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2009/07/30

jsk 日全蝕偶像精品店|日全蝕的成因

“心之全蝕”專題:跨越千年的日食珍珠鍊——沙羅食系
1919年5月29日的日全食與今年7月22日的日全食有什麼關係?你可能會遲疑地說:”……相差90年?”——Bingo!你答對了!這兩次日全食間隔90年零54天,也就是恰好5個沙羅周期。 

幾乎所有談論日月食的天文學書籍都會講到,日月食的周期重現有個重要的周期,叫做沙羅周期(Saros Cycle),一個沙羅周期為6585.32天,也就是18年11.3天(包含4個閏年)或10.3天(5個閏年),即一次日食出現之後再過這麼長時間天還會出現一次。

其實這個規律早在巴比倫時代就已經提出,成為指導日月食觀測的重要法則。仔細分析一下,沙羅周期6585.32天這個數字其實是月亮幾種運動週期的”公倍數”。

朔望月(Synodic month)–即就是我們所看到的月相變化週期,平均週期大約是29.530588天;交點月(Draconic month)–月球經過同一黃白交點得時間間隔,平均為27.21222天;近點月( Anomalistic month)–像所有的行星軌道一樣,月亮的軌道是橢圓的而不是圓形的,有近地點和遠地點,月球經過近點月的平均週期為27.55455天。沙羅周期等於223個朔望月,242個交點月或239個近點月。

223個朔望月=6585.3211天242個交點月=6585.3572天239個近點月=6585.5374天也就是每經過6585.32天,月亮就會處在軌道參數大致相同的交點上,就是說月亮回到了相對於太陽和地球同樣的位置上,所以我們可以用沙羅周期來預言日食的發生。

不過,用沙羅周期預言日食的”有效期”是有限的,比如2009年發生日全食,我們可以預言,前後五六百年的時間裡,每隔18.032年,就會有一次日食發生,但更長時間的就無效了。 1955年荷蘭天文學家G. Van den Bergh在他的《日月食的周期性與變化規律》中將這樣以沙羅周期為間隔的連續發生的日食或月食歸為同一系列,稱為為沙羅食系(Saros series)。每個沙羅食係有開始和結束。

其實從沙羅周期的定義中可以看到, 242個交點月與223個朔望月其實並不完全相等,而是相差約0.032天,就是這個小小的差值,使得每過一個沙羅周期,月亮的位置離交點向東偏離0.5度,日、月、地的位置在悄悄地發生變化。當差別越來越大,超過一定的範圍,月球的陰影不會落在地球上,日食也就不再發生了。每個沙羅食係都是從南極或者北極附近的一次日偏食開始,逐步發展為日全食,然後再相對的一極重新退化為日偏食,並最終結束。由於地球和月球的公轉軌道都是橢圓,因此沙羅食系的確切持續時間和日食次數是不固定的,一個食系大約持續1226年到1550年,包括69次到87次日食,其中40到60次中心食(全食或環食)。

2009年和1919年日全食所屬的沙羅食係被Van den Bergh編號為136號沙羅食系,包括71次日食,其中44次全食。這一食係從1360年6月14南極海岸的一次日偏食開始,逐步在18世紀”成長”為日全食,1955年6月20日是它的高潮,這天的日全食最長時間達到了7分鐘零8秒。最後一次全食將於2243年12月12日發生,最後一次日偏食則出現於2622年7月30日。這個食系持續1262年,以產生長時間的日全食而著稱,即使最後一次日全食(2243年)也長達3分鐘30秒。

 


 



關鍵字: 月球

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