在2022年12月7日晚上，美国大部分地区的人们将能够看到一场罕见而奇妙的天文事件：月球将直接从火星前方经过，将其遮挡住。
这个事件被称为掩星——源自拉丁语，意思是“隐藏”——每年在地球上的某个地方发生一到两次。但就像日食一样，你必须在正确的时间出现在正确的地点才能看到它。可以将即将到来的这次事件视为火星的“日食”。
你不需要任何特殊的设备来观看：只需你的眼睛（可能还需要一些保暖的衣物）。就像一部精心策划的电影一样，剧情会逐渐展开，月球在天空中缓慢接近火星，最终达到高潮，我们地球的卫星边缘扫过火星的圆面，导致它逐渐消失并最终消失。当然，望远镜可以改善观测效果，但即使没有光学辅助，观看也仍然很有趣。
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我见过很多次月球掩星，甚至见过一次我们的天然卫星正好从金星前方经过，老实说，这非常酷。但我从未见过月球掩星火星，所以我很期待这次。
国际掩星计时协会 (IOTA) 的网站上有一张地图，显示了事件的可视区域。
地图显示了2022年12月7日（美国当地时间）月球掩星火星的可视性（世界标准时间12月8日）。蓝绿色椭圆表示事件发生在月出时（可以在西方看到）或月落时（可以在东方看到）。深蓝色线条表示事件发生在暮色中。白色线条表示事件在夜间完全可见。来源：Rob Robinson，使用 David Herald/国际掩星计时协会编写的 Occult 软件
弯曲白色路径内的每个人都可以看到掩星。如果你在蓝绿色椭圆内，那么事件发生在月出或月落时，因此可见性将受到限制。这表明，除美国东南部地区外，几乎整个美国、加拿大和欧洲大部分地区都将看到这一事件。（请注意，IOTA 地图使用世界标准时间 (UT)。因此，在 UT 中，掩星发生在 12 月 8 日的早晨，但在美国当地时间，它发生在日期前一晚的晚上。）
您所在位置的确切事件时间取决于您的位置。月球比火星离地球近得多，这会影响我们观察它的方式。当你伸出拇指，只用右眼看它，闭上左眼，然后再用左眼看，闭上右眼时，与更远的物体相比，你的拇指似乎来回跳动，因为你用每只眼睛从略微不同的角度观察它。这被称为视差，它也适用于天文尺度，根据你的纬度和经度改变月球在天空中的相对位置。
IOTA 页面列出了许多城市的事件时间。查找您附近的城市，了解事件发生的大概时间。但请再次记住，您的确切位置会改变确切的时间。您最好的选择是使用一些天文馆软件以尽可能精确。例如，Stellarium 是一个免费网站，您可以在网上搜索以获取相当多的移动设备应用程序列表。一旦它们获取了您的位置，它们就可以为您提供相当准确的掩星发生时间。
那么，这一切是如何在物理上运作的呢？
包括地球在内的行星，都在或多或少相同的平面上绕太阳运行。因为我们在这个平面上，所以我们将其边缘视为横跨天空的一条线，称为黄道。行星都非常靠近黄道。然而，月球的轨道相对于黄道倾斜了大约五度角。随着月球每 29 天绕地球运行一次，它会在天空中绕一个大圈，两次穿过黄道。（想象一下两个呼啦圈，一个在另一个里面，并且都稍微倾斜。它们在两个称为交点的地方交叉。）月球每月一次穿过天空中的任何给定行星，但由于前者倾斜的轨道，两者通常会错开几度。
然而，有时，一颗行星恰好位于月球轨道与黄道交叉的天空中的确切位置。如果月球恰好同时在那里，就会发生掩星。
现在就是这样。@NASA_Orion 正在从遥远的逆行轨道上回望地球和月球。观看 #Artemis I 直播：https://#/Qx1QFUdD08 pic.twitter.com/zMTorYQvjS
— NASA (@NASA) 2022年11月28日
2022 年 11 月 28 日，在前往遥远逆行月球轨道的旅程中，NASA 阿尔忒弥斯 1 号任务中的猎户座飞船拍摄了这张我们的星球在月球后方“落下”的图像：地球的月球掩星！来源：NASA
在这种情况下，你在日落后会看到的是月球和火星在天空中非常接近。随着月球绕地球运行，它每小时移动约半度——它自身的直径，或大约是你手臂伸直时拇指宽度的一半。因此，就在实际掩星发生之前，两者非常接近。随着事件的进展，月球和火星越来越近，直到最终月球的边缘开始滑过火星的圆面。
月球完全遮盖火星大约需要 30 到 45 秒，就像慢慢地拉开窗帘一样。用肉眼看，两者似乎会亲吻，然后火星会在不到一分钟的时间内从视野中消失。
月球的运动将继续，火星隐藏在其主体后面，并且根据您的位置，红色星球可能需要长达一个小时才能在月球的另一侧重新出现。
这次事件的具体情况非常引人注目。首先，月球将是满月，是黑暗天空中银色的圆盘。其次，掩星发生在火星处于冲日时。大约每两年一次，地球追上并在太阳周围超过火星，就像内侧赛道上的赛车超过外侧赛道上较慢的汽车一样。当这种情况发生时，地球直接位于火星和太阳之间，这意味着对我们来说，它们位于天空的相对两侧（因此得名“冲日”）。这种排列也意味着火星在两年内离地球最近。反过来，这意味着红色星球看起来最大，也最亮。
如果你是一位狂热的天空观察者，你可能已经注意到傍晚天空中的火星，一颗在日落后在东方闪耀的耀眼“星星”，比平时更耀眼，因为它离我们很近。它具有明显的橙色色调——大部分表面覆盖着富含氧化铁的尘埃，所以它实际上是生锈的。难怪古希腊人和罗马人将这颗行星与他们的战神联系起来。这是一只充血的、凶恶的眼睛，从天堂俯视着我们！而那只眼睛将向我们眨眼。
掩星具有科学用途。当遥远的小行星从恒星前方经过时，可以推断出其特征。不同纬度的观测者看到恒星从小行星的不同弦后方经过，因此可以将观测结果结合起来以测量后者的尺寸和形状。
此外，许多系外行星——绕其他恒星运行的异星世界——都是使用类似的方法发现的。如果我们碰巧看到系外行星的轨道边缘朝向我们，那么每公转一次，它就会从其主恒星前方经过，产生称为凌星的微型日食。恒星亮度会降低一小部分，由此可以找到行星的大小。在某些情况下，也可以确定行星的大气成分。已发现的 5,000 多颗系外行星中的大多数是使用凌星法发现的。
在观看即将到来的掩星时，请记住一件事：现在 NASA 和其他航天机构都在关注月球。最近发射的阿尔忒弥斯 1 号任务将猎户座太空舱送入围绕我们天然卫星的广阔环形轨道，它将于 12 月中旬返回地球。这项任务是无人驾驶的，但下一次任务将载人绕月球飞行。第三次任务计划将人类送上月球表面，这将是自 1972 年以来在月球尘埃中留下的第一个脚印。
NASA 也已经制定了将人类送往火星的长期计划。这两个世界都有相当多的太空探测器在轨道上运行和着陆，人类可能离它们不远了。当您在 12 月 7 日晚上观看月球遮盖火星时，您将看到我们未来在太空中的隐喻。
月球显得巨大，而更遥远的火星则耐心地等待着我们。
这是一篇观点和分析文章，作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。