2019/9/23 秋分+黄道光

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观测方式:以肉眼观赏即可 可拍照 ★★

秋分

  2019/9/23的15:50是今年的秋分时刻,太阳沿黄道由北向南通过赤道降交点(赤经12时、黄经180度之处),目前的秋分点位在室女座中。此时阳光直射赤道,日出于正东、日没于正西,几乎昼夜等长。秋分后的日出日没位置逐渐偏南,昼渐短而夜渐长,直到冬至为止,因此秋分象征着进入了北半球秋季和南半球春季。

太阳沿黄道在天球上的运动示意图。

太阳沿黄道在天球上的运动示意图。

  以下的图像,则是Robert Simmon以气象卫星Meteosat-9拍摄的2010-2011年两分两至四个特殊时间点的地球图像,可以清楚呈现两分两至时太阳照射地球的状况。其中2010/12/21为冬至,2011/3/20为春分,2011/6/21为夏至,2011/9/20为秋分,以上日期为世界时。

气象卫星Meteosat-9所拍摄的2010-2011年两分两至时刻的地球图像。Credit:NASA

气象卫星Meteosat-9所拍摄的2010-2011年两分两至时刻的地球图像。Credit:NASA

  由于气象卫星是所谓的同步卫星,在地球赤道上空绕地球公转的速度与地球自转速度相同,因此在其下方的地表上,看起来就像是静止在天空中一样,故又有「静止卫星」之称。这个气象卫星影像的中心点约在非洲以西的南大西洋上,各图像右下角是非洲大陆,右上角近边缘处则可见阿拉伯半岛,正上方为地理北极,正下方为地理南极。

  因为地球自转轴相对于公转面的法线方向倾斜了约23.5度,所以可以见春分与秋分(图像右上与右下)太阳直射赤道,使日夜分界线是从南极到北极,垂直将地球划分为昼夜两个半球。冬至时(左上),太阳直射南回归线,地球北极圈(北纬66.5度)以北的区域落入了所谓的「永夜区」,完全笼罩在黑暗中;相反地,南极圈(南纬66.5度)以南区域则是太阳24小时都在地平线上的永昼状态。而夏至(左下)则和冬至相反,太阳直射北回归线,北极区在永昼状态而南极区在永夜状态。

  由于秋分前后太阳直射赤道,使得日夜交界线(terminator)恰好与地球赤道面垂直,站在赤道地区的人,其正午时刻的太阳将在正头顶;站在南极点或北极点的人,太阳几乎24小时贴在地平面上转一圈。这是个很有意思的现象喔!春分过后,南极点的太阳将在地平线下,进入永夜状态;相反地,北极点的太阳则始终在地平线上,进入永昼状态。这种状况将持续到秋分,太阳再度直射赤道,两极点所见太阳再度贴平地平线为止,之后便两边交换永昼与永夜的情况。以下视频为南极永昼的视频,给大家参考。

黄道光

  秋分前后日出前2-3小时,可在东方天空看到白色三角形黄道光亮锥,常被误以为是曙光而有假曙光(false dawn)之称。

  黄道光是太阳系内微尘粒子散射太阳光的结果,因尘埃是以太阳为中心、成透镜状分布在黄道面上,故从地球上看来便成了三角锥状,底部最宽时约有40度,高度最高可接近70度,最亮的区域几乎与银河一样亮。在赤道区域比较容易观察黄道光,纬度愈高观察的难度也越高。

  另一种和黄道光类似但更易被忽略的现象就是对日照,这是集中在地球与太阳重力平衡的L2拉格朗日点的太阳系微尘散射太阳光结果,从地球上观察,位在天空中与太阳相对180度的反日点位置上,沿黄道散布而形成一个长带状亮斑。

  由于黄道光和对日照都很黯淡,必须在天气晴朗、无月光和光害干扰且空气干净之处才能看到。但是,春分傍晚和秋分日出前后因黄道和地平线的夹角大,几乎垂直于地平线而使黄道光锥较为明显,故春秋分前后均是观赏黄道光的好时机,且黄道光一定贴近地平面。而对日照仅需符合前述观赏条件,都有可能在半夜时分见到,无须等待特定季节,且仰角颇高,而其亮光呈现渐层外观,和银河也很容易区别。

  以下为中央大学鹿林天文台观测助理萧翔耀先生于2012/10/18秋分后拍摄的星空运动,在视频后段可见东方天空有愈来愈亮、三角锥状亮区,那就是黄道光。

对日照

  另一种和黄道光类似但更易被忽略的现象就是对日照,这是集中在地球与太阳重力平衡的L2拉格朗日点的太阳系微尘散射太阳光结果,从地球上观察,位在天空中与太阳相对180度的反日点位置上,沿黄道散布而形成一个长约10-15度的带状亮斑。但由于亮度实在非常低,只要有些微光害干扰,或是在靠近银河之处,或是有月光的情形下,都无法观察到对日照。秋季星空非常寂寥,而秋季银河偏北,干扰不大,其他秋季星空中的亮星也少,对日照此时会出现在太阳对面位置—春分点附近,即白羊座、双鱼座到宝瓶座一带,所以秋分前后是个观察对日照的好时机,有兴趣者不妨试试。

智利超大望远镜VLT旁拍摄的对日照图像。取自维基百科。图片版权:ESO/Y. Beletsky。

智利超大望远镜VLT旁拍摄的对日照图像。取自维基百科。图片版权:ESO/Y. Beletsky。

(编辑/台北天文馆张桂兰)

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