食:月全食、月偏食、半影月食

月全食示意圖
月全食

當整個月球進入地球本影內時,就會出現月全食。部分陽光會穿過地球大氣層,過濾掉了大部分藍光,只剩下紅光,讓月亮呈現銅紅色,就是坊間所稱的「血月」。由於地球直徑比月球大四倍,其陰影也更寬,因此月食可持續一個多小時。


 月食種類、成因與各階段名稱示意圖
月偏食

當月球部份進入地球本影內,就會出現月偏食。根據月食的大小,月球變暗的區域或變成暗紅色丶古銅色或炭灰色,這是由於陰影區和未受陰影影響的明亮月球表面之間的對比所致。月偏食每年至少發生兩次。

半影月食

當月球進入地球半影時,就會產生半影月食。半影月食較難用肉眼分辨,月球進入半影的部分越小,就越難觀測,因此這種月食甚少被提及



月全食的月亮是紅色

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,而本次(10/29)的月偏食則不會有紅色的狀況。


2023年10月29日的月偏食

2023年10月29日的月偏食為第146沙羅序列中的第11次。月球通過地球本影北方。本次月食歐洲、非洲、亞洲全程可見,北美洲東部、南美洲東部可見月出帶食,東亞、澳洲可見月沒帶食

臺灣地區本影食全程可見,月沒時仍為半影月食階段,全程歷時4時7.3分,本影食歷時1時19.0分,最大食分0.127。以臺北為本地預報,半影食始為1時59.9分,初虧3時34.5分,食甚4時14.1分,復圓4時53.5分,月沒時半影食尚未結束,時間為6時7分。 以全球的角度而言,月食很常發生,例如:下一次的月偏食將發生於明年的9月18日,但臺灣不可見,而上一次的月食則是去年的11月8日,但在臺灣,除了本次的月偏食外,下一次要再看到月食必須等到2025年9月7日,屆時不僅是月食,還是全程可見的月全食。

2023年10月29日的月偏食

最大食分0.127

2023年9月27日 星期三

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。

日食,是月球運行到太陽和地球中間時,太陽的光線被月球遮住。換言之,我們會看到月球在地球表面投下的陰影。

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。

根據月球覆蓋太陽的程度,日食也可分為三類:日全食、日環食和全環食(混合日食)

日食形成示意圖


日全食

太陽比月球寬400倍,但離地球也是400倍遠,當太陽丶月球和地球並列在一起,月球的陰影寬度就剛好可以遮擋整個太陽。發生日全食的地方會在幾秒到幾分鐘內,天空變得像夜晚般黑暗。

日全食

日環食

當月球離地球較遠時,它看起來會「變小」,不能完全覆蓋太陽圓盤,太陽沒被月亮擋住的部分呈現環形,稱為日環食。日環食最長可持續十多分鐘,但通常也不會超過5或6分鐘。

日環食

全環食

又稱混合日食,是月球剛剛達到可完全覆蓋太陽的距離,形成日全食,但其後遠離地球並轉為日環食,又或者由日環食轉為全食。全環食相當罕見,僅佔所有日食的4%,上一次發生在2013年,下一次要等到2023年4月20日在印尼丶澳大利亞和巴布亞新幾內亞觀看。

2023年9月25日 星期一

日食、月食由哪邊先缺?

 

日食-從右下往上開始初虧

當太陽、月球、地球運行至大約成一直線時,如果月球陰影掠過地球,被陰影掃過的地區就會造成「日食」景象;因為月球沿著右手食指彎轉方向繞地球轉動,所以日食發生時地球上所見到太陽的右側 (偏西側) 會先被蠶食 。 

而且落到地面的月球影子 (日食影區) 會以時速1600公里的速率由西往東掃過,這影子移動的方向和地面上「日晷」影子由西向東移動的方向相似。 

日食-->從右下往上開始初虧

月球的視運動比太陽快,發生日食時是月球追上太陽,月球的東邊先和太陽西邊緣接觸,太陽的西部即右半部先被遮擋,在觀察者看來就是從右邊開始初虧的


月食-從左上往下開始初虧

當太陽、地球、月球運行至大約成一直線時,如月球運行到地球陰影內 ,則面向月球的人們可以同時觀看到所形成的「月食」現象。 此時地球上無論任何地區所看到的月食景象是一致的。 

由於月球繞地球轉動方向的關係,月食發生時所見到的是月球的左側先進入地球的影子內,也就是說月球的左側(偏東側)先出現食的現象。

月食-->從左上往下開始初虧

月食的發生是月球進入地球的本影區或半影區,由於月球公轉是自西向東,所以它的東邊即左半部先進入陰影區域,在觀察者看來就是從左邊開始初虧




由於月球也好像地球一樣,是由西向東轉的,所以月亮的東邊(月球本身的右邊),最先接觸地影。可是地球上(指北半球而言),觀看月食的人,因為跟月亮處在面對面的情況下,所以看起來,月的左而是首先變暗的,形成了一個小缺口。


SpaceX StarLink 星鏈“列車”

 



星鏈(英語:Starlink)是太空服務公司SpaceX的一項透過低軌道衛星群,提供覆蓋全球的高速網際網路接入服務。

星鏈衛星被置於近地軌道上,這樣可以使衛星與地面之間的連接速度盡可能快。





2023年9月19日 星期二

臺灣地區可以看到幾個星座?

臺灣地區可以看到幾個星座?


因台灣地區位於北緯22~25度的地區,因此天南極附近的星座將絢麗地平面下而不可見,稱為「恆隱圈」,恆隱圈的大小實際上是該地所在的緯度如此發達,目前88 個星座中,在臺灣北部地區可見82個星座(含部分可見),南方地區可見84個星座(含部分可見)

因為我們居住在北半球,所以北極附近的星座一年四季都在地平線以上,入夜之後幾乎都能找到。


1.飛魚座 Vol (南部地區部份可見)

赤經:8h

赤緯:−70° 
飛魚座

飛魚座(拉丁語:Volans)是荷蘭人Pieter Dirkszoon Keyser和Frederick de Houtman於1595-1597年觀測和創立的12個南天星座之一,1603年被包括在拜耳恆星命名中,拜耳家族之一。該星座部分恆星屬於中國近南極星區飛魚星官。


2.蒼蠅座 Mus (南部地區部份可見)

赤經:12h 27m 36s

赤緯:−70° 20' 24
蒼蠅座

蒼蠅座(拉丁語:Musca)是位於南天深空的一個小星座,拜耳家族之一,最早報導在由普蘭修斯和約道庫斯·洪第烏斯在1597年(或1598年間)製作的一架直徑為35厘米的天球儀上,1603年,德國天文學家約翰·拜耳製作的測天圖報導了這個星座,這是蒼蠅座第一次出現在天圖上。它原來叫做Apis(蜜蜂座),直到18世紀經過拉卡伊之手它才演化為蒼蠅座。


3.山案座 Men (不可見)

赤經:03h 12m 55.9008s至07h 36m 51.5289s 

赤緯:−71°至−85.5°

山案座

山案座(拉丁語:Mensae)是靠近南天極的南天小星座,拉卡伊家族之一。星座原名「Mensa」意為桌子,原指「Mons Mensae」,即桌山。山案座屬國際天文聯會指定的88個現代星座,覆蓋153.5平方度夜空排名第75。除南天極的南極座外,山案座是最靠南面的星座,北半球只有北緯5度線以南才能觀測。


4.蝘蜓座 Cha (不可見)

赤經:11

赤緯:−80

蝘蜓座

蝘蜓座(拉丁語:Chamaeleon)是南天深處的一個很暗的星座,位於船底座和南極座之間,代表變色龍。


5.天燕座 Aps (不可見)

赤經:13h 51m 07.5441s – 18h 27m 27.8395s

赤緯:-67.4800797° to -83.1200714°


天燕座(拉丁語:Apus)是南天小星座,名稱代表天堂鳥,在希臘語中原義為「無足」,因為人們一度以為天堂鳥沒有腳。1598年,彼得勒斯·普朗修斯率先在天體儀上劃出天燕座;1603年,約翰·拜耳將星座繪入《測天圖》;1756年,法國探險家兼天文學家尼可拉·路易·拉卡伊繪出天燕座並以拜耳命名法為其中最亮的星星命名。

天燕座最亮的五顆星均略呈紅色,其中最亮的異雀八為3.8視星等,是直徑約為太陽48倍,光度約926倍的橙巨星。接下來是略暗的異雀四,與異雀八一樣是衰老的巨星。異雀六是雙星,兩星相隔103角秒,均為肉眼可見。

6.南極座 Oct (不可見)

赤經:22h

赤緯:−90°


南極座(拉丁語:Octans),本作八分儀座,拉卡伊家族之一,象徵航海儀器八分儀。此星座缺乏亮星,並不明顯。南極座引人注目的地方是這個天區包含了南天極。

南極座σ是最接近南天極而肉眼可見的星,但這顆星太暗淡所以不足以用作導航的極星。幸而,南十字座的長軸指向南極,可作為天空中找尋南天極的參考。


同場加映:

拉卡伊家族包含13個星座,包括矩尺座、圓規座、望遠鏡座、顯微鏡座、玉夫座、天爐座、雕具座、時鐘座、南極座、山案座、網罟座、繪架座和唧筒座。這些星座都是由法國天文學家拉卡伊(Nicolas Louis de Lacaille)在1756年命名和介紹的。因為這些星座都在偏南方的天空,古代的希臘人和羅馬人都未曾看過。

尼古拉-路易·德·拉卡伊(Nicolas Louis de Lacaille1713年3月15日—1762年3月21日,法國天文學家。 因為他羅列出近一萬顆南天星星,包括42個星雲的巨大天體目錄,所以引起了世人的注意。他的目錄《Coelum Australe Stelliferum》於身後的1763年出版。他創建了14個新星座,而這些星座都流傳至今成了標準。


拜耳家族】包含11個星座,包括水蛇座、劍魚座、飛魚座、天燕座、孔雀座、天鶴座、鳳凰座、杜鵑座、印第安座、蝘蜓座和蒼蠅座。這些星座都是約翰·拜耳(Johann Bayer)在1603年命名和介紹的,因為這些星座都在偏南方的天空,古代的希臘人和羅馬人都未曾看過這些星座。

約翰.拜耳(Johann Bayer,1572年-1625年3月7日)是德國的律師和星圖繪製師,繪製了星圖:《測天圖》。《測天圖》介紹了一種新的恆星命名系統,就是現在熟知拜耳命名法 。拜耳的星圖包括幾年前新創建的11個新星座,以填補古希臘和羅馬不知道的遙遠南半球天空。




2023年9月6日 星期三

各緯度變化的星座盤

 

透過星座盤來認識天上的星星與星座吧!


各緯度的星座盤 (變化圖)

2023年9月5日 星期二

您好 我是土星,衝衝衝!

 

土星衝

太陽系中有著夢幻光環的美麗行星「土星」,將達到土星衝,天文館觀測,土星在8/27達「衝」位置,代表在此前後一、兩週距離地球最近,亮度與視直徑達到最大,天黑後東方升起,淡黃色星點將是天空最亮的一顆星,肉眼可見,天文館表示,若透過小口徑天文望遠鏡,以30倍以上的倍率,可看見土星環以及環間縫隙卡西尼縫,也能看見它最亮的衛星「土衛六泰坦」。

8/27土星達「衝」的位置

土星在衝的位置,就剛好是在地球跟太陽的反對側,所以整個晚上都可以看到土星,土星環面對傾斜角、也就是它張開的角度,大概是13年到15年為一個週期作為循環。

透過小口徑望遠鏡可見土衛六泰坦

由於土星與地球繞行太陽的軌道面不同,土星環與地球在2017年達最大張角27度,今年傾角為9度,到了2025年3月,土星環幾乎與地球平行,將看不見土星環。下一次看到明顯土星環得等到9年後。

9年後才能再見明顯土星環



藍月亮究竟是美麗還是致命?


藍月亮

先說結論,看到藍月亮,不是要讚嘆,而是要塊陶啊!

大量的火山灰噴發,細小的微粒可能會讓太陽跟月亮看起來都偏藍

空汙也不會變紅,是接近地面變紅,空汙會增強此現象

紅光可繞射空氣及空汙粒子,所以可以穿透。

火山灰造成藍色月亮應該是靠近天頂,粒子加成了藍光漫射的效果

藍光波長較短,遇上粒子易造成散射、漫射;紅光波長較長,可以繞射過粒子穿過。

粒子大小當然也會關係著光穿透時,繞射跟散射的比例,粒子越大越容易漫射,越小就約容易繞射。

靠近地平線太陽會變紅的道理大家已經知道,有空汙時,藍光就更容易被漫射,看起來就會更紅,但在天頂時就看不出來,因為所有光大多能穿透,人眼分辨不出來差別。

有一說是火山灰粒子大小跟紅光波長一樣,所以紅光繞射不過去,而藍光或從旁邊漫射過來。


同場加映>>

20230831超級 #藍月

由2個特殊天象組成的「超級藍月」,8月31日現蹤;因月球繞行地球公轉的軌道是橢圓形,月球和地球距離時遠時近,約在36萬公里至40萬公里之間變化,若滿月時恰逢近地點,月球看起來比較大,比較亮,俗稱「超級滿月」。

由於月球繞行地球公轉的軌道為橢圓形,因此月球與地球的距離時遠時近,若滿月時恰逢月球近地點,此時月球看起來就會比較大。

今年最大滿月距離地球只有35萬7341公里,視直徑33.43角分,比最小滿月29.44角分大了10%左右,容易看出差距。

「藍月」則是指當1個月中出現2次滿月,2次滿月間隔是29.5天,若同一月份是30天或31天,就有可能在當月頭尾各出現滿月,英文俗語Once in a blue moon,隱喻不常發生的稀有事件,而不是月球真的看起來變成藍色。

2023年「超級藍月」從東方的地平線上約在晚上6時40分升起升起來(依不同縣市有數分鐘差異),因為它剛剛從地平線上升起來,會有地面的景物襯托,所以這個月亮看起來又會更加巨大。若有一般賞鳥用的低倍率小型雙筒望遠鏡,可觀察到月海地貌及較大撞擊;望遠鏡口徑較大的話,明亮月光可能使眼睛不適,莫觀看太長時間。








2023年9月1日 星期五

你的水逆 不是你的水逆--行星逆行運動

 

行星逆行原理示意圖


水星逆行運動

這部視頻由一位前美國太空總署(NASA)科學家、現任英國行星科學家詹姆斯·歐唐納博士製作。視頻詳細解釋了水星在我們的天空中出現的明顯逆行運動。事實上,除了太陽、月亮和地球之外,每一顆太陽系行星每年都可能出現這種運動。

逆行運動實際上是一種由行星軌道速度差異引起的視錯覺。例如,水星繞太陽的速度是地球的3倍多,其周期僅為88天,因此一年中會出現至少3-4次逆行,每次持續約3-4周。當行星移速度比地球越快時,發生的頻率便越高,持續的時間便越短,反之亦然。

而一顆行星在天空中似乎改變了其運動方向,我們稱之為逆行運動,這一詞源於拉丁語的 "retrogradus",意為「倒退」。

從視頻中可以明顯看出,逆行運動主要發生在水星與地球距離最近並即將超過地球的時段。實際上,如果要談論行星對我們的影響,那應該僅限於它與地球最接近的時候。一旦超過地球,其影響將逐漸減少,就像有人從你身邊走過一樣。

這些現象,儘管古代天文學家和占星師並未過度關注,卻被現代占星師炒作而讓人誤用為生活不如意的藉口。 這讓我們看到,相對於現代人的怨天尤人,古人對天地的敬畏使他們過得更為快樂。