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星期五, 2012年 5月 18日

不容錯過的兩次天文現象

日食的發生是由於月球運行至太陽和地球之間,令部分或全部照在地球上的太陽光線被月球所遮蔽,地球上在月球影子下的地方就能看見日食(參見圖一)。中國古人以「天狗食日」來形容日食現象,這是因為日食時太陽看起來好像被咬了一口的緣故。

由於月球圍繞地球的軌道呈橢圓形,所以月球有時候會離地球較遠,有時則較近。當發生日食時若果月球離地球較遠,在地球上觀看到的月球會略小於太陽,而不能完全遮蔽整個太陽,令太陽邊緣的光線仍然可見,形成一個環繞在月球周圍的光環,這種日食現象稱為「日環食」(參見圖二)。

「日環食」是一相當罕見的天文現象。雖然全球而言平均每年發生二至三次日食,但由於月球的影子的覆蓋範圍小,其中更多是在無人居住的海洋和冰川,在居住地看到一次日環食或日全食是難能可貴的經歷。以全球任何一個地方看到計算,二十世紀內共有 71 次日環食和 68 次日全食,但期間在香港能看見的只有一次日環食,發生於 1958 年 4 月 19 日早上 10 時 53 分,當時食甚部份只維持了 1 分 17 秒。過了超過半個世纪,直至今年 2012 年 5 月21 日日出時,才再次有機會在香港看見這一個罕見的天文現象。如果錯過今次,下次在香港看見「日環食」這個天文現象,便要到 2320 年了!

日食期間,由於部分太陽面會被遮蔽,照射到地面的太陽輻射量及地面氣溫會因此略為下降。雖然在「日環食」食甚時,有超過百分之九十的太陽面會被遮蔽,但因這次日環食在日出不久後發生,有關影響相對較微。

其實在地球,不單會出現由月球所造成的日食現象,也會因金星和水星運行至太陽及地球之間時而出現類似日食的凌日現象。

雖然金星的直徑比月球大四倍,但由於金星距離地球比月球遠得多,所以金星在凌日看起來只會像一顆小黑點在太陽面上橫過 (參見圖三及圖四)。金星在凌日的過程中所遮蔽太陽面的面積相比「日環食」食甚時微不足道,因此照射到地面的太陽輻射量不會有明顯的變化。「金星凌日」也是罕見的天文現象,要每隔一百多年才發生一組相隔 8 年的兩次凌日。 為什麼會出現這種現象呢?原因是「八個地球年」大約與「十三個金星年」相同,所以每相隔八年,地球與金星又會回到大致相對的位置上。但由於金星與地球環繞太陽的運行軌道有 3.4° 的傾斜角度,所以並不是每相隔八年就會出現一次金星凌日。當第一次金星凌日發生後八年,金星又剛好位於地球繞太陽的軌道平面(黃道面),但這次之後,金星要經過一百多年,才會相交到黃道面,這時才會再出現另一組的「金星凌日」。 21 世紀的首次「金星凌日」發生在 2004 年 6 月 8 日,8 年後的今年(2012 年) 6 月 6 日早上,香港及全球大部分地區又再有機會看到這個天文現象。在 2004 年之前的一組「金星凌日」發生在 1874 年 12 月及 1882 年 12 月,而下一組「金星凌日」則要到 2117 年及 2125 年才可以看到。

至於「水星凌日」現象,由於水星圍繞太陽的公轉週期比金星短,所以「水星凌日」發生的頻率比「金星凌日」多,上一次發生「水星凌日」是在 2006 年 11 月 8 日,而下一次能夠在香港看見這個現象將會在 2032 年。

天文觀測是一件輕鬆而又愉快的事情。但觀測日食或凌日現象時必需做足準備,配備合格的太陽濾鏡或針孔紙板以作投影太陽影像之用,千萬不要直接觀看太陽,以免損害眼睛。市民如想獲知最新有關「日環食」及「金星凌日」的資料,以及有關正確觀測方法的示範可參閱香港天文台發出的新聞公佈[1] 及相關的網頁[2] [3]

最後,我們能否有幸一睹這兩次百年難得一見的天文現象,還需要天公造美 ! 希望大家好運 !



劉迪森


參考:

[1] 香港在五月二十一日將出現罕有的日環食
     http://www.hko.gov.hk/press/D4/2012/pre20120507c_uc.htm

[2] 香港天文台關於金星凌日網頁
     http://www.hko.gov.hk/gts/event/event-venus-transit_c.htm

[3] 香港天文台關於日食網頁
     http://www.hko.gov.hk/gts/event/event-solar-eclps1_c.htm

[4] 2009 年 7 月 22 日「天文台今日在日偏食期間的觀測」的新聞公報
     http://www.hko.gov.hk/press/SP/pre20090722c_uc.htm

[5] 美國太空總署關於內行星凌日的網頁
     http://eclipse.gsfc.nasa.gov/transit/transit.html




圖一
圖一      日環食時太陽、月球和地球的相對位置



圖二
圖二      2010 年 1 月 15 日在印度拍攝的「日環食」照片
相片由 Mikael Svalgaard 先生提供
(http://www.leif.org/mikael/astro_index.html)



圖三
圖三      「金星凌日」路徑圖



圖四
圖四      2004 年 6 月 8 日在香港天文台拍攝的「金星凌日」照片




最近修訂日期: <2013年9月27日>