7月底又有天文大戲上演——月全食。
這次月全食將出現在北京時間7月28日凌晨，不管你在中國什麼地方，都將有機會目睹。如果以前沒有認真欣賞過月全食，或者沒看夠，這次千萬別錯過。
因為，據報導這次月食的全食階段長達1小時44分鐘，可能是本世紀持續時間最長的月全食。
可觀賞紅月亮近兩小時
據測算，此次月全食於28日2時24分發生初虧，6時19分復圓。其間約1小時44分鐘，月球完全處在地球陰影中。為什麼持續時間這麼久？月全食的時間又是由什麼決定的？
我們知道，地球繞著太陽公轉，月球又繞著地球公轉。發生月食的條件是，地球處於月球和太陽中間，擋住了太陽光。月全食持續的時間長短和太陽、地球、月球三者的位置關係密切相關。
中科院國家天文臺研究員平勁松介紹，這次月全食的時間比較長，與月球恰巧位於遠地點，與地球的距離比較遠有關。
「根據克卜勒第三定律，行星沿橢圓軌道繞主星體運轉，它在單位時間掃過的面積相等，由於月球位於遠地點時，是繞地球公轉速度最慢的時候，因此穿過地球陰影的時間就長。」平勁松說。
解釋月全食持續時間，地月距離是最老生常談的原因。但是這只是其中一個因素。
平勁松介紹，還有一個重要的因素是日地距離。現在夏至剛過去一個月，夏至是一年當中日地距離最遠的時候。同樣根據克卜勒第三定律，這也是一年當中地球繞太陽公轉速度比較慢的時候。
也就是說，在太陽、地球、月球正好運行到一條直線上時，地球運轉速度比較慢，其陰影遮擋月亮的時間比較長，這也會使月全食的時間加長。
兩個因素疊加起來，就形成了本世紀持續時間最長的月全食。這兩個因素的疊加可並非易事。未來幾十年內可能還會發生很多次月全食。但月全食出現時，月球並不位於遠地點，或者地球並不位於遠日點，月全食時間都會相對縮短。所以這時長1小時40多分鐘的月全食真可謂大大的巧合。
假如你曾看過月全食，也許曾留意，月全食出現時，月亮表面會變得紅通通的。正因如此月全食又被稱為「血月」。
平勁松解釋說，發生月全食時，月球處於地球的影子裡，按說在地球上用肉眼看不到月球。但是地球的大氣相當於一個球狀透鏡，一部分日光通過這個球狀透鏡發生了折射，照到了月球上。
而且，在太陽光穿過地球大氣的過程中，除了紅光之外，其他波長較短的光大多被大氣層散射向四面八方。波長比較長的紅光照到月亮上面，月亮又把紅光反射到地球上。所以發生月全食時，地球上的人們看到的月亮紅通通的。
前後都有日食「奉陪」
這次月全食的有趣之處還在於，它位於兩次日食中間。7月13日發生了一次日偏食，28日凌晨發生月全食，等到8月11日又會出現一次日偏食。
不到一個月內，三場天文好戲連連看，背後又有什麼奧妙？
「這也是一種巧合，只是按照太陽、地球、月球的運動規律，碰巧在這段時間出現了這種現象。」平勁松說。
這個巧合細究起來，也是一件很有意思的事。這還得從太陽、地球、月球之間的關係說起。
「以地球為參照物，太陽繞地球運動的軌道被稱為黃道，周期為一年。月球繞地球運動的軌道被稱為白道，周期為一個月。這兩個平面並不重合，中間存在大概5°9′的夾角。」北京天文館館長朱進介紹。
出現日食的條件是，太陽、月球和地球在一條直線上，月球擋住了太陽的光線。出現月食的條件是，太陽、地球、月球在一條直線上，地球擋住了太陽的光線。所以日食發生在新月時，月食則發生在滿月時。
「但黃道和白道並不重合，所以雖然新月和滿月頻繁出現，太陽、地球、月球的位置並不總能構成一條直線，所以未必會出現日食或月食。」朱進說，只有太陽位於黃道和白道的交點附近，同時又出現新月或滿月時，才會出現日食或月食。
朱進介紹，這次出現兩次日食「夾」一次月全食的情況，巧就巧在，太陽最近運行到了黃道和白道的交點附近，月球也正往交點方向運行，而且出現新月，因此發生了日食。半個月後，月球運行到交點附近，趕上滿月，又出現了月全食。再過半個月，月球又變成了新月，太陽仍在交點附近，月球距離交點也不遠，所以還會出現一次日食。
日食和月食，到底哪個更常出現？平勁松介紹，根據地球和月球運行規律，大約每18.6年日月食的發生規律就會大致重複一次。在每個周期裡，日食發生的概率高於月食約40%——日食每年約發生2.1次，月食每年約發生1.5次。
「但由於日食發生時，在地球上的陰影區範圍窄小，從同一個地區日食、月食的可見情況以及日食、月食在地球上可見區域面積考慮，月食的可見概率還是高於日食的。」平勁松說。
天文觀測的寶貴窗口
隨著人類科學的進步，月全食有了科學的解釋，不再被看作「天狗吃月亮」或不祥之兆。其實，作為一種比較獨特的天象，月全食是科學家進行天文觀測的寶貴窗口。
平勁松介紹，歷史上對月全食的觀測，讓人類認識到地球是圓的，也支持了日心說取代地心說。自從有了牛頓定律和克卜勒定律來演算地球軌道、月球軌道之後，天文學家又開始利用月全食來觀測月球對其他恆星的遮掩現象。
這種觀測有幾個作用。
一個是由於恆星的位置相對已知，通過對月全食進行觀測，即使沒有探測器飛到月球上去，也能夠精確測量月球形狀和邊緣的形貌。反過來，在精確測量月球的形狀之後，依據地月運動規律，在發生恆星遮掩月球現象時，可以通過觀測來推測暗弱恆星的空間位置。
此外，在發生月全食時，還可以通過月球探測器來探測月全食導致的月球空間環境的變化。因為這種時候，太陽風會突然被地球遮擋，月球表面的電離效應會發生很大變化。
說到月球探測器，月全食也會對它們產生一些影響。
平勁松介紹，月球探測器一般以太陽能作為能量來源，一旦發生月全食，就相當於暫時「斷糧」，失去了能量來源。而且，沒有了光照，探測器會處於極端低溫環境，反過來又需要耗費大量電能。所以對它來說，確實是比較難熬的時光。
所以月球探測器在設計過程中一般也會考慮到月全食的影響。假如真的碰上了月全食，一個幫助月球探測器「熬」過來的有效辦法就是關閉其他高耗能工作任務，使剩餘的能量能夠維持其基本運轉，且不被凍壞。（記者 劉園園）