2018年的月亮似乎非常多變,有兩次月全食,一次發生在1月31日,另一次在7月28日,月全食發生時,可以看見血紅色的月亮。除了月全食以外,還有出現兩次的藍月,藍月是什麼?月亮會變藍色的嗎?

罕見的藍月

如果一個月份裡面出現兩次的滿月,第二次的滿月就稱為藍月,例如2018年的一月分別在1月2日和1月31日出現滿月,1月31日的滿月就是藍月。今年的第二次藍月出現在3月31日。藍月發生時,月亮並不會變成藍色,藍月只是個名稱。

英文中有個片語是once in a blue moon,意思是跟藍月一樣罕見。平均而言,藍月大約是兩年半發生一次,今年出現兩次藍月,這種情況是相當少見。

藍月和血月哪一個比較罕見?地球上平均約1.4年會發生一次月全食,如果考慮同一個地方看見月全食的情況,因為月全食只有晚上看得見,看見月全食的機率只有一半,所以大約是2.8年才可以看見一次月全食。要看見月全食的機率比出現藍月的機率還小一些。

月全食怎麼看?

看月全食不需要借助儀器,用眼睛觀賞就可以,看著滿月慢慢變暗變紅,再變回原來的樣子。1月31日晚上的月全食,月亮位在地球本影的時間有1小時16分,這段時間原本銀色的月光會變成血紅色,月亮愈靠近食甚會愈紅,月食的現象愈明顯。

2018年1月31日月全食,圖中月食各個階段標示的是臺灣時間。影像來源:NASA
2018年1月31日月全食,圖中月食各個階段標示的是臺灣時間。影像來源:NASA

地球的影子

月食發生的時候,地球位在太陽和月球的中間,原本照在月球上的太陽光,會被地球遮蔽,地球的影子落在月球上。

月食發生在滿月(望)的時候,但是為什麼並不是每一次的滿月都發生月食呢?下圖是以2018年的滿月和地球影子的相對位置,除了兩次月全食的滿月,其他時間地球影子和滿月都相隔一段距離,不會發生月食。

2018年地球的影子和滿月在天空中位置的變化,1月31日和7月28日的滿月發生月全食,其他時候滿月時都離地球影子一段距離,不會發生月食。紅色的部分是地球的影子,深紅色和紅色分別是本影和半影,中間的橫線是黃道。地球影子和月球依照比例繪製,但是相隔的兩次滿月實際上是相隔約30度。影像來源:skychart軟體製作
2018年地球的影子和滿月在天空中位置的變化,1月31日和7月28日的滿月發生月全食,其他時候滿月時都離地球影子一段距離,不會發生月食。紅色的部分是地球的影子,深紅色和紅色分別是本影和半影,中間的橫線是黃道。地球影子和月球依照比例繪製,但是相隔的兩次滿月實際上是相隔約30度。影像來源:skychart軟體製作

太陽在天空中移動的軌跡稱為黃道,運行一週的時間是一年;而月亮在天空中運行的軌跡是白道,運行一圈的時間是一個月。如果黃道和白道相重合,那麼每次的滿月都會發生月食。但是白道和黃道在天空中相差約5度,所以並不是每次的滿月都會發生月食。

今年的兩次的月食相隔約半年,那是黃道與白道交點在天空中相差大約半年的原因。當太陽運行到黃道與白道交點時,就會發生日食和月食。這時如果月亮也運行到天空中太陽的位置,就會發生日食;如果月球運行到太陽的正對面,地球的影子就會落在月球上出現月食。

黃道與白道,當太陽運行到黃道與白道的交點附近時就會發生日食和月食。製圖:李昫岱
黃道與白道,當太陽運行到黃道與白道的交點附近時就會發生日食和月食。製圖:李昫岱

血紅的月全食

月全食發生時,地球位在太陽和月亮之間,月球進入地球的影子中,太陽會被地球遮住。如果地球遮住了太陽光,為什麼我們還是能看見月亮呢?那是因為太陽光受到地球大氣層折射,讓折射後的太陽光照在月球上。

為什麼月全食看起來是紅色的?因為大氣層將太陽光中的紫色、藍色、綠色等波長較短的光都散射掉,只留下紅色的太陽光折射到月球表面。血紅色的月全食和紅色夕陽原理是一樣的,中午時的太陽看起來是白色的,當夕陽西下時,太陽穿過較厚的大氣,這造成太陽光散射較嚴重,所以夕陽看起來才會是紅色的。

地球上發生月全食時,如果月球上有太空人,太空人會看見什麼景象呢?因為地球位在太陽和月球之間,所以地球會將太陽遮住,月球上的太空人將會看見日全食。前面提到太陽受到地球大氣折射和散射會將紅光投射在月球表面,所以月球上即使發生日全食,月球上的太空人還是可以看見地球的大氣層發出紅光,就像是一圈紅色的環。

新視野號飛離冥王星時,拍攝到冥王星背向太陽的畫面,地球上月全食發生時,月球上往地球看見景象和這個畫面很相似,只是藍色的環變成紅色的。影像來源:NASA
新視野號飛離冥王星時,拍攝到冥王星背向太陽的畫面,地球上月全食發生時,月球上往地球看見景象和這個畫面很相似,只是藍色的環變成紅色的。影像來源:NASA

上圖是新視野號離開冥王星時拍攝的影像,拍攝影像的時候冥王星正好把太陽遮住,太陽光在冥王星的大氣上形成一圈藍色。月球上看見的日全食會跟這幅影像很類似,只是藍色的環變成紅色的。

哥倫布的詭計

哥倫布能夠發現新大陸,除了優秀的航海技術,天文知識也很重要!

從歐洲出發的哥倫布,1503年6月30日抵達牙買加,當地的原住民一開始很歡迎他們,還提供食物,但是後來一些不肖的水手欺騙而且偷竊原住民的東西,於是原住民停止供應他們食物。哥倫布從船上的天文年鑑中得知1504年3月1日即將發生月全食,於是告訴原住民如果不再提供食物給他們,神會發怒而且讓月亮變紅。3月1日晚上,月亮果然如哥倫布所言,變成血紅色的月亮,原住民以為神真的生氣了,所以趕緊提供哥倫布食物。

哥倫布讓牙買加的原住名以為神生氣了,所以讓月亮變成血紅色。Author: Camille Flammarion
哥倫布讓牙買加的原住名以為神生氣了,所以讓月亮變成血紅色。Author: Camille Flammarion

今年有兩次的機會看見月全食,把握這難得的機會,千萬不要像牙買加的原住名一樣,看見血月就嚇得吃手手!

撰文:李昫岱(天文學博士,曾經服務於中央研究院天文所及美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校,歡迎來「屋頂上的天文學家」臉書部落格,一起航向宇宙,浩瀚無垠!)

〉〉延伸閱讀:2018年第一個月,天空充滿驚奇/ 月食傳說 / 觀賞隱身地球本影下的魔幻血月