最受欢迎的观星误解释疑

天文学专栏作家解释了为什么七月很热,为什么我们能用肉眼看到卫星,以及为什么北极星不是最亮的星等等

随着明亮的金星重返我们的夜空,我想起了一位好朋友乔治·洛维(George Lovi)讲述的一个有趣轶事,他是一位著名的天文学讲师和作家,于 1993 年去世。

一天晚上,在纽约布鲁克林学院天文台主持公众之夜活动时,望远镜正对着金星,当时金星呈现出精致的月牙形。然而,一位学生透过望远镜目镜凝视,却固执地坚持说他真的在看月亮。当乔治指出月亮甚至不在天上时,学生回答说:“那又怎样?望远镜难道不是让你看到不用它就看不到的东西吗?”

这个故事让我开始思考天文学中一些流行的误解。以下是我个人列出的十个误解,排名不分先后


关于支持科学新闻业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将有助于确保未来能够持续刊登关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的报道。


1. 为什么大多数流星雨“不如下雨”?

当新闻媒体发布关于即将到来的流星雨的公告时,很可能会在许多人的脑海中 conj conjure 起天空布满流星,像水从软管中倾泻而下的景象。

不幸的是,几乎在所有情况下,你所看到的普通流星雨都远非如此。通常,如果你在一个晴朗、黑暗的夜晚外出,你可能会在一个小时的观察时间内瞥见大约三到六颗流星(俗称“流星”)。

在某些夜晚,每小时的流星数量可能会稍高一些,在这种情况下,天文学家会说“流星雨”正在进行中。例如,在八月中旬或十二月中旬,你可能会注意到流星相对较多;可能以每分钟一颗左右的速度出现。的确,这是一年中两次最佳流星雨出现的时间,尽管你永远不会想到“雨”正在进行中。[2011 年猎户座流星雨照片]

在极少数情况下,当地球与一颗过境彗星最近脱落的稠密尘埃尾迹相互作用时,流星似乎真的会像下雨一样从天而降。不幸的是,这样的机会少之又少。然而,在 2022 年 5 月 31 日,我们或许有机会目睹一场真正的“流星暴雨”,潜在的流星数量可能达到每小时数千颗。在那天晚上,地球可能会穿过一颗彗星脱落的尘埃碎片,这颗彗星在 1995 年分裂成几个碎片。 

2. 人造卫星真的可以用肉眼看到吗?

绝对可以!事实上,许多人惊讶地发现,一个在数百英里高空轨道上运行的物体,无需使用双筒望远镜或望远镜就能轻易看到。从 1957 年第一颗卫星“Sputnik”发射到今天,太空中的卫星数量呈惊人的速度增长。现在有超过 10,000 颗卫星在地球轨道上运行。

英国天文学家德斯蒙德·金·赫尔(Desmond King-Hele)曾指出,卫星“看起来像一颗失去了理智的星星,决定移到天空的另一部分”。

如果你外出并仔细研究黄昏或黎明附近的天空,你可能不需要等待超过 15 分钟就能看到一颗正在轨道上运行的卫星。大多数卫星都太暗淡,肉眼无法看到,但有几百颗卫星足够大,而且高度足够低(距地球 100 到 400 英里/160 到 640 公里),因此可以看到。[照片:从地球上观测卫星和宇宙飞船]

之所以能在夜间看到卫星,是因为它们被太阳照亮。卫星一旦进入地球的阴影,就会立即从视野中消失,并沿着一条看不见的路径前进,直到再次进入阳光照射范围。

国际空间站是迄今为止围绕地球运行的最亮的人造物体。它在平均 220 英里(355 公里)的高度绕地球运行,看起来移动速度可以像一架高速飞行的客机一样快,大约需要两到五分钟才能穿过天空。它很容易与飞机灯光混淆,但在最亮的时候,空间站有时甚至可以与金星的光辉相媲美。

3. 为什么彗星看起来不像在天空中呼啸而过?

在回答这个问题之前,先想想这个问题:你见过月亮像流星一样在你视线中呼啸而过吗?答案当然是否定的。即使月球以每小时 2,000 多英里(3,200 公里)的速度绕地球运行,但它与地球的平均距离为 239,000 英里(382,000 公里),其轨道运动几乎难以察觉。

月球似乎在恒星背景下向东缓慢移动,跨度大约是其自身宽度的距离。同样,虽然一颗明亮的肉眼可见彗星可能会以每小时数万英里/公里的速度在内太阳系中移动,但它与地球的总体距离可能会达到数千万英里/公里。

因此,虽然一颗明亮的彗星确实会显得在移动,但由于它与地球的距离,它相对于背景恒星的夜间移动非常缓慢。因此,彗星在天空中的移动方式类似于月球(或行星)的移动方式,而不是像流星一样划过天空。

4. 七月很热是因为我们离太阳最近吗?

不是!事实上,地球在七月初离太阳最远,而在一月初离太阳最近。地球到太阳之间在这两个极端点的距离差异约为 300 万英里(500 万公里),即 3.3%,这使得地球接收到的辐射热量相差近 7%。[全球变暖的十大惊人结果]

因此,对于北半球来说,人们会认为这种差异倾向于使冬季变暖,夏季变凉。相反,北半球的大陆实际上起到了相反的作用,倾向于使冬季比南半球更冷,夏季比南半球更热。

5. 为什么北极星不是最亮的星?

当我还是个小男孩的时候,我记得我的一个叔叔在一个温暖的夏夜带我出去,指着正上方一颗明亮的蓝白色星星说:“看到那颗了吗?那是北极星”(我后来才知道那实际上是织女星,是整个天空中第五亮的星星)。

北极星,也就是北极星,可能是北半球天空中可见的最重要的星星,但许多人误以为它也是最亮的。实际上,它的亮度仅排在第 49 位。但是,北极星恰好也是相对于北天极最近的亮星。

从北极星到正北方的枢轴点(恒星每天围绕该点转动)之间,只有大约 1.5 个满月的视宽度。有趣的是,由于地球轴心的摆动运动(称为“岁差”),天极将更加靠近北极星(最近的时间是公元 2100 年 3 月 24 日)。然后,随着时间的推移,它将逐渐远离它。事实上,大约在 12,000 年后,我们的后代将以织女星为北极星。我的叔叔会很高兴听到这个消息的。

6. 那么,为什么没有南极星

实际上,确实有一颗南极星,但与北极星不同,它是一颗小而暗淡的星星。它是南极座中的 σ 星,位于非常暗淡的南极座星群中。本质上,它是“南半球的北极星”(有些文本甚至称其为“南极星”),尽管这颗南极星的亮度仅为北极星的 1/25。

北方人可能会想知道南半球的人们在没有靠近极点的明亮基准的情况下如何辨别方向。为此,他们可以依靠南十字座,即南十字星,其中较长的棒几乎精确地指向天空的南极。

7. 我必须等待近 400 年才能看到日全食吗?

除非你不介意旅行,否则不必等待那么久。平均而言,大约每 18 个月在地球表面的某个地方就能看到一次日全食。平均每三年发生两次日全食。

不幸的是,日全食的路径似乎有一种反常的习惯,即发生在地球上人口稀少的地区,或在开阔的海洋上。此外,即使典型的日食路径可以延伸数千英里或更远,但该路径的宽度可能小于 100 英里。[照片:2011 年的首次日食]

因此,地球上任何一个特定地点都可能需要等待很长时间——接近 400 年(或准确地说是 375 年)——才能再次看到日全食。但是,近四个世纪的等待仅仅是一个统计平均值。

事实上,不同日食的路径有时会在特定地点交叉,因此在某些情况下,等待时间毕竟不会那么长。例如:2017 年 8 月 21 日和 2024 年 4 月 8 日的日食全食路径将在一个区域内相交,该区域将涵盖密苏里州东南部、伊利诺伊州南部和肯塔基州西部的部分地区。

因此,如果您有幸居住在这个区域内,您将能够在不到七年的时间跨度内看到两次日全食!该区域内的城市包括伊利诺伊州的马里恩和安娜、密苏里州的开普吉拉多和肯塔基州的帕迪尤卡。

在另一个极端,我们可以引用百慕大群岛的例子。他们上次的日全食是在 1532 年 8 月 30 日,下一次日全食预计将在 2352 年 2 月 16 日发生!

8. 为什么春分点不再发生在 3 月 21 日?

这似乎不对,不是吗?我的意思是,当我们大多数人长大时,春天的第一天,也称为春分(在北半球),是在 3 月 21 日,而不是 3 月 20 日。对吗?现在,突然之间,春天在 3 月 20 日到来了。这是怎么发生的?

在 20 世纪,在英国格林威治的经度上,春分点在 3 月 21 日出现的次数不少于 58 次(1901 年至 1951 年之间为 39 次)。对于北美来说,在整个 21 世纪,春分点都不会晚于 3 月 20 日到来。2012 年,对于山区时区和太平洋时区的人们来说,春天将在 3 月 19 日正式到来(实际上,这将是 116 年来春天最早的开始)。[南北极:10 个惊人的差异]

造成日期偏移的原因有几个,包括格里高利历的变化;地球轴心的岁差或“摆动”以及来自其他行星的引力,这些引力非常轻微地影响了地球在其轨道上的位置。有趣的是,在北半球,春季目前每年缩短约一分钟,冬季每年缩短约半分钟。

夏季获得了从春季损失的一分钟,秋季获得了从冬季损失的 30 秒。冬季是最短的天文季节,随着其季节持续时间的持续减少,预计到公元 3500 年左右,其最小值将达到 88.71 天。

9. 半月亮度是满月的一半吗?

当然,人们很自然地会认为,当月球被照亮 50%(在它的上弦月或下弦月相位;有时也称为“半月”)时,它的亮度只有满月的一半。

的确,如果月球盘面像一张白纸或投影屏幕一样平坦,那么它的表面亮度将处处相同,这将是正确的。但是,当然,情况并非如此。

月球是一个球体,因此,每单位面积从太阳反射的光量会朝着晨昏线方向减少,晨昏线是明亮区域和阴影区域之间的分界线。在晨昏线附近,尤其是沿着晨昏线,散布在月球表面的山脉和巨石投下了无数的阴影。这使得月球看起来在边缘附近和沿着边缘最亮,但在晨昏线方向显得较灰暗。[2011 年的收获月:令人惊叹的观星者照片]

相比之下,在满月时,太阳几乎垂直照射在月球表面的每个地方(除了边缘附近),因此根本没有阴影。信不信由你,从满月到亮度减半只需要大约 2.4 天的时间。当月球处于上弦月相位时,它的亮度实际上只有满月的 9%!在月球的下弦月时,它甚至更暗淡——8%——因为在其被照亮的部分上,深色月海(或月球“海洋”)的可见面积更大。 

10. 你能用望远镜穿透云层看到东西吗?

当然不能!虽然令人惊讶的是,可能很多人真的相信望远镜能够揭示被云层遮蔽的物体。以下是两个例子

1973 年 12 月,在曼哈顿下城组织了一次特别聚会,在黎明时分观测新发现的科霍特克彗星。邀请潜在的观测者通过各种望远镜观看彗星,然后享用杂烩早餐。在指定的早晨,天空完全阴沉,但成千上万的人还是来了,尽管天空多云,但许多人仍然期望通过望远镜看到他们承诺的彗星景象。

一位天文学家从一辆音响车上解释说彗星不可见后,他问是否有人有问题。人群中有人问:“那我们现在该怎么办?”天文学家只是回答说:“再来一碗杂烩!”

整整一年后的 1974 年 12 月,北美大部分地区发生了日偏食。在纽约,当地的天文学协会都聚集在帝国大厦 86 层的观景台上,架起了他们的望远镜。许多记者也在那里报道日食的观测情况。[视频:十大最佳业余望远镜]

不幸的是,一层厚厚的低层灰色云层完全遮蔽了任何可能的太阳景象(有些人将坏运气归咎于当天也是星期五,13 号)!一位来自当地新闻广播电台的记者在预测的日食高峰期前片刻到达。他挤过人群,气喘吁吁地问他可以通过哪架望远镜观看日食。

当向他解释说由于云层,日食无法看到时,他难以置信,用恼怒的语气说:“你是说我白跑一趟了吗?”

但最终他笑到了最后。他镇定下来,迅速在附近的电话亭发回了他的报道:“云层遮蔽了今天的日食,这位记者相当惊讶地发现,即使是这些令人印象深刻的望远镜也无法让我们瞥见一斑。如果你问我,这是自水门事件以来最大的掩盖!”

Joe Rao serves as an instructor and guest lecturer at New York's Hayden Planetarium. He writes about astronomy for Natural History magazine, the Farmers' Almanac and other publications, and he is also an on-camera meteorologist for Fios1 News in Rye Brook, NY.

More by Joe Rao

SPACE.com is the premier source of space exploration, innovation and astronomy news, chronicling (and celebrating) humanity's ongoing expansion across the final frontier.

More by SPACE.com
© . All rights reserved.