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“新月抱舊月” 一年數(shù)現(xiàn)4月易見

時(shí)間:2021-04-08 09:05:59    來源:科技日?qǐng)?bào)    

天象早知道

在我國古代典籍《晉書·天文志》上記載了4種祥瑞之星:景星、周伯星、含譽(yù)、格澤,其中景星“如半月,生于晦朔,助月為明……”《史記·天官書》說:“天晴而見景星。景星者,德星也。其狀無常,常出于有道之國。”這個(gè)景星指的是什么?尚無定論。有些學(xué)者認(rèn)為,其實(shí)它不是一個(gè)天體,而是一種與月亮相關(guān)的美麗天象:新月抱舊月。

地球反照,助月為明

在農(nóng)歷初一的前后幾天,如果天氣晴好,我們可能見到一彎細(xì)細(xì)的月牙,緊貼著它的,是另一輪非常暗淡的凸月。它們一明一暗合在一起,構(gòu)成一輪圓圓的月亮,異常漂亮。這就是“新月抱舊月”。唐代流傳的《景星見賦》對(duì)此有生動(dòng)的描寫:“觀其象,高而遠(yuǎn),質(zhì)明而微。如曙燈之欲滅,若秋螢之不飛。夜則出焉,麗乾元以發(fā)彩;晝而隱也,讓太陽而藏輝。”月牙與螢火蟲般的朦朦灰光合在一起,又高又遠(yuǎn),“質(zhì)明而微”,非常立體。

景星中暗灰的月面部分,是被地球大氣反射的陽光所照亮。從前人們不知道其中緣由,認(rèn)為是舊月不肯走,仍然占據(jù)著新月中尚未形成的部分。第一個(gè)對(duì)此做出科學(xué)解釋的是達(dá)·芬奇。在他1510年前后創(chuàng)作的手稿中,有一頁題為“關(guān)于月亮:沒有固體輕于空氣”,他繪制了一幅新月抱舊月的素描,并且提到月面的灰光由地球上的海洋反射陽光而產(chǎn)生,還畫出了光路圖。現(xiàn)在我們知道反射陽光的主體不是海洋,而是地球大氣。不過達(dá)·芬奇的結(jié)論完全正確,所以人們稱之為Earthshine,即“地照”(亦作地球灰光),也叫“達(dá)·芬奇之光”(TheDaVinciGlow)。

除了蛾眉月,在殘?jiān)聲r(shí)也有機(jī)會(huì)看到景星。宋朝詩人宋祁在《馬上見殘?jiān)隆芬辉娭袑懙溃?ldquo;娟娟天外月,正見上朝人。老桂欹藏樹,織鉤側(cè)抱輪”。詩人清晨騎馬上朝,看到天邊娟細(xì)的月牙正抱著隱約發(fā)光的暗月,進(jìn)而遙想桂樹藏在其中。

一年數(shù)現(xiàn),4月易見

暗灰的月輪被從地球反射的光線照亮,然后光線又從月面反射回地球使人們可以看到月輪。這需要滿足一些特定條件,并不是一件常見的事兒,所以古人覺得它神秘莫測(cè)。

首要條件是,對(duì)月亮而言,當(dāng)天的地球要足夠亮。我們?cè)诘厍蛏峡吹降脑孪?,和在月球上看到的地球相位正?ldquo;互補(bǔ)”。例如在地球上看到一輪蛾眉月時(shí),在月球上將正好看到虧凸月形狀的地球,地、月的相位合起來,就是一個(gè)圓(當(dāng)然,月球上見到的地球要比地球上見到的月球視直徑大了將3倍,并不能真的拼在一起)。月面上所見的地球呈滿月狀時(shí),地球反射到月面的陽光最強(qiáng),足足比地面所見的滿月亮了將100倍。此時(shí)的月相正是新月,對(duì)應(yīng)于農(nóng)歷初一。因此越接初一,灰光越強(qiáng),越利于觀測(cè)。

第二,觀測(cè)新月抱舊月時(shí),天空要盡可能地黑,這樣才更有利于看到月輪的暗部。所以觀測(cè)當(dāng)天,月亮離太陽越遠(yuǎn)越好。由于初一的新月最靠太陽,這就要求觀測(cè)時(shí)的月相要盡量遠(yuǎn)離新月,恰和第一個(gè)條件相反。

這兩個(gè)因素相互制約,理論上會(huì)在某一時(shí)刻達(dá)成最佳的“妥協(xié)”。實(shí)際上由于大氣狀況、地球反照率等因素的影響,很難知道可以觀測(cè)到新月抱舊月的確切時(shí)間。地球大氣會(huì)減弱天體的光芒,造成“大氣消光”,高度越低消光越大。例如在北京地區(qū)夏季的晴夜,與離地20度時(shí)相比,月亮在離地15度時(shí),亮度已下降了差不多40%。當(dāng)降低到10度時(shí)(大致為離地線一個(gè)拳頭遠(yuǎn)),亮度就只有1/4了。地球反照率可能也不容忽視。根據(jù)上世紀(jì)70年代末以來的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)估算,地球的均反照率在30%左右,隨季節(jié)和天氣而有所變化,變幅最多可達(dá)5%。有文獻(xiàn)指出,一年之中春季的反照率更高一些,這可能與北極區(qū)的冰雪覆蓋率有關(guān)。

綜合以上因素可以發(fā)現(xiàn),理論上每個(gè)月都有可能見到新月抱舊月,但在北半球中緯地區(qū),每年的最佳觀測(cè)時(shí)機(jī)是在4、5月份。這主要是因?yàn)樵谌章鋾r(shí)觀測(cè)蛾眉月,4、5月份時(shí)其高度比較高(例如北京地區(qū)4月的蛾眉月可以比12月高出10度以上),因而大氣消光更小,并且這段時(shí)間地球反照率也比較高,月面暗部略亮一些。如果在日出時(shí)觀測(cè)殘?jiān)?,則是9、10月份時(shí)其最高,觀測(cè)條件也不錯(cuò),但需要早起。

根據(jù)人們的經(jīng)驗(yàn),月面亮部占比在10%—15%(即在月球上所見的地面亮部占90%—85%)時(shí),更容易見到新月抱舊月,大致對(duì)應(yīng)農(nóng)歷初三、初四的蛾眉月和二十七、二十八的殘?jiān)隆?021年4月14日(初三)和15日(初四),當(dāng)夜幕降臨之時(shí),蛾眉月將現(xiàn)身西方低空,屆時(shí)我們不妨看看能否見到這一美景。

(作者系北京天文館副研究員 李鑒)

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