前言

2020年6月21日的「日環食」，堪稱是近年來臺灣可見最夯的世界級天象，此次環食帶涵蓋了臺灣本島及外島，引起全臺追星熱潮，臺北天文館在YouTube頻道進行日環食直播（嘉義北香湖公園），線上觀賞更突破百萬人次，去年看過日環食的星友們肯定難忘。而2021年臺灣可見的重要天象依然精彩，包含一次月全食、一次月偏食及兩場觀測條件極佳的流星雨（英仙座流星雨與雙子座流星雨），都是追星族不可錯過的天象，其中5月26日發生的月全食更是今年重磅等級的天象，你有看到那古銅色的紅月亮嗎？


圖1. 2020年日環食


圖2. 2020針孔成像觀測日食，觀測太陽要非常注意安全，以針孔成象方式觀測最安全，星友們下次可以試試看。

 壹、月全食報導

2021年5月26日臺灣可見月食，本次為月全食且逢今年最大滿月（最小滿月將於12月19日發生），如果錯過這次，下一次想再看到這又大又紅的月全食，可要等到2033年10 月8日。

天象觀測首先要注意的就是天氣狀況，事先瞭解天氣狀況，有助於觀星地點的選擇。臺灣在24及25日連續兩天受鋒面影響，直到26日下午鋒面東移，果真當天晚上雲就慢慢飄散，相信全臺灣各地追星族，都有觀測到古銅色的紅月亮。本次月全食為月出帶食，也就是月亮從東邊昇起的時候，月食就已經開始，所以觀測地點需找尋東邊無遮蔽物的環境為佳。天象預報當晚月亮約18時31分東昇，筆者所在的觀測地點，東邊面臨海拔約150公尺的劍潭山，山雖然不高但距離近，透過手掌測量法得知，其仰角大約有5度，所以估計月亮出現於劍潭山頭的時間比預定約晚20分鐘。但是當晚東邊天空還有雲層未完全散開，在等待月亮露臉的過程中，筆者使用手機的星空軟體（例如SkyView、星夜行等），透過星空的擴增實境（Augmented Reality，簡稱AR）功能，在真實的環境中模擬月亮的相對位置，方便掌握觀測進度。


圖3. 手掌測量法


圖4. SkyView月亮位置擴增實境


圖5. 手機拍攝月食照片，下回月食時大家也可以拿起手機試一試！

記得當晚第一眼看到古銅色紅月亮的時間為19時25分，其實已經錯過食既（19時09分）及食甚（19時18分）等階段。本次月全食，月亮沿著地球本影的北緣移動，當時所見月亮的北緣已經有些亮光，當月亮經過生光（19時28分）階段後，其北緣的亮面也越來越大，可以感覺到月亮正在移出地影，直到復圓（20點52分）階段，月亮又恢復成圓圓的滿月狀態。最後半影月食階段，月面亮度的變化小，單用肉眼並不容易觀測，如果真的想觀測的話，建議可以透過拍照或錄影方式記錄。


圖6. 20200621月球影子變化，氣象局衛星雲圖

 貳、日、月食大小事

在諸多天象中，日食與月食可算是最受矚目的天象，不只是因為從地球觀測太陽與月亮，它們在天空中的視直徑約0.5度的張角，遠比其他天體大很多，民眾容易觀測。另外，當日食與月食發生時，周邊環境的改變，也能吸引了人類或動物的注意。比如說日食發生時，環境溫度及天光亮度，都會產生變化，就以2020年6月21日發生日環食的當下，太陽的星等變化差距將近4個星等。若以日全食來說，更會出現鳥獸歸巢、白晝如夜星星露出的狀況，此刻人們想不矚目當下昏天暗地的情境都難。人們對月食的矚目也不遑多讓，發生月食的時候，月亮從明亮的白玉盤變成古銅色的紅月亮，這種景象也是夠嚇人的。所以古代許多民族對於日、月如此奪目的天體消失，總是非常恐懼，都認為是個凶兆。就如發生在1275年6月25日的日食，日食帶正好經過南宋國都臨安，四年後南宋滅亡，而《宋史∙天文志》記載「德佑元年六月庚子朔，日食，既，星見，雞騖皆歸。明年，宋亡。」，文中記錄了此次日食的情境，包含日食發生的時間及環境變化之景象，更將南宋的滅亡共同記載於文中，不難看出撰寫的史官，對日食與南宋滅亡關係的看法。

介紹日、月食前一定要先說明「月相變化」，因為日、月食的發生，與太陽、地球及月亮相對位置的變化息息相關。在我們太陽系之中，只有太陽是自行發光發熱的恆星，看得見行星與月亮，是因為其反射太陽光線所致，當我們從遙遠的外太空，看著地月系統時，不管地球或月亮，都只有一半是亮的。


圖7. 20210526月食與地影

當月亮繞著地球轉一圈時，在地球上所觀測的月亮，會因為太陽、地球及月亮相對位置的改變，使得地球上的觀測者，看見月亮會有盈虧現象稱為「月相變化」。配合月相變化示意圖來看，當太陽與月亮在同一邊時，地球上的觀測者，只能看見月亮的暗面，也就是「朔」（新月，陰曆的初一）；圖中隨著月球繞地球逆時針移動時，太陽、地球及月亮形成一個銳角的相對位置時，地球上的觀測者，可以看見彎彎的月亮稱之為「眉月」；當太陽、地球及月亮形成一個直角時，地球上的觀測者，可以看見一個半圓的月亮稱為「上弦月」；當太陽、地球及月亮形成一個鈍角時，地球上的觀測者，可以看見凸凸的月亮稱之為「盈凸月」；當太陽、地球及月亮形成一個平角時，地球上的觀測者，可以看見一個圓圓的月亮稱為「望」（滿月，陰曆十五或十六）。之後，太陽、地球及月亮的相對位置角度慢慢變小，地球上的觀測者，所見月亮的明亮部分也逐漸減少，月相變化就會從望到「虧凸月」、「下弦月」、「殘月」，再回到下個月的「朔」，就這樣週而復始稱為「朔望月」，從朔到下一個朔大約需要29.53天。另外，月亮繞著地球轉的軌道為橢圓形，所以月亮離地球的距離是忽遠忽近。以今年5月26日的滿月來說，月亮在9時50分過近地點，地月距離約為35.7萬公里，最大滿月發生的時間在19時14分，此時的月亮視直徑約為33.5角分；12月18日月亮約10時15分過遠地點，地月距離約為40.6萬公里，隔日最小滿月發生時間在12時35分，視直徑僅有29.1角分，只達最大滿月的86.9%。月亮離地球的遠近也會影響日食的狀況，當月亮離地球遠一點時，月亮盤面較小無法完全遮住太陽，將發生日環食；反之，月亮離地球近一點時，月亮盤面較大可完全遮蔽太陽，即可發生日全食。


圖8. 月相變化示意圖（重編NASA圖檔）

從月相變化示意圖中看起來，每個月都可能發生日食或月食嗎？答案是日、月食不會每個月都能看到。主要的原因為地球繞太陽公轉的軌道（黃道）和月亮繞地球公轉的軌道（白道）有5度9分的夾角。因此在朔或望時，太陽、地球及月亮三者，並不一定會排成一直線。所以如果要發生日食或月食必須符合兩個條件，包含（1）必須在朔（日食）、望（月食）之時；（2）太陽與月亮兩者都要在黃道與白道焦點上。如此，太陽、月亮及地球才能真正排成一直線。


圖9. 黃道與白道交角示意圖，出處臺北天文館


圖10. 2009年02月09日半影月食秀。猜一猜元宵節拍的半影月食照片中，從月面漂過去的不明飛行物是什麼？

此時月亮將會擋住太陽，而月亮的影子將投影在地球表面，位於月亮影子所經過的區域的人，都可以看見日食；相對的，當太陽、地球及月亮排成一直線時，月亮就可以進入地球的影子，此時就會發生月食，通常月亮是從地球影子的上方或下方經過，陽光可以照射整個月面，從地球看就是滿月。但很多人以為發生月全食時，就看不見月亮了，所以古人認為月食就是天狗把月亮吃了，真正看過月全食的人就知道，月亮是從白玉盤，一點一點的變成古銅色的紅月。這表示地球影子區存在古銅色（橘紅色）的光，主要因為太陽光中，長波長的紅色光穿透性強，所以紅色太陽光經地球大氣層折射至地球影子區，而短波長的藍色光，則被大氣層散射掉。此時月亮進入影子區時就會反射古銅色的光，導致月亮看起來成古銅色的。其原理跟夕陽及晚霞顏色偏橘紅色也有關係喔！


圖11. 20070828月全食


圖12. 月全食紅月亮示意圖，出處臺北天文館

 參、空中煙火秀

「有流星！ 快許願… 」這是很久很久以前鑽石廣告台詞，不知道何時開始，流星代表是喜悅，代表的是期待。古人發展占星術時，建立在天人感應的架構下，透過觀測天象變化建立自然與人、事、物之間的關聯，更可趨吉避凶。而星辰的運行連繫著人們的命運，一旦有星星殞落，就表示有不吉利的事會發生。《天文大象賦》寫道：『星隕如雨而周衰，彗長竟天而秦滅…』，文中不難發現，當時人們對那天外飛來的不速之客，充滿了負面的想法。其實流星並沒有什麼神秘的力量，流星主要由流星體，受到地球引力影響，高速墜落地球時，與地球大氣中分子劇烈碰撞及摩擦，在高壓及高溫下汽化，同時又使周圍的空氣分子成為帶電的離子，原子激發電離子後發出亮光，這就是流星現象。一般流星體，除了來自於太陽系中的塵埃外，也有可能是人造衛星及太空任務中掉落的物品，這類流星發生時間與方向不易預測，又稱偶發流星。另外，流星雨的流星體主要來源為彗星在汽化時，於軌道上遺留的塵埃與顆粒；或如雙子座流星雨的流星體，天文學家認為是源自於第3200號小行星法厄同（3200 Phaethon ）的大量碎片，當地球經過流星體分佈的區域時，大量流星體接踵的撞進大氣層，大量的發光現象就如下雨般，稱為流星雨。欣賞流星雨時，流星看似從一個點，往四面八方散出來，實際上它們是以平行的方式進入地球，只不過站在地面往上看時，會覺得遠方的平行直線好像交接成一個點，就好比我們看遠處的鐵軌一樣，而這個點就稱為流星雨的輻射點，流星雨的命名就是根據流星的輻射點所在位置的星座而定。大多數流星體並不大，所以在空中就會完全燃燒消失，少數較大的流星體燃燒不完而落在地上，就是「隕石」。


圖13. 流星體區域與地球軌道示意圖


圖14. 流星雨輻射點示意圖

 肆、下半年重磅天象非看不可

1.8月13日極大的英仙座流星雨，每小時流星數量（ZHR）100顆，當天月齡5，觀測條件極佳，為今年最值得大家期待的流星雨。英仙座流星雨的活躍期為7月17日至8月24日間，極大期發生在8月13日，輻射點約在晚上22點東昇。提醒追星族，觀測流星雨時須找一處空曠光害少的地方，另外要注意的是，視野建議放在輻射點外圍的星座附近，而非輻射點所在星座位置。

2.11月19日月偏食，本次月偏食也是月出帶食，月亮從東邊昇起的時候，月食就已經開始，所以建議觀測地點需找尋東邊無遮蔽物的環境為佳。天象預報當晚月亮約17時03分東昇，幾乎同時可見古銅色紅月食甚（17時29分）階段，約18時47分月亮回復圓形。

3.12月14日極大的雙子座流星雨，每小時流星數量（ZHR）150顆，當天月齡10，下半夜不受月光影響，觀測條件較佳，而雙子座流星雨活耀期在12月4日至12月17日間，極大期發生在12月14日，輻射點約在晚上20點東昇。當然冬季野外觀星最痛苦，天寒地凍讓你不想出門，只想宅在家裡追流星，推薦你「臺北天文館YouTube頻道」的星空直播，你將可以一次擁有陽明山、福壽山、七美及馬祖的星空。

最後建議，規劃任何觀星行程時，相關天象預報資訊可以上網路天文館查詢。當然2021年如果像2020年一樣，又有大彗星半路殺出，也是一件讓人期待的事。


圖15. 臺北天文館YT頻道，不用上山也可以看見銀河，天文館在臺灣本島與離島，共設置四個遠距星空直播據點，全天候24小時直播；每個月更會推出「認識星空」星象解說，帶領大家遨遊星空。頻道中更包含專家演講、天象直播及科學新知影片。


圖16. 網路天文館，不出門也能居家學天文，掌握天象預報，獲取全世界天文新知，更能網遊天文館展示場的一百多項展品，快點上網試試。