【地科小擂台】地球的本影在哪裡?

江秉城


出題篇

不知道大家月初有沒有看到月食呢?小編在規劃拍攝時,看著 Stellarium 的模擬,發現了一個有趣的現象。

月食的過程中,月球會進入又離開地球的本影區。從月面上圓弧形的本影邊界,我們可以大致看出本影區的大小以及中心位置。而我們都知道,地影位於太陽的反方向上,因此地影的中心應該位在太陽的反方向,稱為反日點(Antisolar Point, ASP)。

但如影片所示,在 Stellarium 模擬軟體中,ASP 顯然並不在地球本影的中心。為什麼會這樣呢?

留下你的答案,與大家一起討論吧!




解題篇

前幾天的小擂台中,我們看了一段月食的模擬,並發現了月面上地球本影的圓心,竟然不是軟體標示的反日點(Antisolar Point, ASP),而且兩者之間的距離還不小,比月面的視直徑還大。究竟為甚麼會這樣呢?

這個現象的關鍵,其實就是大家熟悉的「視差 parallax」。

相信許多人第一次聽到「視差」這個詞,是課本描述地球在公轉軌道上的不同位置時,近的恆星會相對遙遠的恆星有位移。即便是離太陽系最近的恆星,半人馬座比鄰星,在這個模型之下的位移也不過是角秒等級,而且時間尺度是半年,基本上一般人無法察覺。

然而,月球作為地球最近的自然鄰居,視差會有多大呢?在這題的解答中,我們可以看到地球上不同地方的人盯著同一顆月亮時,月亮可以相對背景恆星有半徑接近 1 度的視差現象,也就是接近兩顆月亮在天上的大小。正是這個視差,造成了反日點與地球本影中心的不同。

歷史上,天文學家早在兩千多年前就已經知道月球視差的存在,並且用此測量了月球與地球的距離。而由於這個視差很大容易觀測,因此如果你們也有遠在天邊的朋友,不妨找他一起做個小實驗,透過拍攝月亮來測量地月距離吧!

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