不同类型日食形成的原因,期间可以看到哪些恒星和行星?

日食,又被称作日蚀。在民间传说中,此现象被唤作天狗食日。在天文领域,日食算得上是和我们比较没有距离感的一种现象,这跟观测它的难易程度和发生频率有关。日食只会发生在新月阶段,当月亮直接穿过地球和太阳之间的时候,它的阴影会落在地球的表面。即:月亮进入气球和太阳之间发生日食,月亮在地球上投下阴影。那么,日全食期间可以看到哪些恒星和行星,下一次日食又是何时?

下一次日食发生的时间和地点

继上一次2017年美国日食之后将近2年时间,我们终于又有机会体验月亮完全阻挡太阳、白天变成黑夜的日全食现象了,它约200公里宽的阴影会移动到地球的表面。但是,由于这次大部分的日食发生的地点都在太平洋上空,所以,可能只有那时正处于该位置的少数船只和飞机上的人才得以一见;在此次日食过程中,月球阻挡的主要是南太平洋、智利和阿根廷的太阳,在南美洲的其他地区,人们可以看到偏食。并且,这次日食的持续时间相对更长,可以达到4分33秒。

在整体过程中,天空的黑暗表现并不等同于一个明亮满月下的夜空,但是,一些在白天的天空中看不到的行星和恒星,也都将呈现出特殊的外观。因为黄昏的影响,会使得日落后的天空保持合理亮度达到30到40分钟。所以,即使处在日全食最黑暗的阶段,我们地球上的气氛也会明显的增量天空。当太阳的上缘消失在地平线以下,它也并不会立刻变暗。即使太阳被完全隐藏时,整体天空相对仍然比较明亮,并且,你还能看到的一件事,那就是恒星和行星的出现。

导致不同类型日食形成的原因

日食并不只有一种类型,至于产生的是日全食、环形日食,还是部分日食,则需要取决于几个重要因素。实际上,会有两种类型的阴影:一种类型是本影,它是阴影的一部分,会挡住所有的阳光;另一种是半影,它是一个较浅的漏斗形阴影,阳光被部分遮挡。本影采用黑色细长锥形,同时,它被半影包围。当轨道平面相交,并且这个距离有利于地对齐时,新月看起来则可能会完全擦掉太阳的圆盘。在日全食期间,月亮会将自己的本影投射到地球表面,而在这短短的几个小时之内,该阴影就可以绕过地球的三分之一。就平均发生概率而言,大约平均18个月,就会发生一回日全食的现象。

而所谓的部分日食,则是指当只有半影、或部分阴影经过时。在这种情况下的日食期间,太阳的一部分总是保持在视野中,而太阳有多少的剩余则取决于具体情况。通常情况下,半影会在极地地区,给我们的星球带来一丝掠过;而那些位于全日食路径几千英里范围内的人,会看到的则是偏食。简而言之,当整体的路径越接近,太阳能遮挡的也就越大。而当月亮距离较远的时候,本影的尖端便不会到达地球。在这样的情况下,本影理论延续的antumbra会到达地面。此时,任何位于其中的人都可以从本影的两侧向上看,并在月球周围看到环形或“火环”。

日食的天空并不会像月夜一般黑暗

当7月2日来临的时候,地球表面会呈现出一圈黑暗,这是因为月球将自己的阴影投射在了地球的表面。如果此时的你正好处于阴影路径的中央(南太平洋上空),那么,整体中间的阴影外缘将最多有100公里左右。相反,在超过这个距离的空间,太阳表现得依然非常闪耀。即使是狭窄的新月会使阳光被折射到月亮的阴影中,并闪射和弯曲。但这些弱化的阳光在天空中呈现的视觉效果,就像是日出或日落给我的体验。

届时,阴影会撞击地球表面,虽然是以非常倾斜的角度,但却将变得越来越伸展。在过程的一开始,天空中最黑暗的部分会朝向西北偏西 ,这也是该阴影逼近的方向。此时,因为它还没有被阴影笼罩,所以,天空最亮的部分将朝向东南。当接近结束的时候,情况会发生逆转:处于西北偏西的天空会迅速地变亮,而东南的天空因为阴影会在那个方向迅速向后退,将会变得最暗。当所有散射的阳光被弯曲到月亮的阴影中,请不要以为天空变得像明亮满月下的夜晚一样黑暗。当然,你也不会因此而感到失望,光线水平的快速下降的同时,整体的黑暗仍然会非常引人注目,它就像你通常在日出前或日落之后、30到40分钟左右看到的那样。

日全食期间可以看到那些恒星和行星

在这次日全食期间,还能让你看到更明亮的恒星和行星。2019年7月2日天空的总体情况,如果没有云,正如ESO的La Silla天文台所见。这里描绘的是恒星、直到第二级,尽管太微弱的它们可能无法看到。全食期间的太阳将在双子座的双子座中。太阳黯然失色之后,天空变得像早晨到中旬一样黑暗,金星便成为了天空中最引人注目的物体。当全食恒星下降至第一级也应该是可见的,也可能会出现一些较小的第二级恒星,但其余的恒星可能会被压制,因为会受到日冕的光线以及天空周围光线的一般散射。

下太阳的左下方约12度、在西北偏西的地平线上方约4度)、握紧拳头的手臂长度大约为10度,便是强度为-3.9级的金星;而另一个大小为-2.6的行星木星,则坐落在东南地平线上方,它几乎和金星截然相反;另外两颗行星是水星和火星,它们完全闪耀在黯淡太阳的右上角,这个角度大约20至25度。因为水星相对更亮(+1.3),所以,如果天气条件好得话,它可能“肉眼可见”。而火星将在水星正下方4度处发射 +1级,无需借助双筒望远镜即可在视觉上瞥见。

在天空的东南部,一半的天空观察者将会看到黄橙色的半人马座和蓝色的Beta Centauri,以及由南十字星(Crux)组成的四颗星。其中,Acrux和Becrux是两颗最耀眼的星,在整个黄昏中有机会瞥见。在这些星星中,最亮的蓝色天狼星(-1.4级)将从西部地平线上升三分之一左右。在天空西南部的大约一半处,亮度仅次于Sirius的黄白色星形Canopus(幅度-0.7)将会闪烁。对于大多数日食观察者而言,在整体开始前10分钟或更长时间内,金星可能会变得非常明显。然后,随着新月太阳逐渐消失,木星和天狼星则可能会进入视野。然而,如果朦胧的天气条件占了上风,那么,金星可能是你唯一能看到的对象。