2022年11月8日的月全食是睽違四年以來本影食全程可見的月全食,本次月全食為第136沙羅序列中的第20次。北美洲西部、日本全程可見,東亞、南亞及澳洲可見月出帶食,南美洲可見月沒帶食。
臺灣地區本影食全程可見,月球於17時2分東升,全食歷時1時25.7分,自初虧到復圓,歷時3時40.5分,食分1.364。在全食期間,還將發生月掩天王星,各地掩入及復出時間略微不同,以臺北為例,此次月掩天王星,掩入19時5分,復出19時53分;臺中掩入19時3分,復出19時50分;高雄掩入19時2分,復出19時46分。
圖說: 本次月全食各時間段列表,依各地發生時間可能會有幾秒鐘的差異
以全球的角度而言,月掩行星很常發生,但是能看見某次月掩行星的區域其範圍有限,因此以臺澎金馬地區而言,月掩行星反倒極難看見,以臺北為例,上一次及下一次月掩行星都是掩金星,上一次發生於今年的5月27日中午時分,但天公不作美,無法欣賞;下一次則發生於明年的3月24日傍晚,只可見掩入且仰角極低。
若僅計算月掩天王星,上一次發生在23年前,1999年11月15日;下一次則要再等16年,直到2038年的4月12日;若再將月全食的條件納入,下一次月全食掩天王星要等到4344年8月8日,可以說一生就這麼一次,若是錯過,即便重新投胎轉世20次都沒有機會看見。
圖說:月全食和月掩行星經常各自出現,但同時出現非常罕見!
此外,由於天王星的亮度較低,一般的月掩天王星為了要拍攝出天王星,曝光時間勢必要拉長,但相對的月亮也會變得極亮,唯有在本次的月全食期間,滿月的亮度相對降低了99.999%,僅餘下地球大氣層折射出的紅光,因此能藉此機會拍到最完美的照片或影像。
如何觀測月食?
觀察月全食不需要任何儀器,只需挑選東邊地平面附近無遮蔽物、看得到月亮的地方,就可以僅用肉眼欣賞。若能使用腳架固定手機或相機、更可以輕鬆記錄這個美麗的天象,是所有壯觀天象中最容易觀察的!以下為幾種月食攝影方式。
月流跡攝影:從月出至復圓期間,將快門一直打開曝光,可以記錄月全食的光度連續變化。拍攝月流跡須用廣角鏡頭並事前估算月球從開始到結束的位置,將鏡頭位置調整好,才能在同一影像內紀錄下整個月食過程。
圖說: 月全食流跡攝影。2007/8/28,吳昆臻攝於臺北天文館第二觀測室。
間歇攝影:類似月流跡攝影,相機與腳架位置固定不動,但快門每隔10~15分鐘固定拍攝一次,並事後以影像軟體予以合成;此外,還必須隨月球的亮暗調整光圈大小與曝光時間。此次月食發生的仰角較低,搭配適當地景拍攝,容易得到不錯的結果。
圖說: 2019年夏,月落帶食 林永敏攝。
擴大攝影:利用相機配合長鏡頭或天文望遠鏡,將月球盡可能放大來拍攝,調整好焦距,配合適當快門攝影。
圖說: 大雪山月出帶食擴大攝影,王志信攝。
地球影攝影:使用長鏡頭的相機,裝設在赤道儀或攝星儀上,利用儀器追蹤抵消地球自轉所造成的星月移動,隔數分鐘曝光一次,再事後以軟體合成。這種方式可以拍到月球進出地球影的景象,並藉以顯示地影的大小與位置。拍攝前需先估算好食甚時刻月球位置,以此位置為視野中心。
圖說: 月全食和地球本影攝影,王嘉輝攝。
月食的成因
月球繞地球公轉的軌道稱為「白道」;跟著地球一起繞太陽公轉的軌道稱為「黃道」。月球公轉過程中,和地球、太陽的相對位置一直改變,地球上的人們會見到不同形狀的月球,稱為「月相」或「月球的相位」。月相變化週期即為農曆(陰曆)的一個月,約29.53天,亦稱為一「朔望月」。太陽光照射物體時,會在物體背面形成陰影。由於地球是球形,且太陽體積比地球大許多,故地球陰影是圓錐形的,其中深灰色小圓錐稱為「本影」,陽光完全無法抵達;淺灰色大圓錐稱為「半影」,仍有一部分的太陽可以照射到此處。
圖說: 本影與半影示意圖。
白道面和黃道面兩者並不重合,而是有個約5°9'的夾角,當月球在望的位置時,不一定會恰好落在地球陰影中;唯有位在白道面和黃道面的交點(節點)附近時,才有機會形成月食。故月全食發生有兩個必要條件:(1)月球必須在望的位置。(2)月球必須在白道面與黃道面的交點上,簡而言之,就是月─地─日必須幾乎成一直線。
圖說: 並非每個月都會發生日月食,主要受黃白道平面交角影響。
因月球位置並不見得會恰好全部落在地球本影中,若月球全部進入地球本影中,則為月全食;若僅從地球本影邊緣通過,只有一部分月面被遮,則形成月偏食;若月球全部位在地球半影中,則為半影月食。半影月食的光度變化非常小,除非用比較靈敏的攝影器材或光度觀測儀器,否則不太容易用肉眼看出變化。
圖說: 月食種類、成因與各階段名稱示意圖。
為何月全食的月亮是紅色的?
當月全食發生時,月球進入地球本影,陽光本會完全被地球遮蔽而使得地球上的人們看不見月亮,然而因地球具有大氣層,陽光經地球大氣層的散射與折射後,短波長的藍光被散射掉,長波長的紅光則被大氣層折射至月球表面,因而使月亮呈現紅色。
圖說: 月全食時的紅色月亮成因示意圖。
為什麼月全食的時間有長有短?
月全食由食既至生光的全食階段時間長短每次都不相同,主要是受到幾個因素的影響:
1.地球繞太陽公轉的軌道是橢圓形的,因此有時比較靠近太陽,有時離太陽比較遠,地球陰影圓錐的大小會隨之改變,反之地球上所見的太陽大小也會隨之不同。
2.月球繞地球公轉的軌道也是橢圓形的,所以地球上所見的月球大小也會不同。
3.月全食發生時,如果月球非常接近地影中心的位置,則月全食的長度也會比一般的長。
圖說:影響月全食過程長短的原因。
上圖中灰色部分表示地球本影,暗紅色部分表示月球,十字線表地影中心。(a、b)假設地影大小、月球大小均相同,則月球經過地影的路徑不同,全食總長度便不同。(c、d)假設地影大小相同,所走路徑亦相同,則月球大小不一樣,全食總長度亦不同。(e、f)假設月球大小相同、所走路徑相同,則地影大小不同,全食總長度亦不同。(編輯/許晉翊)