科学汇丨作为“星月童话”的永恒主角,金星和月亮为啥每月都能“秀恩爱”

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钱江晚报·小时新闻 记者 沈蒙和

这礼拜持续的阴雨天气,让杭州许多天文爱好者郁闷,因为错过了夜空中最美的“星月童话”——金星与月亮“牵手”,相依相伴出现在浩渺的苍穹。其实,9月14日和15日,这幕美景连续两天在黎明前上演,如果天气晴好,原本我们通过肉眼就可以在东方低空看到。

星月近距离争辉,到底有多美?它们相遇的天文原理又是怎样的?月相,这个从小学到高中都要学到的知识,都怎么记?这次,我们找到了杭州高级中学天文社,并邀请了天文社指导老师田蕾,来为大家讲讲这些知识吧!

“星月童话”?其实“金星合月”几乎每月都有

在天文爱好者们的眼中,金星,是天空中除了太阳和月亮之外最亮的天体,就像镶嵌在夜空中的一颗宝石,发出银白色光芒,艳丽无比。当它与残月(或蛾眉月)“相合”或“相伴”,星光与月光交织在一起时,如梦似幻,宛若童话。

更难得的是,此次“星月童话”有上下集——9月14日12时43分是“金星合月”,不过当时两者皆在地平面下,所以大家看不见。但在凌晨4时左右,“金星伴月”的美景会在东方低空缓缓出现:一弯残月,犹如一叶小舟,静静停泊在金星的左上方。而后在金星的导航下,“小舟”逐渐向东南方飘荡,直至迎来第一缕霞光。次日的同一时刻,“金星伴月”的美景再度上演,只不过“小舟”已经飘荡到金星的左下方。

此时仔细观察“小舟”,除了明亮的月牙,还能够看到被地球微光照射到的月面,隐约显现出圆月的轮廓。

为何夜空中两个最亮的天体,总爱在黎明前的晨曦中相聚?是由于金星的公转轨道位于地球公转轨道内侧,它有时作为“晨星”出现,有时又变身为“昏星”出现。简单讲,身处地球的我们,只能在两个时间段看到金星,要么凌晨,要么傍晚。9月的金星仍为“晨星”,于日出前出现在东方天空,所以月亮只能在凌晨与它碰面。

错过这次“星月童话”的各位,也别太失望,接下来还有得是观赏机会。行星绕太阳公转,月球绕地球公转。地球、月球、行星的位置近乎一条线的时候,地球上夜半球的观测者就能看到行星合月。各种行星合月的现象,每年会发生几十次。今年暑假,杭高天文社就曾在西湖边举办“路边天文夜”活动,邀请路人一同欣赏“月合土木星”的天象。

至于“金星合月”,几乎每个月都会发生。

“月合土木星”天象

月亮为什么会变脸?四种月相要分清

看到这里,你有没有发现,月亮是“星月童话”中永恒的主角,而且还是一个超级善变的主角——和金星在一起的时候,是弯弯的月牙;和土星、木星在一起的时候,却是圆滚滚的大银盘。

在普通人看来,这就像那首老歌里唱的“月亮的脸悄悄的在改变”,可是从天文学角度来看,这叫作“月相”,是一个非常重要的天文学概念。

月相在中小学科学课本中,也妥妥地占据C位。除了二年级上册里有相关内容,初一还会讲到每种月相在天空的位置和出现时间,以及相应的地月关系。

杭高天文社指导老师田蕾介绍说,月相大致分为四种:新月、上弦月、满月和下弦月。要是再往细分,还有“上娥眉”和“下娥眉”,就是新月过渡到上弦月,下弦月过渡到新月时,那道弯弯的娥眉月。本周“金星合月”里的月牙就是“上娥眉”。

可是月亮为啥会变脸呢?这跟地球、月亮以及太阳的位置变化有关。

满月的时候,地球空间位置在月亮和太阳中间(但不是在一直线上,如果恰好一直线,就是月食)。

上弦月、下弦月则是三者关系的平面投影成九十度,所以只能看到一半月亮。

新月的时候,月球在中间,阳光照到月球的背面,所以地球看不到月亮。不过,大家平时所说的新月如钩,大都是指娥眉月,并不是说“新月”这个月相。

田老师说,月相学习最重要是理解月相的成因,主要涉及三方面的知识点,一是地球和月球的相对位置、月球公转、地球自转方向;二是地球的晨昏线;三是区分前后半夜。

月相怎么看?选择合适时间很重要

其实,但凡观察和记录过月相的同学们都会觉得,这份作业绝不是每天对着天空画月亮那么简单,因为月相不是每天晚上随时能看到,画月相时还涉及到方位等多种因素,很难画……

初中科学有学过“上上上西西,下下下东东”的观测口诀,说的是,上弦月出现在农历上半月上半夜的西边天空,照亮的月面朝西;下弦月出现在农历下半月下半夜的东边天空,照亮的月面朝西。

所以,看月相,选择合适的时间观察很重要。下半个月的月亮在下半夜出来,这个时间段,不要说孩子们了,连大人都睡觉了,不太可能去观察月亮,所以可以选择白天看。

舟山南海实验长峙小学校区校长周燕娜,提供了一份月亮出现的时刻表:若是农历初一(新月),月亮在早上6点升起,晚上6点落下。若是农历初七、初八(上弦月),月亮在中午12点升起,晚上12点落下。若是农历十五(满月),月亮在晚上6点升起,早上6点落下。若是农历二十二、二十三(下弦月),月亮在晚上12点升起,中午12点落下。

兴趣小组

金星为啥遇不上满月?

因为隔着地球!

作为善变的主角,为啥今年夏天,月亮与土星和木星相遇时是圆圆,与金星相遇时就只剩月牙儿了呢?金星合月,有没有可能和满月“相合”或“相伴”?

“不可能。”田老师回答地斩钉截铁。因为满月时,月球、地球、太阳三者近乎在一条直线上,而金星一直在地球绕太阳公转的轨道内侧,所以,满月时金星、月球肯定分居在地球的两边。

除了行星合月,田老师认为,和月亮有关的值得观赏的独特天象,还有月全食。月全食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段,食甚时月亮是红色的。因为太阳光经过地球大气层把其他波长的光都吸收掉了,只有红色光折射到月球表面上。

下次月全食在2021年5月26日。

考考你

发生月食时,月亮的哪一侧先被“吃掉”?

A.东侧 B.西侧 C.东侧西侧轮流 D.东侧西侧随机

答案:A。

月食从月亮东侧开始。因为月球公转自西向东,闯入地球的影子里,所以月亮的东侧先被遮挡。


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