有趣天文奇观

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：  ★★★★★

2021年台湾地区可见两次月食，首次发生在5月26日，是台湾地区暌违3年能见到的月全食。此次大洋洲、澳洲中部及东部、新西兰全程可见，台湾地区可见月出带食，食分1.016。月球于18时31分升起，食既发生在19时9.4分、生光为19时28.0分。由于月球切入地球本影的北缘，因此全食历时相当短，只有18.6分钟。此外，由于生光时月球仰角才10度，因此要到东方无遮蔽的地点才有机会看到「血月」。

全球月全食可见地区

此次月食相当特别，恰巧也是今年最大满月！由于当天月球在9时50分通过近地点，因此19时14分发生满月时，月球的视直径高达33.5角分。所以当天会在东方低空看到又大又红的月亮！月全食恰巧也是当年最大满月的现象相当少见，台湾地区上次能见到是1997年9月，下次则是2033年10月，值得您期待。

台湾地区可见的月食

★ 月全食：
上一次：2018年7月28日（月没带食）
下一次：2022年11月8日（月出带食）

★ 月偏食：
下一次：2021年11月19日（月出带食）

★ 台湾地区全程可见的月全食：
上一次：2018年1月31日
下一次：2025年9月8日

★ 台湾地区可见最大满月的月全食：
上一次：1997年9月16日
下一次：2033年10月8日

今年最大满月 月球绕地球的公转轨道是椭圆形，地球在其中一个焦点上，所以地月之间的距离会改变；于是每次满月时，月球会因距离不同造成视直径也不一样。由于月球在26日9时50分通过近地点，月地距离35万7310.96公里，使19时14分的满月成为今年最大满月，视直径达33.5角分，今年最小满月则是发生在12月19日，视直径仅29.1角分。

如何观测月食？ 观察月全食不需要任何仪器，只需挑选东边地平面附近无遮蔽物、看得到月亮的地方，就可以仅用肉眼欣赏。若能使用脚架固定手机或相机、更可以轻松记录这个美丽的天象，是所有壮观天象中最容易观察的！以下为几种月食摄影方式：

月流迹摄影： 从月出至复圆期间，将快门一直打开曝光，可以记录月全食的光度连续变化。拍摄月流迹须用广角镜头，且需先事前估算月球从开始到结束的位置，将镜头位置调整好，才能在同一影像内纪录下整个月食过程。

▲月全食流迹摄影。2007/8/28，吴昆臻摄于台北天文馆第二观测室。

间歇摄影： 类似月流迹摄影，相机与脚架位置固定不动，但快门每隔10~15分钟固定拍摄一次，并事后以影像软体予以合成；此外，还必须随月球的亮暗调整光圈大小与曝光时间。此次月食发生的仰角较低，搭配适当地景拍摄，容易得到不错的结果。

▲2019年夏，月落带食 林永敏摄。

扩大摄影： 利用相机配合长镜头或天文望远镜，将月球尽可能放大者来拍摄。调整好焦距，配合适当快门摄影。若配合地貌，可用此方法拍摄月出带食的美照。

▲大雪山月出带食 王志信摄。

地球影摄影： 使用长镜头的相机，装设在赤道仪或摄星仪上，利用仪器追踪抵销地球自转所造成的星月移动，隔数分钟曝光一次，再事后以软体合成。这种方式可以拍到月球进出地球影的景象，并借以显示地影的大小与位置。拍摄前需先估算好食甚时刻月球位置，以此位置为视野中心。

▲月全食和地球本影摄影 王嘉辉摄。

月食的成因 月球绕地球公转的轨道称为「白道」；跟着地球一起绕太阳公转的轨道称为「黄道」。月球公转过程中，和地球、太阳的相对位置一直改变，地球上的人们会见到不同形状的月球，称为「月相」或「月球的相位」。月相变化周期即为农历（阴历）的一个月，约29.53天，亦称为一「朔望月」。

月相变化示意图。

太阳光照射物体时，会在物体背面形成阴影。由于地球是球形，且太阳体积比地球大许多，故地球阴影是圆锥形的，其中深灰色小圆锥称为「本影」，阳光完全无法抵达；浅灰色大圆锥称为「半影」，仍有一部分的太阳可以照射到此处。

本影与半影示意图。

日月食成因示意图。

白道面和黄道面两者并不重合，而是有个约5°9’的夹角。当月球在望的位置时，不一定会恰好落在地球阴影中；唯有位在白道面和黄道面的交点（节点）附近时，才有机会形成月食。 故月全食发生有2个必要条件：（1）为月球必须在望的位置，（2）月球必须在白道面与黄道面的交点上，简而言之，就是月─地─日必须几乎成一直线。

因月球位置并不见得会恰好全部落在地球本影中，若月球全部进入地球本影中，则为月全食；若仅从地球本影边缘通过，只有一部分月面被遮，则形成月偏食；若月球全部位在地球半影中，则为半影月食。半影月食的光度变化非常小，除非用比较灵敏的摄影器材或光度观测仪器，否则不太容易用肉眼看出变化。

月食种类、成因与各阶段名称示意图。

为何月全食的月亮是红色的？ 当月全食发生时，月球进入地球本影，阳光本会完全被地球遮蔽而使得地球上的人们看不见月亮，然而因地球具有大气层，阳光经地球大气层的散射与折射后，短波长的蓝光被散射掉，长波长的红光则被大气层折射至月球表面，因而使月亮呈现红色。

月全食时的红色月亮成因示意图。

为什么月全食的时间有长有短？ 月全食由食既至生光的全食阶段时间长短每次都不相同，主要是受到几个因素的影响：
　　1.地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，因此有时比较靠近太阳，有时离太阳比较远，地球阴影圆锥的大小会随之改变，反之地球上所见的太阳大小也会随之不同。
　　2.月球绕地球公转的轨道也是椭圆形的，所以地球上所见的月球大小也会不同。
　　3.月全食发生时，如果非常接近地影中心的位置，则月全食的长度也会比一般的长。

影响月全食过程长短的原因。

上图中灰色部分表示地球本影，暗红色部分表示月球，十字线表地影中心。（a、b）假设地影大小、月球大小均相同，则月球经过地影的路径不同，全食总长度便不同。（c、d）假设地影大小相同，所走路径亦相同，则月球大小不一样，全食总长度亦不同。（e、f）假设月球大小相同、所走路径相同，则地影大小不同，全食总长度亦不同。

20世纪至22世纪的月食统计与比较

每年可能发生的月全食最多只会有3次，最少则连1次都没有；但若将月偏食与半影月食也计入，则一年的月食发生次数可多达5次，最少2次。而每一次月食的状况也都不相同。下表为20世纪至22世纪的月食统计与比较，日期均以国际标准时UT为准：

20世纪（1901-2000） 21世纪（2001-2100） 22世纪（2101-2200）
一年有2次月食的年数　78　　　　　　　　78　　　　　　　　　72
一年有3次月食的年数　15　　　　　　　　16　　　　　　　　　19
一年有4次月食的年数　7　　　　　　　　　6　　　　　　　　　8
一年有5次月食的年数　0　　　　　　　　　0　　　　　　　　　1(2132年)
月食总次数　　　　　229　　　　　　　　228　　　　　　　　238
全食总次数　　　　　81(35.4%)　　　　　85(37.3%)　　　　　69(29.0%)
偏食总次数　　　　　65(28.4%)　　　　　57(25.0%)　　　　　88(37.0%)
半影食总次数　　　　83(36.2%)　　　　　86(37.7%)　　　　　81(34.0%)
时间最长的月全食 2000.07.16(1h46m24s) 2018.07.27(1h42m57s) 2123.06.09(1h46m06s)
时间最短的月全食 1917.12.28(0h11m58s) 2015.04.04(0h4m43s)  2155.09.11(0h02m36s)
食分最大的月全食 1953.07.26(1.8628)　　2029.06.26(1.8436)　　2170.05.30(1.8330)
食分最小的月全食 1917.12.28(1.0056)　　2015.04.04(1.0008)　　2155.09.11(1.0003)

（编辑/台北天文馆研究员李瑾）

发布单位：香港天文学会

2021年5月26日的月全食，不同的理论计算出来的时间差异

食既：
19时09分24秒（中国科学院紫金山天文台）
19时09分24秒（美国海军天文台）
19时09分29秒（Chauvenet）
19时10分58秒（Herald & Sinnott）
19时11分25秒（美国太空总署Fred Espenak）
19时11分29秒（Danjon）

食甚：
19时18分36秒（美国海军天文台）
19时18分40.3秒（美国太空总署Fred Espenak）
19时18分42秒（中国科学院紫金山天文台）
19时18分43秒（Herald & Sinnott）
19时18分43秒（Chauvenet）
19时18分43秒（Danjon）

生光：
19时25分55秒（美国太空总署Fred Espenak）
19时25分57秒（Danjon）
19时26分47秒（Herald & Sinnott）
19时27分54秒（美国海军天文台）
19时27分57秒（Chauvenet）
19时28分00秒（中国科学院紫金山天文台）

复圆：
20时52分22秒（美国太空总署Fred Espenak）
20时52分25秒（Danjon）
20时52分42秒（美国海军天文台）
20时52分47秒（Chauvenet）
20时52分48秒（中国科学院紫金山天文台）
20时52分49秒（Herald & Sinnott）

半影食终：
21时49分41秒（美国太空总署Fred Espenak）
21时49分43秒（Danjon）
21时50分07秒（Herald & Sinnott）
21时51分11秒（Chauvenet）
21时51分12秒（美国海军天文台）
21时51分12秒（中国科学院紫金山天文台）

最大本影食分：
1.009（Danjon）
1.0095（美国太空总署Fred Espenak）
1.011（Herald & Sinnott）
1.015（Chauvenet）
1.015（美国海军天文台）
1.015（中国科学院紫金山天文台）

不同的机构、不同的理论及采用Δt不同，民众不必计较于所谓的“精确时间”。

计算方法不同，天文历书上计算月食采用传统方法把地球本影和半影的半径增加1/50，其他资料上有的是根据Danjon的方法计算地影的扩大，因此本影食分上两者会相差0.005，半影食分上约差0.026，时间上也就不一致了。

发布单位：香港天文学会

2021年5月14日出版的《小行星命名公告》新增了四颗由中国业余天文爱好者运作的星明天文台发现的小行星获得命名。这四颗小行星分别是：

546049 Zhujin 朱进。朱进（1965年出生）是中国天文学会普及工作委员会主任、《天文爱好者》杂志总编辑。1995年至2002年期间负责北京施密特CCD小行星项目。2002年至2019年，任职北京天文馆馆长。

546756 Sungouyou 孙国佑。孙国佑（1984年出生）是中国一位业余天文学家。他是星明天文台巡天团队成员，发现了多颗新天体，包括：彗星、新星、超新星、小行星、矮新星、变星、双星和行星状星云。在2015年，他发现了斯万·星明彗星（C/2015 F5 SWAN-Xingming）。

546842 Runjianggao 阮建高。阮建高（1986年出生）是中国一位业余天文学家。他来自广西防城港，有多项天文新发现，包括：M31和M33星系中的新星、超新星、小行星。他从照片中辨别出80多颗SOHO彗星和STEREO彗星（C/2009 G1 STEREO）。

546843 Xuzhijian 徐智坚。徐智坚（1989年出生）是中国一位业余天文学家。他来自江苏省南京市，有多项天文新发现，包括：M31和M33星系中的新星、超新星、小行星。他从照片中辨别出300多颗SOHO彗星。他也是南京天文爱好者协会发起人之一。

【文：节译自国际天文学联合会小行星命名公告；新闻讯息由林景明提供】

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：    ★

当月球在背景星空中移动时，不时会通过远方星体的前方，这种现象称作月掩星。2021年5月22日凌晨时分月球将会遮掩位于室女座中的恒星内屏二，届时月龄9.4的盈凸月边缘处附近可见亮度约4等的内屏二。

以台北地区的发生时间为例，5月22日凌晨0:52，内屏二将从月球暗缘掩入，1:34从亮缘复出。掩入的仰角仅14度，需挑选西方低空无遮蔽处得以观察，欲欣赏的民众可以提早五至十分钟开始观察。

不同地区月掩内屏二的时间，可参考国际掩星组织The International Occultation Timing Association预报。（编辑/台北天文馆虞景翔）

2021年5月22日月掩内屏二（室女座nu）示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位：台北市立天文科学教育馆

中国天问一号太空船于2021年5月15日7时18分成功降落在火星乌托邦平原！

中国天问一号太空船于2021年5月15日7时18分成功降落在火星乌托邦平原（Utopia Planitia）！天问一号在2020年7月发射，于2月到达火星。虽然同期发射的NASA的毅力号已在2月18日着陆，但是中国没有自己的详细火星地图，因此天问一号进入围绕火星的椭圆轨道后，观测并选择着陆点。登陆艇与轨道太空船在15日4时分离，历经3小时进入火星大气，再经过9分钟成功减速着陆。先前仅美国多次登陆过火星，首次是1976年的维京号。苏联在1970年代也多次尝试，最成功是火星3号，但在登陆20秒后失去讯息。英国于2003年使用小猎犬2号成功着陆，但是太阳能板未能全部展开无法通讯而失败。

天问一号主要任务是研究火星是否存在过生命或具备生命存在的环境，以及火星演化和太阳系的起源等题目。登陆艇附带六轮太阳能动力漫游车「祝融号」，最高移动速度为每小时200米，任务预计寿命为90个火星天。祝融号配有多样探测火星环境的仪器。如桅杆上装有两具摄影机，可为岩石拍照与导航。中间的MSCam多光谱相机将研究岩石的矿物。还有一具PoPeR透地雷达，可寻找地下100米内的水和冰。另一个值得注意的仪器是MarSCoDe火星表面成分检测器，它与毅力号的SuperCam类似，使用雷射将岩石样本汽化从而揭示其成分。这次成功的火星登陆后，中国可能会有进一步的研究任务，如2030年前将火星岩石带回地球的计划。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：Scientific American

发布单位：香港天文学会

2021年5月14日出版的《小行星命名公告》新增了三颗用台湾学校和著名风景区命名的小行星。三颗小行星分别在2006、2007和2008年由鹿林天文台发现。

300150 Lantan 兰潭。兰潭是嘉义市兰潭国民小学的简称，台湾嘉义市兰潭湖边有一所小学，它以自然科学和天文学教育著名，也是嘉义市天文协会所在地点。

300286 Zintun 日月潭。Zintun是日月潭的邵语名字，位于台湾中部，海拔748米，是台湾唯一的天然大湖。拉鲁岛的南部形状像新月一样，北部形状像太阳，因此得名日月潭。

321131 Alishan 阿里山。阿里山位于台湾中部嘉义和南投之间的旅游风景区。阿里山以日出、云海、晚霞、森林和高山铁路闻名于世，合称阿里山五奇。

【文：节译自国际天文联会小行星命名公告；新闻讯息由林景明提供】

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：    ★

三月中由日本业余天文学家中村祐二所发现的仙后座新星，发现时为9.6等，四月中达到8等，而在5月7日经历了瞬间的亮度增长，原先7.5等左右的亮度爆发至肉眼可见，在最亮期间达到了5等，今后仍有可能再次变亮，台北天文馆利用远距观测天文台资料，也同步捕捉到了亮度增加的影像并回报至美国变星观测者协会（AAVSO）。

▲美国变星观测者协会对于N Cas 2021的观测资料汇整，横轴（Julian Days）左起为2021年3月18日至5月11日，纵轴（Magnitude）为亮度变化，绿色方格代表V波段，蓝色星号代表B波段。

目前有相当多天文同好及科学家都在紧盯着这一颗奇特行为的新星，在即将进入夏天的日子里，该星会变得越来越容易观测，仰角也跟着提升，随着观测资料的增加，相信在不久的将来会有相关的研究浮出台面。若民众有机会前往无光害的地区，在天亮前的高空就有机会用肉眼见到它的身影，其相对位置如图所示。（编辑/台北天文馆技佐许晋翊）

▲凌晨四点时，台湾地区观看N Cas 2021的相对位置图，点击图片可放大。

资料来源：AstroArt，AstronomyNow

发布单位：台北市立天文科学教育馆

亚利桑那大学的科学家在Icarus期刊发表的研究，显示火星在过去的50,000年中可能发生过喷发，表明火星可能仍处于火山活动状态，增加适合生命生存的可能性。

火星上的大多数火山爆发在30亿到40亿年前，留下如奥林匹斯山等巨大的火山。先前的研究表明，大约250万年前火星可能仍然有较小的火山喷发。现在，科学家使用绕火星轨道太空船的数据，发现位于赤道相对无特征的区域˗称为埃律西昂平原（Elysium Planitia）的平原，有块约13公里宽的光滑且深色火山岩，环绕在32公里宽的火山裂隙。科学家表示，以前在火星所见大多数火山迹像都是熔岩流过地表所构成，但是这次地形不一样，它似乎是熔岩流之上相对较新的灰烬和岩石的沉积物。研究人员发现，喷发物的性质、组成和分布与火山碎屑流的型态相符。火山碎屑流是膨胀气体驱动的爆炸性岩浆爆发，如公元79年吞噬庞贝城的维苏威火山事件。

新发现的火山岩距离NASA洞察号火星探测器（InSight）约1600公里，该探测器自2018年研究火星的地质活动，并且发现两次地震起源此区附近。研究人员表示，如果熔岩仅在5万年前才喷发，而现在该地区仍有地震，那就意味着它可能再次喷发。这项研究的合作者表示，导致这种喷发的可能原因，是含气体的岩浆接触到永冻土，造成蒸发并引发剧烈的爆炸。有趣的是，喷发点距离火星上最年轻的大陨石坑Zunil只有10公里，因此有可能是撞击事件触发了火山喷发。这项新发现，以及InSight探测到的行星内部不断发生的地震，与NASA MAVEN太空船探测到甲烷羽流，似乎都在说火星还没有死。（编译/台北天文馆助理研究员李瑾）

资料来源：Space.com

发布单位：台北市立天文科学教育馆

并不是所有的极光都像蛇一样在天空中滑行漫舞、幻化迷人；有些像是散布在整个天空中的均匀辉光，被称为弥散极光。

科学家们对这些弥散极光有相当的了解，但是一段在2002年于加拿大马尼托巴省丘吉尔拍摄的影片，意外地录到了没有记载过的极光现象。

画面出现的是扩散极光，请注意特别框出的区域，先是迅速变亮，然后消失，之后甚至连背景极光都不见了，在经过十数秒之后，扩散极光又恢复到其原来的状态。

这种科学文献中从未提及，研究团队将之称为「扩散极光橡皮擦」极光表现，不知道是什么原因造成的，是一直被忽略的是普遍现象呢？还是罕见的？这现象的存在意味着可能有一个极光产生的过程被大家忽略了。

在2002年3月15日，卡尔加里大学的物理学家戴维·克努森（David Knudsen）的团队在加拿大哈德逊湾沿岸小镇丘吉尔（Churchill）利用了专门用于拍摄微弱光线的设备捕捉到各种极光活动，包括这个不寻常的片段。克努森在笔记本上草草注记「出现黑屏似的漫射光，在几秒内填满」（pulsating ‘black out’ diffuse glow, which then fills in over several seconds），克努森研究极光35年以上，也是这次研究的合作者，他说：「令我惊讶并在笔记本上写下的原因是，当这小区域变亮再消失时，背景漫射极光被擦除、消失了，像是弥散极光中出现一个洞，然后大约半分钟后重新恢复，我以前从未见过这样的情况。」

克努森2002年撰写有关扩散极光橡皮擦的笔记。（戴维·克努森（David Knudsen）/爱荷华大学）

可惜之后影片和笔记本就一直被搁着，直到天体物理学研究生赖利·特罗耶（Riley Troyer）接下研究任务，创建了一个程式来分析影片。在看过了成百上千的极光之后，发现极光恢复亮度平均需要20秒。曾在一段两小时的影片中，他记录到了22个橡皮擦事件。

研究小组表示，现在我们知道它的存在，便可以找到更多的扩散极光橡皮擦进行研究。（编译/台北天文馆刘恺俐）

资料来源：Science Alert

发布单位：台北市立天文科学教育馆 丨 观赏方式：    ★★

2021年5月17日13时54分，水星到达东大距位置，与太阳的距角为22.0度，亮度为0.4星等。由于水星是内行星，平时都在太阳附近难以观察，只有在「大距」时（指水星与太阳视角距离最大），才较容易观看。以此次东大距为例，水星在太阳东方视角最远处，因此日落后，有机会在西方低空处找到水星。此外，今年有3次东大距，这次是第2次，虽然日距角不是最远的一次，但水星与太阳连线与地平线较垂直，在日落时水星仰角相较为高，因此较容易观测。当天金星距离水星不远，约8度。由于金星非常明亮，可以利用金星为寻找水星的指标，更容易找到它。（编辑/台北天文馆助理研究员李瑾）

2021年5月17日傍晚，水星所在位置示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。