历表:VSOP87/ELP2000-82
编算:高良超

  2021年将有两次日食、两次月食,现分别介绍如下:

一、5月26日 月全食

见食地区
  这次月食,在亚洲东部、大洋洲、太平洋大部、北美洲(除东北部),南美洲(除极东部)及南极洲可以看到。中国除西藏极西部、新疆极西部外,其他地区可见月亮带食而出。

2021年5月26日月全食概况

2021年5月26日月全食概况图

二、6月10日 日环食

见食地区
  这次日食,环食带从加拿大南部开始,经过哈德孙湾、巴芬岛、北冰洋,在西伯利亚结束。在北美洲东北部、北大西洋、欧洲、亚洲(除东南部)可以看到偏食。中国西部地区可见日偏食,新疆和西藏部分地区可见全过程,中部可见带食日没,东部不可见日食现象。

2021年6月10日日环食概况
                                                见食位置
食象              北京时间 地理经度 地理纬度
偏食始                16:12:19 -43°51′ 23°38′
环食始                17:54:57 -89°22′ 50°14′
食 甚                18:41:56 -66°45′ 80°48′
地方视午的环食19:01:03 -165°23′ 88°08′
环食终                19:28:41 156°28′ 63°41′
偏食终                21:11:21   94°02′ 41°27′
食分=0.9435 食延=3分52秒 γ=0.9151
环食带宽:527公里 沙罗序列:147

详见2021年6月10日日环食图

2021年6月10日日环食图

中国地方见食

2021年6月10日中国地方见食

三、11月19日 月偏食

见食地区
  这次月食,在亚洲(除极西部)、大洋洲、太平洋、北冰洋、北美洲、南美洲、非洲极西部、欧洲极西北部可以看到。我国可见月亮带食而出。

2021年11月19日月偏食概况

2021年11月19日月偏食概况图

四、12月4日 日全食

见食地区
  这次全食,全食带从靠近南美洲的南大西洋开始,经过南极洲,在南太平洋结束。在大西洋南部、非洲极西南部、印度洋、南极洲、大洋洲极东南部以及太平洋南部可以看到偏食。

2021年12月4日日全食概况
                                                见食位置
食象                北京时间 地理经度 地理纬度
偏食始                 13:29:15   -4°51′ -23°18′
全食始                 15:02:49 -51°00′ -53°08′
食 甚                 15:33:28 -46°09′ -76°47′
地方视午的全食15:56:10 -121°29′ -79°01′
全食终                 16:03:50 -134°28′  -67°29′
偏食终                 17:37:29 +148°29′ -46°24′
食分=1.0367  食延=1分55秒  γ=-0.9525
环食带宽:417公里  沙罗序列:152

详见2021年12月4日日全食图

2021年12月4日日全食图

说明:

  2021年的日月食是根据VSOP87/ELP2000-82历表结合日月食理论计算而来,本年一共发生两次日食、两次月食,其中6月10日的日环食,我国的西藏、新疆地区可见偏食,中部可见带食日没,东部不可见日食现象。本年日食图取自国台日食计算器,月食概况图则由月食计算软件绘制,由于计算方法的不同,可能会与其他资料值差1~2秒。同时对@张雷、@金龙鱼、@杨旸等同好的大力帮助,在此一并表示感谢。

  月食概况载半影食始、半影食终及初亏、食既、食甚、生光、复圆时的北京时间。月亮进入地球半影以后,月面光度看不出有显著变化,月亮开始进入本影的瞬刻是偏食的开始,叫做初亏。月亮完全进入本影的瞬刻是全食的开始,叫做食既。月亮中心和地影中心的相距最近的时刻,叫做食甚。月亮开始离开本影的瞬刻是全食的终了,叫做生光。月亮完全离开本影的瞬刻是偏食的终了,叫做复圆。食分(食甚时月亮边缘深入地影的距离和月亮直径之比)。月食时凡能看到月亮在地平线上的地方都可以看到月食,各食象的时间各地所看见的都是一样。

  如果要确切地知道某地是否可以看到月食,应先计算该地的月出、月没时刻,再看初亏、复圆间月亮是否在地平线上来决定。

  月食概况又载半影食始、初亏、食既、生光、复圆、半影食终时候半影及本影和月亮切点的方位角(从月面正北点向东算起),半影食始、初亏、食既、食甚、生光、复圆、半影食终时地球上见月亮正在天顶的地点的经纬度。

  日食概况载日食起迄时刻和见食地点。

  偏食始表示月亮半影锥轴初次和地面相切的时刻,就是地面最先看到初亏的时刻,并列出切点的经纬度。

  中心食始表示月亮本影锥轴初次和地面相切的时刻,并列出切点的经纬度。

  地方视午(或视子夜)的中心食表示太阳和月亮赤经相合的时刻,并列出月影锥轴与地面交点的经纬度。

  食甚表示日食食分最大的瞬刻,并列出经纬度。

  中心食终表示月亮本影锥最后和地面相切的时刻,并列出切点的经纬度。

  食分(日偏食)某地观测者所看到的太阳被月亮遮盖的分数。食分的大小是日面直径被遮盖部分与日面直径的比值。

  偏食终表示月亮半影锥轴最后和地面相切的时刻,并列出切点的经纬度。

  贝塞尔根数供精密计算日食时刻之用,它的几何意义如下:
  假设一个平面通过地心,和月影锥轴相垂直,也就是和日月中心的连线相垂直,这平面叫做基本面,以地心为原点,基本面和赤道面的交线为X轴,向东为正。以在基本面上和X轴相垂直的直线为Y轴,向北为正。和基本面相垂直的轴为Z轴,向月亮方向为正。坐标以地球赤道半径为长度单位。
  X,Y是月影锥轴和基本面交点的坐标。
  d,μ是Z轴的方向;d是Z轴和赤道面的交角,μ是Z轴自历书子午圈算起的时角。
  L1,L2是半影锥及本影锥在基本面上的半径,以地球赤道半径为长度单位。L1恒为正值,L2和本影锥顶的z坐标同号。本影锥顶在基本面后面时,L2为负值,可以看到全食;本影锥顶在基本面前面时,L2为正值,可以看到环食。在极少数情况下L2在基本面上为正值,而在地面为负值,可以看到全食。
  f1,f2是半影锥和本影锥的半顶角。

致谢
  (1)本章日食的数据是采用下列文献中的日食公式计算:
  Hermann Mucke and Jean Meeus,Canon of Solar Eclipses,-2003 to +2526,Astronomishes BÜro,Vienna,Austria,1983
  (2)本章的日食的贝塞尔根数及月食计算是采用下列书籍计算:
  Explanatorysupplement to the astronomicalalmanac及《日月食计算》

  2021年的天象预报资料,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!
https://interesting-sky.china-vo.org/category/year/2021astronomical_events/


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  这几天C/2020 F3 (NEOWISE)彗星占据了全球社群的版面,因为它接近1.7等的亮度,使它能够轻易以裸眼辨认。现在我们知道为什么NEOWISE彗星能够如此明亮,因为它的彗核非常巨大。

  C/2020 F3 (NEOWISE)彗星由NASA的「广域红外线巡天探测卫星」于今年3月发现,因此已其任务名称“NEOWISE”命名。NEOWISE的研究人员分析了C/2020 F3核心的红外辐射,如下现图所示:红色的辉光由彗核散发,从它的红外光特征可以看出彗核大约有5公里长。NEOWISE研究员Joseph Masiero这么说。

Comet NEOWISE

  加州理工学院行星科学系的Qicheng Zhang说:5公里长对于接近太阳的彗星来说是非常大的,这解释了它的高亮度。NEOWISE彗星在7月3日于水星轨道附近经过太阳,巨大外核使它得以幸存不至碎裂。NEOWISE彗星现在正被太阳加热核心,激发出大量的灰尘和气体,明亮的彗发与彗尾在全世界引起轰动。

  NEOWISE彗星的亮度可能会再维持一段时间,它巨大的彗核为尘埃和气体提供充足来源。观察小建议:日出前约90分钟,找到一个视野开阔的地方,然后向东北方地平线看去。NEOWISE彗星是带有尾巴的模糊小斑点,裸眼即可见,使用双筒望远镜更有可看性。随日期推移,NEOWISE彗星在清晨的高度将渐低,直到无法看见。7月下旬日落后,又将出现在西北方附近低空。(编译/台北天文馆虞景翔)

资料来源:Space Weather


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  太阳系矮行星之一的冥王星(134340 Pluto)于2020/7/16的10:17达到「冲」的位置,即以地球为中心,太阳和冥王星分别位在地球两侧、赤经相差180度的位置。此时是一年中冥王星离地球最近、最大、最亮的时候,且整晚可见。

  由于冥王星的轨道离心率较大,即比较椭长,自1989年9月5日通过近日点之后,冥王星现在正在逐渐远离太阳的路途上,因此即使每年到达冥王星「冲」的年度最佳观赏期的时候,也因为冥王星和地球的距离一年比一年远,亮度也一年比一年暗。今年冥王星冲时,亮度仅有14.9等,在业余望远镜中看起来与一般星点几乎没有差异,但透过间隔一段时间拍摄的影像,可以看出它移动的迹象来确认。

  目前冥王星位在人马座,距离远在33.07AU之外,虽然已经慢慢离开众星云集的银河中心地带,但此处恆星数量还是不少。冥王星穿行于此,得花费一些心思才能从一堆恆星中将它分辨出来。(编辑/台北天文馆虞景翔)

2016年冥王星冲@台北天文馆
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  2020年7月14日15:58发生木星冲,即木星和太阳分别在地球两侧、赤经相差180度的位置,这是一年中木星离地球最近,看起来最大、最亮的时段,在前后几星期都是观察木星的好时机。木星最近位在人马座,冲时亮度达-2.8等,视直径47.6角秒。在入夜后从东南方升起,子夜前后仰角最高,天亮前由西南方落下,整夜可见。土星也在附近,与明亮的木星在一起,就像一对眼睛俯视大地。

  透过小型天文望远镜,可以看见表面美丽条纹以及大红斑,伽利略四大卫星也是明显易见的目标。这四大卫星不时会穿越木星表面或发生食现象,如7月12日03:03木卫二发生食的现象,也是值得用望远镜观测的有趣天象。木星卫星事件相当频繁,有关预报可查询Sky and Telescope杂志网站。(编辑/台北天文馆李瑾)

2020/7/12凌晨03:03,望远镜中所见木星与伽利略卫星相对位置示意图。
   2020/7/12凌晨03:03,望远镜中所见木星与伽利略卫星相对位置示意图。以上示意图由Stellarium产生。

outer-planet-oppo.gif
外行星与地球相对位置示意动画。

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  2020年7月13日10:14,第2号小行星智神星(2 Pallas)到达冲的位置,也就是太阳与智神星在天球上经度相差180度的位置。预估亮度为+9.6星等,位在狐狸座,大约在织女星和牛郎星连线的一半处。

  智神星是继谷神星之后,于1802年发现的第一颗小行星。形状略微不规则,直径约544公里,是仅次于谷神星、小行星带最大的太阳系小天体。

  此次冲的亮度是21世纪上半最暗的一次,智神星在冲前后数日整晚可见,越接近午夜时仰角越高,更适合观测。有兴趣的人可用大口径望远镜搜寻,或以望远镜搭配相机拍摄。(编辑/台北天文馆王彦翔)

VLT-SPHERE拍摄的智神星
VLT-SPHERE拍摄的智神星

  本周将有机会用肉眼看到一颗3月发现名为NEOWISE的彗星,这也将是2020年的第一个肉眼可见彗星。

这张照片是在两天前的黎明之前的黎巴嫩上空拍摄到的NEOWISE彗星。
这张照片是在两天前的黎明之前的黎巴嫩上空拍摄到的NEOWISE彗星。

  这颗彗星的正式名称为C/2020 F3,在3月份首次接近太阳时被美国NASA的NEOWISE卫星发现。它在接近太阳后幸存下来,并将在下周到达其轨道上离地球最近的点。NEOWISE预计将在7月份保持肉眼可见,在北半球的人们可以在这个月的大部分时间的黎明和黄昏时捕捉到这颗彗星。专家指出,7月中旬前的日出前朝着东北东、7月中旬后的日落后朝着西北西方向,都可用肉眼看见。

  海军研究实验室的天体物理学家Karl Battams表示:对于北半球,它在清晨非常低。人们需要早起,但是用双筒望远镜很容易看到。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:NASA


夜光云与NEOWISE彗星。
夜光云与NEOWISE彗星。

  在法国东部的阿尔卑斯山,树丛轮廓之上的银蓝色涟漪是夜光云。它们位于地球的中层大气,将黎明前的阳光反射过来。照片拍摄于7月8日。在这个夏天,北方高纬度地区的这种发光的夜间云并不鲜见。而NEOWISE彗星,也称作C/2020 F3,是在今年三月份由环绕地球运转的近地天体大视角红外探测(NEOWISE)卫星发现的。近几天,这颗彗星可以在没有遮挡的东北方地平线上,用肉眼在晨曦中看到。(翻译/北京天文馆曹军)

资料来源:每日天文一图(北京天文馆镜像)


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发布单位:台北市立天文科学教育馆

冥府行星

  天文学家发现一颗非常奇怪的系外行星TOI-849b,它位于730光年远,母恒星TOI-849与太阳非常相似。TOI-849b仅比海王星小一点,但质量却是海王星的两倍多,因此密度与地球差不多!如此密度显示它是岩石行星,但大小却远高于岩石行星的上限。这意味它可能是非常罕见的冥府行星(Chthonia),即是大气层被剥夺的气体行星核心。

  TOI-849b是NASA的凌日系外行星巡天卫星(TESS)所发现。TESS透过凌日方式搜索系外行星,因此天文学家能以恒星的变暗程度和频率计算行星的大小以及与恒星的距离。TOI-849b非常接近其母恒星,公转周期仅18小时,估计表面高达摄氏1530度。TOI-849b非常特殊,很少有海王星级行星如此靠近母恒星。团队随后以欧洲南方天文台的ESO 3.6米望远镜的光谱仪(HARPS)计算行星的质量,发现其质量是地球的39.1倍,或海王星的2.3倍,这样得出的密度为5.2g/cm3,非常接近金星的5.24g/cm3和地球的5.51g/cm3。因此团队认为它可能是冥府行星,曾形成类似木星的巨大大气层,后来又以某种方式被剥离。

  天文学家认为这种极靠近恒星的气体行星,会被高热剥夺大气,如Gliese 3470 b被观测正以高速失去其大气层。但这解释不足以解决TOI-849b大气全部损失的原因,可能还有如与大天体碰撞等事件造成。另一可能原因是TOI-849b开始形成气体行星时,没有足够的物质成为大气。或许它是在行星系统演化后期时形成,或是在原行星盘的间隙中形成的,使得没有足够的材料来增加大气。研究小组计划将继续观测,以确定TOI-849b是否还剩下任何大气。这可以帮助确定核心本身的组成以及形成原因。该研究已发表在《自然》期刊上。(编译/台北天文馆李瑾)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:肉眼观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

  金星,是除了太阳和月亮之外最亮的天体!在6月29日至7月17日之间达到今年第二次最大亮度,约-4.5等。台北地区7月8日金星约凌晨2:40升起,5:12日出前皆可观赏。由于金星是距离地球最近的行星、离太阳也近,加上表面积不小与布满许多能反射阳光的云层,因此非常明亮。

  金星是内侧行星,与太阳和地球相对位置会持续改变,透过望远镜观察有明显如月亮的盈亏现象。但金星最亮的时刻并不是在呈现满月时(上合,位置1),也不是视直径最大时(下合,位置5)。因为上合时金星距离地球最远,下合时则是新月形状。因此综合距离远近和被太阳照亮的面积大小,通常金星最亮发生在东大距过后36日(位置4),或西大距前36天(位置6),且呈现眉月形。

金星轨道位置、形状与视直径变化示意图。

金星、地球、太阳的相对位置示意图

  金星是除了太阳和月亮之外,唯一可以让物体产生影子的天体,但是测试条件有些严格。首先环境需要完全没有光害,当然也不能受曙光影响,最好是日出约2小时之前开始观察。其次,需要白色物体投影,如白色的床单或板子,如此对比才较清晰。金星所造成影子与日光及月光不同,由于日光及月光是面光源,因此影子边缘会部分照射或遮蔽而为半影,使影子边界看起较柔和。而金星相对是点光源,所以影子边缘锐利。若有兴趣可以在这一阵子金星非常明亮时试试,使用相机长时间曝光(20~30秒)拍摄,更容易得到成果。(编辑/台北天文馆虞景翔)

金星的形状与大小会随时间而变化。版权:台北天文馆。

金星的形状与大小会随时间而变化。版权:台北天文馆

发布单位:香港天文学会

  2020年6月30日是第四个国际小行星日(也称为全球小行星日)。2016年联合国在其决议中宣布:每年的6月30日是全球小行星观测日,以全球的高度来纪念1908年6月30日发生在前苏联西伯利亚的通古斯事件,并提高公众对小行星撞击与危害的认识。

  小行星通常是从外太空进入地球,速度通常可达每秒10公里。其在通过大气层时摩擦所产生的热十分巨大,大部分的小行星在到达地面时便已燃烧殆尽或爆炸。一个直径10米的陨石可以产生约2万吨左右的爆炸,相当于投在广岛的原子弹威力。

  通古斯大爆炸是1908年6月30日上午8时17分(UTC时间为0时17分)发生在现今俄罗斯西伯利亚埃文基自治区上空的爆炸事件。爆炸发生于通古斯河附近、贝加尔湖西北方800公里处,北纬60.55度,东经101.57度,当时估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,超过2,150平方公里内的8千万棵树焚毁倒下。

  据报道,当天早上在贝加尔湖西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的冲击波将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了蕈状云的现象,这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被发明的气压自动记录仪所侦测。在事发后数天内,亚洲与欧洲的夜空呈现出暗红色;有假说认为这是由于光线穿过在高纬度地区的极度低温中形成的冰晶颗粒造成的,这种现象常在航天飞机(太空梭)返回地球大气时出现。在美国的史密松天体物理台和威尔逊山天文台也观察到大气的透明度至少数个月有降低。

  目前比较被科学界所接受的说法是一个小行星在大约离地6至10公里上空爆炸。

  而如果这个物体再迟4小时37分撞击地球,那么这场爆炸将摧毁当时俄罗斯帝国的首都圣彼得堡,而不是人口稀少的通古斯地区,造成更大的人员伤亡。

  在通古斯爆炸时,在爆炸中心正下方的树被脱去树枝树皮,而稍远的树则因为爆炸波而倾倒,这个现象也被在核试验中发现。

  1960年中期,苏联使用模型树跟小型炸药作实验,寻找哪种爆炸方式可以产生像通古斯爆炸相似的蝴蝶型爆炸。实验显示小行星是以大约与地面夹角30度、与北方夹角约115度接近地面,然后在空中爆炸。

  2013年俄罗斯乌拉尔陨石雨事件为小行星爆炸说提供了强力佐证。比太阳还要明亮的火球,巨大的音爆,和在天空中留下长长的烟雾轨迹无不与通古斯卡巴大爆炸当时的记录相符,只是在通古斯卡上空燃烧爆炸的小行星显然要比2013年的大得多。

  从20世纪后半开始,对地球大气层的监测让人类开始注意千吨级小行星的空中爆炸。根据美国空军国防支援计划的资料显示,这种爆炸大约一年会发生一次。而类似通古斯那种大小的一千万吨级的是非常罕见的;尤金·舒梅克博士估计这种大小的小行星大约300年才会发生一次。

官方网站:AsteroidDay.org