《天文基礎(chǔ)知識(shí)》

第二章 天體視運(yùn)動(dòng)

第五節(jié) 一些特殊天象

在天文學(xué)中存在著一些特殊的天象，這些特殊天象要么是對(duì)人們生活影響較大的天象，要么是與人類活動(dòng)相關(guān)的或者由人類活動(dòng)造成的，再就是與大多數(shù)星體運(yùn)動(dòng)形式不同的天象。下面我來介紹日食和月食、流星雨和彗星四個(gè)特殊天象。

一、日食和月食

日食和月食是自古以來最為人類所重視的天文現(xiàn)象。在古代，人們總是認(rèn)為日食和月食代表著不祥，被稱為“天狗食日”、“蟾蜍食月”。但事實(shí)上，日月食是一種正常的天文現(xiàn)象，隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)掌握了日月食的基本規(guī)律，并預(yù)測(cè)了未來百年內(nèi)日食月食的時(shí)間。

整體來說，根據(jù)太陽(yáng)、月球、地球三者不同的相對(duì)位置，日食有日全食、日偏食、日環(huán)食三類，月食有月全食、月偏食、半影月食三類。

當(dāng)月球運(yùn)行到地球和太陽(yáng)中間時(shí)，如果三者共線，那么月球就會(huì)遮擋太陽(yáng)光線，此時(shí)月球的影子落在地球上，即發(fā)生了日食，當(dāng)月秋運(yùn)行到太陽(yáng)和地球連線的延長(zhǎng)線上就會(huì)被地球遮擋住來自太陽(yáng)的光線，也就是進(jìn)入地球的影子區(qū)域，即發(fā)生了月食。日全食和日環(huán)食是十分罕見的天象，同一地點(diǎn)兩次看見日全食的間隔一般在300～400年左右。

圖2-5-1 日食和月食示意圖

日全食和日環(huán)食按時(shí)間的先后順序分為5 個(gè)階段：初虧、食既（環(huán)食時(shí)也稱環(huán)食始）、食甚、生光（環(huán)食時(shí)也稱環(huán)食終）、復(fù)圓。日偏食只有初虧、食甚、復(fù)圓3 個(gè)階段如圖2-5-2所示：

圖2-5-2 日食過程示意圖

月食分全食、偏食、半影月食三種——分別對(duì)應(yīng)了月球全部處在地球本影、部分處在地球本影、全部處在地球半影三種狀態(tài)。

值得注意的是，即使在月全食時(shí)，仍有陽(yáng)光經(jīng)過地球大氣的折射照亮月面。由于地球大氣將大部分的波長(zhǎng)較短的藍(lán)紫光吸收和散射掉了，只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅光通過大氣層，因此，月全食時(shí)月球并不會(huì)消失，而是呈現(xiàn)出神秘而優(yōu)雅的古銅色，即人們眼中所謂的“紅月亮”。當(dāng)月球處在地球半影時(shí)，仍然有充足的陽(yáng)光照射到月球表面，因此一般半影月食現(xiàn)象并不明顯，僅是亮度略有降低，肉眼很難察覺，如圖2-5-3所示為月食過程示意圖：

圖2-5-3 月食過程示意圖

二、流星雨

太陽(yáng)系內(nèi)的一些星際物質(zhì)（小至沙塵，大至巨礫）形成顆粒狀的碎片，叫流星體。流星體進(jìn)入地球（或其他行星）的大氣層之后，在高速運(yùn)動(dòng)中摩擦燃燒，周圍大氣分子受熱電離而發(fā)光，形成流星。夜空的任何時(shí)刻都可能看到單個(gè)的流星，這些不屬于任何流星群的流星稱為偶發(fā)流星。從星空某個(gè)輻射點(diǎn)向四周迸發(fā)，隸屬于某個(gè)流星群的流星稱為群內(nèi)流星。群內(nèi)流星在一段時(shí)間內(nèi)相繼出現(xiàn)的現(xiàn)象就是浪漫的流星雨。

大對(duì)數(shù)流星雨來源于彗星，當(dāng)彗星運(yùn)行至靠近太陽(yáng)附近時(shí)，彗星上的物質(zhì)拋散開來，形成一條塵埃帶。如果這條塵埃帶恰好與地球公轉(zhuǎn)軌道有交點(diǎn)，那么當(dāng)?shù)厍蛞荒暌欢冗\(yùn)行到交點(diǎn)位置時(shí)，塵埃帶中的許多細(xì)小塵埃就會(huì)進(jìn)入地球大氣層，形成流星雨。大多數(shù)彗星軌道和地球軌道都沒有交點(diǎn)，并不能帶來流星雨，但也有少數(shù)彗星的軌道和地球有兩個(gè)交點(diǎn)——這樣一顆彗星就可以帶來兩場(chǎng)不同的流星雨，比如寶瓶座η流星雨和獵戶座流星雨都來自于我們所熟悉的哈雷彗星。某些流星雨也可能是由近地小行星產(chǎn)生的，如雙子座流星雨。

對(duì)于流星雨的觀測(cè)，最好的方式就是目視觀測(cè)，因?yàn)榱餍浅霈F(xiàn)的時(shí)間很短暫，且出現(xiàn)的方位無法確定，這時(shí)候人眼的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了，反應(yīng)快、視野廣、聚焦快，如果你使用相機(jī)拍攝，可能還沒有對(duì)上焦，流星就沒了。在看流星雨前，你需要物色一塊光污染影響小、周圍人類活動(dòng)少的地方，筆者去年是騎車去武功古鎮(zhèn)油菜花田里躺著看的，這個(gè)地方值得推薦。

三、彗星

彗星是由冰、塵埃、砂粒、石頭等物質(zhì)混合而成的小而不規(guī)則的天體。它們外觀形態(tài)各不相同，但一般可以分為彗頭和彗尾兩部分。彗頭由中央密集而明亮的彗核以及其霧狀的包層——彗發(fā)組成。彗核通常很小，但彗星的質(zhì)量都集中在彗核上。彗星代表性的長(zhǎng)尾巴有時(shí)有不止一條可見，根據(jù)慧尾的組成物質(zhì)可分為塵埃彗尾和離子彗尾。

彗星通常起源于海王星外的柯伊伯帶或更加遙遠(yuǎn)的奧爾特云，沿橢圓軌道繞日公轉(zhuǎn)，其軌道離心率通常較大，遠(yuǎn)日點(diǎn)在冥王星之外，很多彗星產(chǎn)生后會(huì)受到行星引力加速而脫離太陽(yáng)系不再回歸。當(dāng)彗星遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)，彗核的溫度變得很低，其中的物質(zhì)都凝結(jié)成固態(tài)，彗星靠反射太陽(yáng)光發(fā)光，非常暗淡。隨著彗星接近太陽(yáng)，彗核表面變熱，冰物質(zhì)開始汽化，形成的氣體分子攜帶著固體微粒在彗核表面形成彗發(fā)。同時(shí)，由于太陽(yáng)的熱輻射和太陽(yáng)風(fēng)的作用，明亮的彗尾從彗頭延伸出來。因此，靠近太陽(yáng)時(shí)彗星的大小和亮度都會(huì)增加。

來源: 玩戶外的天文佬