日食或是地球人独具的天象奇观

2017-04-11作者:赵君亮 著编辑:谢爽

各类天象中,日全食景观无疑最引人关注和期待。完美无缺的太阳圆面从边上缺了一小块起,随之缺损部分增大,到最后太阳部位完全漆黑一片,周围则呈现出平时看不见的奇异彩色光芒,大白天居然出现星星。几分钟后太阳再度发出光芒,并最终恢复常态,不久前的往事犹如梦幻,好像什么也没有发生过一样。


日食有全食、环食(合称中心食)及偏食之分,具体情况取决于月球、太阳和地面观测者间的相对位置。除“三点一直线”的要求外,能发生全食和环食的一个重要前提是,从地球上看,月球与太阳差不多一样大,如果月球过大则会发生全食而不会出现环食,反之只能看到环食而不会发生全食。



月球半径约1740公里,太阳半径约696000公里,两者相差400倍。而地月平均距离是384400公里,日地平均距离约1.5亿公里,两者之比亦接近400倍。正是这两个微妙的400倍使得从地球上来看,月球和太阳显得近乎一样大,通常说月球和太阳的视直径(参见“时大时小的月亮”一节)都约为30′即由此而起。不过,因月球绕地球轨道和地球公转轨道都是椭圆,地月距离和日地距离都是会变的,前者使月球视半径变化在14′42″~16′50″之间,后者使太阳视半径的变化范围为15′44″~16′16″。从地球上看,有时月球显得比太阳大,有时却比太阳略小。前一种情况下,如果发生中心食就可能看到全食,对后一种情况则只能出现环食。


太阳系其他行星或卫星上能看到类似的日食奇观吗?为方便起见,下面给出的有关数据都是从行星中心看到的卫星视直径,如果从行星表面观测的话,卫星视直径会略大些。


水星和金星是没有卫星的,因而不可能看到有什么天体会把太阳挡去而发生日食,在这两颗行星上连一丁点儿日偏食都不会看到。



在地外行星中,火星到太阳的平均距离为2.29亿公里,从火星上看太阳视直径约为20.4′;如设地球天空太阳的亮度为B,那么火星天空太阳的亮度不及B值的一半。火星有两颗卫星——火卫一和火卫二,它们都呈不规则形,最大尺度分别为27公里和15公里,到火星的平均距离分别为9370公里和23520公里。从火星上看火卫一和火卫二的最大视尺度分别为9.9′和2.2′,不及太阳视直径的49%和11%。一旦发生火星中心食,日全食是不可能出现的,对火卫一而言也许勉强可以称得上日环食,但环的宽度相当大,可超过火卫一尺度的一半,观看效果远不如地球上纤细的日环食。火卫二造成的火星中心食连“环食”也配不上,或许更恰当的称呼应当是“火卫二凌日”(参见“‘迷你型’日食”一节)。


木星距太阳约7.8亿公里,从木星上看太阳视直径不足6′,亮度只有B值的4%。木星众多卫星中以4颗伽利略卫星为最大。从木星上观测时,木卫一到木卫四的视直径分别为29.7′、15.4′、16.9′和9.1′,显然都比太阳视直径大很多,它们都可以造成木星日全食,但不会出现日环食。不过,因太阳亮度很低,木星日全食出现时的观测效果远不如地球日全食来得激动人心,而且很难观测到美丽的色球和日珥,也许只有木卫四“食”太阳时有可能看到日冕的外围部分。另一颗较大的卫星是木卫五,直径240公里,视直径4.6′,可以造成木星日环食,但不会造成木星日全食。木星的其他卫星都很小,距木星又很远,即使满足“三点一直线”条件,也不可能造成木星日食天象。



比木星更远的大行星依次是土星、天王星和海王星,从这些行星上所看到的太阳视直径分别为3.2′、1.0′和0.78′,太阳亮度分别为B值的1.1%、0.27%和0.063%。由于太阳看上去显得很小,一旦满足“三点一直线”条件,行星日全食是会发生的。以土星为例,土星天空土卫三的视直径约为11.7′,这比太阳视直径3.2′大得多,可以造成日全食,但不会有日环食。


总之,要能在不同时间看到日全食和日环食美景,同时又能欣赏到太阳表层大气的结构和活动性特征,如色球、日珥和日冕等,地球是唯一的太阳系行星,地球人无疑可算是幸运儿矣!


其他恒星周围的行星又会怎么样,现在可说不上来,只能等待后人进一步探索了。


内容来源:书问

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