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月亮是我们最熟悉的天体,除了阴晴圆缺,甚少人知道,它还有大小之分。比如今天,就是满月最小的一天,让我们来八一八,这个一年多才会出现一次的天象吧! 2012年11月28日的最小满月 01 你看你看 月亮的脸在改变 在天文学中,月相是指地球上观测者所见到的月球被太阳照亮部分的形状。月球围绕地球公转,产生了周期变化的月相。当月球位于地球和太阳之间时,月球的背阴面朝向地球,我们看不到月球被照亮的部分,称之为朔(新月)。当地球位于月球和太阳之间时,月球的向阳面朝向地球,我们可以完整地看到月球被照亮的部分,称之为望(满月)。月相的更替周期约为29.53日,称为一个朔望月。 月相图 02 月亮的脸不仅变 还时大时小 在天文学上,天空中物体的大小通常都是根据从地球上观测所见到角直径来描述。角直径是以角度做测量单位时,从一个特定的位置观察一个物体所得到的“视直径”。视直径是被观测的物体在垂直观测者视线方向中心的平面上产生的透视投影的直径。 从地球上看太阳,视直径大约为32’,简单点说就是0.53度 月球的大小也跟它与观测者的距离有关。由于月球绕地球公转的轨道是一个椭圆,根据天文观测数据,月球距离地球最近(近地点)为357000千米,而最远(远地点)可达406000千米。 月球围绕地球的公转轨道是一个偏心率约为5.5%的椭圆,远地点(Apogee)和近地点(Perigee)相差约5万公里 这种距离的变化,会导致从地球上看月球的视直径在29.3’至34.1’之间变化,也就是说当月球在公转轨道上运动到不同位置时,距离地球的距离也不同,我们看到的月亮大小也不同。当满月出现的位置恰好与远地点重合,我们就会看到最小满月。 03 13~14个月才出现一次的最小满月 如前文所述,月相的更替周期(朔望月)约为29.53天,月球的公转周期(恒星月)约为27.32天,从一次满月到下一次满月的时间间隔平均比月亮绕地球运行一周所需的时间长了两天多。当出现一次最小满月后,月亮经过27.3天再次回到远地点后,而满月还要再过两天多才会出现,再次出现远地点满月所经历的时间约为413天左右,也就是说13~14个月才会出现一次最小满月。 从2018年1月至2020年12月的地月距离以及新月、满月出现时间的示意图中,我们可以看到满月恰好出现在远地点上,也就是我们所说的最小满月分别在2018年7月、2019年9月、以及2020年10月出现过,时间恰好间隔13~14个月。 地月距离与新月、满月出现时间示意图 (●表示满月,x表示新月,横轴表示时间,纵轴表示地-月距离;蓝色箭头指示2018年和2019年出现的最小满月,绿色箭头指示2020年10月出现的最小满月) 04 这个最小满月有多小呢? 最小满月的小是相对最大满月而言的,那么近地点满月和远地点满月大小能差多少呢?如前所述月亮在近地点时,距离地球大约36万公里,在远地点最远可达40万公里以上。由此可以算出,近地点时的月亮和在远地点时相比,视直径大了约14%,面积大了约30%,差别还是相当明显的。 如果这样一大一小两个月亮同时挂在天上,大小的区别是非常明显的。但是天上只有一个月亮没有参照物的情况下,这种所谓的大小差异靠肉眼则是难以分辨的,只能通过天文照片来发现。 今天,满月就恰好出现在远地点,大家可以在今天晚上用照相机接上望远镜或长焦镜头拍一张月亮的照片,等到明年5月26日“超级月亮”出现时,用同样的设备再给月亮拍一张照片,最小满月与超级月亮的大小对比会一目了然。 2007年近地点与远地点满月大小对比 05 从不同地区看满月 我们古代就有“海上生明月,天涯共此时”的说法,那么,不同地区的人,比如伦敦的玛丽和北京的李雷,看到的满月是否一样呢? 严格来说,是不一样的。因为相对位置(经纬度)和其他自然条件的关系,即便是在同一天,当地同一时刻(比如北京时间晚上8点和伦敦时间晚上8点),人们看到的满月大小也有细微区别。因为月球绕地球公转时,与赤道面有一定的倾斜角,月球运行到北京和伦敦上空时,也会有小的高度(距离)的偏差,而由于地球大气对光线的散射作用,月球光线通过大气层的路径越长,散射越厉害,看到月亮就越大。但由于地月距离平均距离约38万公里,在北京和伦敦不同地区这样小的高度(距离)偏差下,不同地区满月大小的差异肉眼显然根本无法察觉,几乎是可以忽略不计的。 北京故宫博物院的满月 伦敦碎片大厦的满月 06 扎堆上演的火星合月和天王星冲日 值得一提的是,除了这个“最小满月”,就在一天之前(10月30日),还发生了火星合月天象。火星合月是指火星运转到轨道中离月球比较近的点,这时,人们可以看到天空中银色的月亮和红色的火星非常接近,相互辉映,齐放光芒。 火星合月的时间通常很短,约10分钟到20分钟左右,主要是观赏火星与月亮慢慢相合的过程。该天象几乎每年都会出现。 该图片是在太阳升起前从保加利亚的黑海海岸拍摄的。在火星合月时,如果你抬头仰望星空,你也会发现这样美丽的景象。 由于火星是大行星,所以人们用肉眼就可观赏到这一星象,天文爱好者使用小型天文望远镜观测,就更不在话下了。 除此之外,明天(11月1日)凌晨还是天王星冲日之时。天王星冲日是指天王星和太阳正好分处地球的两侧,三者几乎成一条直线的现象。此时,天王星与地球距离最近,亮度也最高,是一年中观看天王星的最佳时机。 天文爱好者通过天文望远镜,可以隐约看到其呈蓝绿色的圆面。而我们一般人在远离光污染的地方,比如郊外或山顶,也能用肉眼隐约见其“芳容”。 当在地球天空中观测天王星冲日时,望远镜以及相关拍摄设备是天文爱好者的好帮手。上图是张精心设计的连续多次曝光的合成照片,图中左上方红圈处为天王星,右手边又大又亮的是木星。 生活在繁华的都市,我们对头顶上的星空,越来越缺少关注了。虽然我们的嫦娥工程已将月球车送上月球表面,但自古以来的朴素愿望也不应被遗忘。 今天若有时间,无论您身在何地,都请记得抬头看一看天上。即便是最小的满月,亦承载着我们关于圆满、关于相思的美好愿望。 作者

刘宇轩、熊雅颖 中国科学院国家天文台 审核

左 维 中国科学院国家天文台研究员 本文由“科学辟谣平台”(ID:Science_Facts)出品,转载请注明出处。 你可能还想看 ▽ 暴雨是怎么形成的,你真的知道吗?为什么新闻里总说“百年一遇”? 不明觉厉的核电站 安全性靠不靠得住? 相思的美好愿望~

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