日食是怎么形成的(为什么会有日食)
日食是月亮遮住太阳造成的一种特殊天文现象。当地球、月亮和太阳在同一条直线上移动,而月亮位于地球和太阳之间时,就会发生日食。在日食中,日环食和日全食是最壮观的景象。
日食概述
日食,从字面上看,也可以理解为日食,即"吃掉"太阳。那么是什么"吃掉"了太阳呢?月亮!在我国古代,民间传说是"天狗吃太阳",因为人们不知道它是什么,所以认为是"天狗"。随着科技的发展,我们现在知道是月亮"吃"了太阳。
日食上演时,需要使用专业的太阳滤光片才能观看。如果它被月球部分遮挡,则称为偏食,如果完全被月球遮挡,则称为日全食。还有一个非常壮观的日食,那就是日环食,看起来就像一个超级无敌的天然戒指悬挂在天空中。
1999 年 8 月 11 日的日全食,照片:Luc Viatour
当观察者(在地球上)处于月球在地面上(在日食带中)投下的阴影中时,就会发生日食,并且月球完全或部分遮挡了太阳。只有当月球靠近黄道平面并且太阳、月球和地球几乎在一条直线上时才会发生日食(syzygy)。在偏食和环形日食类型中,月亮只挡住了太阳的一部分。
如果月球的轨道是圆形的,并且距离地球稍近,并且在同一轨道平面上,那么每当新月出现时,我们都会看到地球上的日全食。然而,由于月球的轨道与地球绕太阳的轨道倾斜 5°9',月球的影子通常会错过地球。
日食只有在新月期间月亮与黄道面足够近时才有可能发生。一种特殊情况,由于月球的轨道在其轨道节点处每个交点月(27.212220 天)两次穿过黄道,而新的轨道每个交点月(29.530587981 天)只能发生一次,因此必须发生两个事件的特殊情况。因此,日食(和月食)只发生在日食季节,一年至少发生两次,最多5次日食;一般不超过两次日全食。
2012 年 5 月 20 日的日环食,照片:Smrgeog
日食类型
日食有四种类型:
第一种是日全食,月亮的黑暗轮廓完全挡住了强烈而明亮的阳光,在这种情况下,我们可以看到非常微弱的日冕。在所有的日全食中,日全食带都很窄,所以只能看到一小块区域。
第二个是环形日食。当太阳、月球和地球的轨道几乎在一条直线上时,就会发生日环食。然而,这种类型的事件要求月球的表观直径必须小于太阳的表观直径。因此,太阳似乎是一个非常明亮的环,或自然环,被月亮暗面周围的阳光所包围。
第三种是混合日食(也称为环形/日全食),一种在日全食和环形日食之间短暂移动的日食。也就是说,在地球表面的某些地方,它看起来像日全食,而在其他附近的地方,它看起来像日环食。这种混合日食极为罕见。
第三种是日偏食。当太阳、月亮和地球沿着它们的轨道运动到偏离直线的一点时,只有月球的一部分会挡住太阳。这是日偏食。这种现象很常见,因为它可以在日全食、环形日食和混合日食中看到。然而,一些日食只能部分发生,因为本影只穿过地球的极地地区,不与地球表面相交。
就太阳的亮度而言,日偏食实际上并没有明显的亮度变化,因为它需要90%以上的遮光率才能让我们注意到太阳的变暗现象。即使在 99% 的情况下,它也不比平民的暮光更暗淡。当然,如果观察者通过专业的太阳滤光片观察太阳(为了安全起见,观看日食时始终使用滤光片),可以观察到太阳变暗的过程。