為什麼「超級月亮」+「月全食」要幾十年才能見一次?

槐--等待春天


日食,是一種特殊天文現象,是月亮遮住了太陽所致。當地球、月亮、太陽三者的軌道運行到近乎同一直線上,且月亮位於地球與太陽之間時便會發生日食現象。在日食中,日環食與日全食是最為壯觀的景象。

 

日全食是日食的一種,即在地球上的部分地點太陽光被月亮全部遮住的天文現象。日全食分為初虧、食既、食甚、生光、復原五個階段。由於月球比地球小,只有在月球本影中的人們才能看到日全食。就是民間傳說的天狗吃日。2009年7月22日上午9點22分,有幸在湖南湘潭偉人故里看到了此生中第一次天文奇觀,當天人們紛紛湧上街頭用墨鏡,電焊鏡等等來觀看這難得一見的日全食現場。突然人群中一陣騷動,太陽居然不見了,天黑了!白天突然變成黑夜,路燈亮了,汽車燈亮了、、、多麼神奇啊,永生難忘!

 

為什麼會有日全食

因為當一個觀測者(在地球上)處於月球投射到地面的陰影時(處於食帶中),月亮就會完全的或部分的遮住太陽,這一地區就發生了日食現象。只有當月球接近黃道面時,太陽、月亮和地球幾乎才會在三維的一條直線上(朔望),這種情況才會發生日食現象。在日偏食和日環食類型中,月亮只有部分遮擋了太陽。

原理都是光的直線傳播受到阻礙

日食是月球阻擋了照射到地球太陽的光線

所謂的“超級大月亮”,通俗地講就是指新月或滿月時期,月球與地球的距離較平常小一點而已。出現那天就可以欣賞到比平常大14%、亮30%的“超級大月亮14個朔望月與15個近點月非常接近。也就是月球每經歷14次圓缺(即天文學中的14個“朔望月”,合413.4天,大致相當於農曆14個月),差不多同一時候又經過了15次近地點。

屆時月亮就會達到一次最大最圓的“圓滿”狀態。




小66的百味生活


「超級月亮」意味著月球位於近地點,同時月相為望。

「月全食」意味著月球位於黃白交點,同時月相為望。

於是「超級月亮」+「月全食」意味著:

月球位於近地點

月球位於黃白交點

月相為望

例如2015年9月28日出現的「超級月亮」+「月全食」同時滿足了上述三個條件。那麼問題來了,這樣的情況多久會出現一次?我列幾個數據:

月球平均27.55455天經過一次近地點(1近點月)

月球平均27.21222天經過一次黃白升交點(1交點月)

月相平均29.53059天重複一次(1朔望月)

通俗點說,小明,小剛,小紅在一個圓形跑道上散步,三人同時從起點出發,

小明平均27.55455秒經過一次起點

小剛平均27.21222秒經過一次起點

小紅平均29.53059秒經過一次起點

問出發多久以後三人能同時回到起點?

解:易得

小明走239圈需時6585.53745秒

小剛走242圈需時6585.35724秒(比小明少用0.18021秒)

小紅走223圈需時6585.32157秒(比小明少用0.21588秒)

239個近點月=6585.53745天

242個交點月=6585.35724天(比239個近點月少0.18021天)

223個朔望月=6585.32157天(比239個近點月少0.21588天)

我們可以近似地認為,239個近點月=242個交點月=223個朔望月=6585又1/3天。也就是說每過6585又1/3天,月球就會回到和起算點幾乎相同的位置,出現相同的天象。具體到題主這個問題,就是在6585又1/3天(約18年)後,再次出現「超級月亮」+「月全食」的天象。

這個週期最早是由迦勒底人發現的,現在我們稱呼她為「沙羅週期」。通過沙羅週期,我們可以找到一系列相似的月食,這一系列的月食可以歸為同一個沙羅序列。也就是說,2015年9月28日發生的月全食與18年後發生的月全食屬於同一個沙羅序列(137號沙羅序列)。

那麼問題又來了:

既然沙羅週期是18年,為什麼上一次的「超級月亮」+「月全食」是30多年前的1982年?

別的沙羅序列中是否也會出現「超級月亮」+「月全食」?

想回答好這兩個問題,首先就要定義「超級月亮」。對「超級月亮」的定義會影響到所謂「超級月亮」+「月全食」的發生頻率。目前(我找到的)關於「超級月亮」的定義主要分為三派,一派是提出「超級月亮」稱謂的占星師 Richard Nolle,另外兩派則是來自天文學界的聲音(並不是指整個共同體,我覺得大部分天文學家並不在意這個「超級月亮」)。三派的分歧在於

位於近地點附近的滿月/新月是否都算「超級月亮」?

這個問題乍一看不是問題,因為一開始我就說到「超級月亮」意味著月球位於近地點以及月相為望(PS:實際上位於近地點的新月也算「超級月亮」,但很明顯新月的時候不會發生月全食)。近點月和朔望月存在一個約413.3天的重合週期(小明和小紅出發後每過約413.3秒同時回到起點),一個週期包含了14個朔望月和15個近點月,意味著會出現15個近地點(小明經過15次起點),理論上一個週期中小明和小紅只會在起點相遇一次,但實際上14個朔望月與15個近點月的時間只是近似相等,時間久了會出現偏差,幾個週期循環下來,可能會出現連續兩圈小紅回到起點時小明也出現在起點附近的情況。

Richard Nolle 認為,符合一定距離條件的近地點朔望(Perigee-syzygy),就能算是「超級月亮」

(一部分)天文學家(來自NASA?)認為一個週期(413.3天)中只有一次「超級月亮」,或者嚴謹一點,一個週期中可能會出現幾次近地點朔望,但天文學家只會把地月距離最近的一次朔望或者滿月(Proxigee-syzygy or Proxigee full moon)和「超級月亮」畫等號,畢竟 Supermoon 比前面一串英文好記多了

Universe Today 上的 David Dickinson 則給出了一條判定「超級月亮」的準繩:月球到達近地點的時刻與到達「望」的時刻相差小於一個平太陽日(24小時)

Richard Nolle 的語境:「超級月亮」= 符合一定條件的近地點朔望

(一部分)天文學家的語境:「超級月亮」= Proxigee-syzygy or Proxigee full moon(至近地點朔望或至近地點滿月?)

David Dickinson 的語境:「超級月亮」= Full Moon within 24 hours of perigee(與近地點時刻相距24小時以內的滿月)

如果按 Richard Nolle 的標準,我們就能夠「看到」更多的「超級月亮」(「超級月亮」+「月全食」的幾率也會增大),而且如果有占星師願意進一步發展,把判定條件細化,說不定就會有

「普通超級月亮」

「優秀超級月亮」

「精良超級月亮」

「史詩超級月亮」

「傳說超級月亮」

想想就有點小激動啊

所以

超級月亮加月全食的天文現象是30多年來首次出現,下次登場要18年以後

這種說法基於(一部分)天文學家對「超級月亮」的定義。我個人傾向這個定義,畢竟物以稀為貴嘛。

現在可以回答問題了。按照(一部分)天文學家定義的「超級月亮」,上世紀出現的若干次(1910、1928、1946、1964、1982)「超級月亮」+「月全食」屬於同一個沙羅序列——134號沙羅序列。1982年月全食後序列中下一次月全食是2001年,但那時的月亮不再是 Proxigee full moon,所以也就不算是「超級月亮」+「月全食」了。2015年9月28日出現的月全食是137號沙羅序列中首次出現「超級月亮」+「月全食」,此後每18年會再次上演。我查詢了所有目前會發生月全食的沙羅序列,只有137號沙羅序列存在「超級月亮」+「月全食」。

當然了按照 Richard Nolle 或者 David Dickinson 的定義,答案會截然不同,有興趣的話可以折騰一下。


黑色素爆表


因為它大[大笑]。



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