2018/1/2 水星西大距 + 今年最大满月

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:vtype_1.jpg vtype_2.jpg vtype_3.jpg vtype_4.jpg ★★★

水星西大距

  水星和金星绕太阳公转的轨道在地球内侧,故有内行星之称。 从地球观察这两颗内行星,常在太阳左右,仅能在清晨日出前或傍晚日落后的短暂时间看到它们,故这两颗行星又有「晨星」或「昏星」之称。

  而当水星或金星来到「大距」位置时,也就是太阳-水星或金星-地球成直角三角形,且水星或金星位在直角位置时,在地球所见的水星或金星离太阳的角距离也是最远、最适合观察它们的时候。 当内行星在太阳以东的大距位置时称为「东大距」,可见于傍晚的西方低空;当在太阳以西的大距位置时称为「西大距」,可见于日出前的东方低空。

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2018年日出时所见水星方位仰角图。取自2018天文年鉴

  水星在2018年1月2日的3:58达西大距位置,水星在太阳以西约22.7度,这是今年度内,水星4次西大距中的第1次,但却是4次中日出前仰角最低的1次,日出前可见的仰角高度约10-15度,视亮度约-0.4等。 但因仰角不高,易受晨曦和地平附近大气影响而显得没那么亮,建议利用双筒望远镜协助观赏。

  由于水星绕太阳公转的轨道比较椭圆,因此即使到本次西大距的位置时,望远镜下所见的水星是呈现比半圆形再稍微凸一些的形状(相位0.64,即亮面比例为64% ),而非半圆形;视直径约仅7角秒,望远镜中已可分辨出不是星点状,而是有面积的盘状,只不是圆形盘面罢了。

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2018/1/2凌晨5:50,水星所在位置及望远镜下所见的水星外貌示意图。
   以上示意图由Stellarium软体产生。

今年最大满月

  月球绕地球的公转轨道是椭圆形,地球在其中一个焦点上,所以地月之间的距离并不维持一定;一年当中会有12-13次满月,但每次满月时的月球可能在公转轨道上的不同位置,所以每次满月的距离和大小会不一样,约每13-14个满月,其位置恰好在公转轨道的近地点附近,将使得此时地球上所见的满月视直径最大。

  2018年1月2日上午5:49月球过近地点,随后于10:24满月时刻,月心至地心距离356677.754公里,使满月视直径达33.56',不仅是2018年1月间的第1次满月,也是2018年度的最大满月,同时是这每13-14个朔望月周期中最接近月球轨道近地点的满月。但这仅是从地心观点来看;对地表的中国而言,因满月时刻在白天而不可见,到晚上可见月亮时,月球距离已经拉远,使我国所见的月亮与2017/12/3满月相比之下,反而小了一些呢!

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2018年最大满月和最小满月的比较

  可在1/2凌晨6:25月没之前朝西方低空观看月亮,或是在1/2傍晚17:37月升之后朝东边天空观看;其中1/2凌晨天亮前所见的月亮会比傍晚所见的大一点。

  欣赏最大满月无须任何工具,只需找个看得到月亮的地方,以肉眼欣赏月亮就好。拍摄月亮也很简单,将相机以三脚架固定后,建议开启「自拍」功能,按下拍摄钮即可。拥有望远镜设备者,可透过望远镜放大拍摄,效果更赞。

为何满月有大有小?

  影响地球上所见月球视直径大小的原因主要有四项,分别为;月球远近、满月时刻相对于观测地的时间、大气效应与月亮错觉。前三项基本上是真实的影响,最后一项则非。对中国而言,今年的最大满月的主要原因是第一项:

1.月球远近

1478698886741553.jpg  月球绕地球公转的轨道是椭圆形,平均大约每27.3日绕地球一周。 在每一圈的轨道绕行过程中,都会有一个时刻最接近地球,称为「近地点」;此时月球与地球的距离约在35~36万公里上下,这个距离每次并不相同,或多或少,这是因为月球受到地球与太阳及其他行星等天体引力的扰动效应的结果。 同理在轨道上,最远离地球的位置则称为「远地点」;远地点的距离约在40~41万公里左右。

  月球近时所见视直径较大,远时较小。大约每隔13-14个月,会逢一次近地点满月,此时通常是当年最大的满月;不过由于每次近地点距离不一,因此这样的近地点满月的视直径也不相同,所以每年的最大满月其实也不一样大。

  2018年最大满月发生在1/2,是这次14个月周期的最大满月,2017/12/03地心所见的月球视直径为33.38',2018/1/2地心所见的月球视直径为33.51 ',可明显看到比2017/12/3的最大满月还要大一点点呢!

2.满月时刻相对于观测地的时间

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  「望」或「满月」时刻乃是以地心、月心与太阳中心三者的位置来计算的,以地球中心为中心,月球中心和太阳中心的经度相差180度的瞬间。

  由于地球是个球体,半径约6400公里,如上图,在地球上不同地点与月球的距离其实不尽相同,A点与C的差异就达地球直径(约12800公里),相当于平均地月距离384,400公里的3.3%之多呢!

  因此,如果满月时刻发生时,观测地点恰在背对太阳、面对月亮的「夜晚侧」,那么观测地和月球之间的距离,会小于月心到地心的距离;距离缩小,意味着所见的满月视直径变大,如同轨道位置远近造成的效果一样。

  2018/1/2的满月时刻发生在北京时间的上午10:24,相当于左上图的D到C点之间的位置,背对着月球,也比地心到月心的距离远一些,因此本次最大满月的时刻,中国根本看不见,等到中国地区随地球自转到夜晚可以看到月亮的一侧时,不仅已经过了满月时刻,而且地月距离已经稍微拉远。也正是因为这项因素的影响,使得我国所见的2017/12/3的23:47满月时刻视直径达33'58",比2018/1/2的10:25满月时刻地表所见的视直径33'07"还大呢!

3.大气效应

  地球大气层并不是均匀分布,总体来说,大气密度由地面向上空递减。而光线穿过密度不同的大气时,会被偏折,即所谓的「折射」,密度差异愈大者,被偏折的角度愈大。因此,当天体接近地平面时,天体所发出的光被偏折的程度,会比天体接近天顶时还要多。

  除了密度之外,其实大气压力、温度和湿度等,也都会影响大气折射效应的程度。因此在某些大气状况下,大气会类似放大镜一样,使所见的月球盘面会比真正的还大一些;尤其是愈接近地平面的时候,这种效应会愈大。

4.月亮错觉

  月亮错觉是个「虚假」的效应,纯粹是心理作用问题,会觉得靠近地平面附近的月亮,看起来比天顶附近的月亮还大。这种错觉,其实对于太阳也适用。

  目前较为人接受的一种解释,认为是因为靠近地平面附近时,因有地面有距离比较近的景物或建筑等,可供与距离比较远的月球作为比较,而天顶附近则没有,人类大脑企图修正这种距离产生的影响,反倒修正错了,成为一种错觉。其实不妨拿一个1元硬币,在月亮刚升起不久,以及月亮比较接近天顶时来比较,将会发现其实月亮几乎是一样大的,不若眼睛所见似有差异。

十五月亮十六圆

  今年的最大满月发生在农历十六。理论上,满月可能发生在农历四十、十五、十六与十七日。统计后发现以农历十六日所占比例最高,达50%;十五日的40%次之,十七日则约10%,十四日者很罕见。所以古人说的「十五月亮十六圆」并非空话,可是有科学数据支持的呢!

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