日全食發生時,在地球視線範圍所及處,月球幾乎擋住了我們在地球上所看到的整個太陽,因為兩者處於相同地球的觀測角度。為什麼月球的觀測角度會和太陽一樣?這只是巧合嗎?發生的機率又有多大呢?
進一步提問——是否還有其他行星衛星也在其行星表面投射一個圓盤,與從該行星上觀察到的太陽完全匹配?有任何一種方式都可以接近嗎?
正如你所說的,從地球看去,月球和太陽有如此相似的角度和尺寸只是巧合。實際上,這種現象並不會持續很久(按照天文時間尺度來看)。月球會逐漸遠離地球(儘管非常緩慢),最終的視角會比太陽小,我們也就不會看到日全食了。
關於是否還有其他行星能有日全食這個問題其實非常簡單,自己就能弄明白。我會給你一些例子告訴你怎麼做,剩下的你就能自己完成了。
你去網上就能找到所有行星以及其衛星的大小和軌道,比如說:
月球
軌道:距離地球38.44萬千米
直徑:3476千米
我們也需要知道太陽的尺寸以及它距離問題中的行星有多遠
地球
軌道:距離太陽1.49億千米(一個天文單位)
太陽
直徑:139萬公裡
一個天體的視角大小大約是其直徑除以距離(這給出了兩個在相同單位量級下的天體將角度轉換為弧度的方法)
太陽
視角大小=1390000km/ 1.49億公裡=0.009弧度
(一個有用的數據是1弧度=57度,所以我用這個弧度乘以57得到角度,這樣我能理解得更好)
月球
視角大小=3476km/384400km=0.009弧度
=0.5度
這和你所知的一樣
讓我們再試一個例子。我隨機選個土衛六,土星最大的一個衛星
土衛六
軌道:距離土星122.183萬公裡
直徑:5150公裡
我還需要知道土星以14.29億公裡(9.54個天文單位)的距離繞太陽公轉
太陽
相對土星的視角=1390000km/429400000km=0.0010弧度=0.06度
(另一種更簡單的計算方式是,由於土星到太陽的距離是地球到太陽的9.5倍,所以它的視角就是地球的1/9.5)
土衛六
相對土星視角=5150km/1221830km=0.004弧度=0.2度
所以從土星看去,土衛六不會有和太陽差不多的視角。由於太陽看上去比土衛六小很多,土衛六可以在土星上形成一個陰影(部分區域)。因此一個土星上的假想觀測者偶爾能看到由土衛六從太陽前經過而形成的日全食。
相關知識
土星日食是指任何土星的自然衛星在太陽前方經過時,於土星上能夠看到的一種日食。對於角直徑比太陽更小的天體(衛星),適當的術語是凌。 對於大於太陽表面尺寸的天體,適當的術語則是掩星。土星的其中七顆衛星——土衛十、土衛一、土衛二、土衛三、土衛五、土衛四及土衛六——均足夠大和足夠接近太陽而足以導致土星日食,換句話說,就是在土星上造成本影。大多數較遙遠的衛星除了很小以外,其軌道與土星軌道平面亦有很強烈的傾斜,很少被看作是凌。
以哈勃太空望遠鏡拍攝四倍土星衛星
日全食是四種日食中的其中一種,當太陽光球完全被月亮遮住,原本明亮的太陽圓盤被黑色的月球陰影遮蓋。然而,也只有在日全食發生時才可能用肉眼觀測到模糊的日冕。日全食只在月球位於近地點時發生,此時月球的本影錐長度較月地之間距離長,本影錐才能掃到地球表面。由於太陽的實際體積比月球大很多,所以日全食通常只能在地球上一塊非常小的區域見到,因為月亮的本影對太陽來說只是一個小點(在全食區之外,所見的食相是偏食)。
2016年3月印尼峇里巴板的日全食,圖中左上方的亮點就是倍裡珠
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