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天象預報

2019/09/23 秋分 + 黃道光

秋分

2019/09/23的15:50是今年的秋分時刻,太陽沿黃道由北向南通過赤道降交點(赤經12時、黃經180度之處),目前的秋分點位在室女座中。此時陽光直射赤道,日出於正東、日沒於正西,幾乎晝夜等長。秋分後的日出日沒位置逐漸偏南,晝漸短而夜漸長,直到冬至為止,因此秋分象徵著進入了北半球秋季和南半球春季。

太陽沿黃道在天球上的運動示意圖。
圖說:太陽沿黃道在天球上的運動示意圖。
 
以下的影像,則是Robert Simmon以氣象衛星Meteosat-9拍攝的2010-2011年兩分兩至四個特殊時間點的地球影像,可以清楚呈現兩分兩至時太陽照射地球的狀況。其中2010/12/21為冬至,2011/3/20為春分,2011/6/21為夏至,2011/9/20為秋分,以上日期為世界時。
氣象衛星Meteosat-9所拍攝的2010-2011年兩分兩至時刻的地球影像。Credit:NASA

由於氣象衛星是所謂的同步衛星,在地球赤道上空繞地球公轉的速度與地球自轉速度相同,因此在其下方的地表上,看起來就像是靜止在天空中一樣,故又有「靜止衛星」之稱。這個氣象衛星影像的中心點約在非洲以西的南大西洋上,各影像右下角是非洲大陸,右上角近邊緣處則可見阿拉伯半島,正上方為地理北極,正下方為地理南極。

因為地球自轉軸相對於公轉面的法線方向傾斜了約23.5度,所以可以見春分與秋分(影像右上與右下)太陽直射赤道,使日夜分界線是從南極到北極,垂直將地球劃分為晝夜兩個半球。冬至時(左上),太陽直射南迴歸線,地球北極圈(北緯66.5度)以北的區域落入了所謂的「永夜區」,完全籠罩在黑暗中;相反地,南極圈(南緯66.5度)以南區域則是太陽24小時都在地平線上的永晝狀態。而夏至(左下)則和冬至相反,太陽直射北回歸線,北極區在永晝狀態而南極區在永夜狀態。

由於秋分前後太陽直射赤道,使得日夜交界線(terminator)恰好與地球赤道面垂直,站在赤道地區的人,其正午時刻的太陽將在正頭頂;站在南極點或北極點的人,太陽幾乎24小時貼在地平面上轉一圈。這是個很有意思的現象喔!春分過後,南極點的太陽將在地平線下,進入永夜狀態;相反地,北極點的太陽則始終在地平線上,進入永晝狀態。這種狀況將持續到秋分,太陽再度直射赤道,兩極點所見太陽再度貼平地平線為止,之後便兩邊交換永晝與永夜的情況。以下影片為南極永晝的影片,給大家參考。
 


黃道光

秋分前後日出前2-3小時,可在東方天空看到白色三角形黃道光亮錐,常被誤以為是曙光而有假曙光(false dawn)之稱。

黃道光是太陽系內微塵粒子散射太陽光的結果,因塵埃是以太陽為中心、成透鏡狀分佈在黃道面上,故從地球上看來便成了三角錐狀,底部最寬時約有40度,高度最高可接近70度,最亮的區域幾乎與銀河一樣亮。在赤道區域比較容易觀察黃道光,緯度愈高觀察的難度也越高。

另一種和黃道光類似但更易被忽略的現象就是對日照,這是集中在地球與太陽重力平衡的L2拉格朗日點的太陽系微塵散射太陽光結果,從地球上觀察,位在天空中與太陽相對180度的反日點位置上,沿黃道散佈而形成一個長帶狀亮斑。

由於黃道光和對日照都很黯淡,必須在天氣晴朗、無月光和光害干擾且空氣乾淨之處才能看到。但是,春分傍晚和秋分日出前後因黃道和地平線的夾角大,幾乎垂直於地平線而使黃道光錐較為明顯,故春秋分前後均是觀賞黃道光的好時機,且黃道光一定貼近地平面。而對日照僅需符合前述觀賞條件,都有可能在半夜時分見到,無須等待特定季節,且仰角頗高,而其亮光呈現漸層外觀,和銀河也很容易區別。

以下為中央大學鹿林天文臺觀測助理蕭翔耀先生於2012/10/18秋分後拍攝的星空運動,在影片後段可見東方天空有愈來愈亮、三角錐狀亮區,那就是黃道光。


對日照

另一種和黃道光類似但更易被忽略的現象就是對日照,這是集中在地球與太陽重力平衡的L2拉格朗日點的太陽系微塵散射太陽光結果,從地球上觀察,位在天空中與太陽相對180度的反日點位置上,沿黃道散佈而形成一個長約10-15度的帶狀亮斑。但由於亮度實在非常低,只要有些微光害干擾,或是在靠近銀河之處,或是有月光的情形下,都無法觀察到對日照。秋季星空非常寂寥,而秋季銀河偏北,干擾不大,其他秋季星空中的亮星也少,對日照此時會出現在太陽對面位置—春分點附近,即白羊座、雙魚座到寶瓶座一帶,所以秋分前後是個觀察對日照的好時機,有興趣者不妨試試。
智利超大望遠鏡VLT旁拍攝的對日照影像。取自維基百科。圖片版權:ESO/Y. Beletsky。圖說:智利超大望遠鏡VLT旁拍攝的對日照影像。取自維基百科。圖片版權:ESO/Y. Beletsky。
 
(編輯/張桂蘭)

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