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探索時事科學
血月當空 光線折射傑作

文/施奇廷(東海大學應用物理學系教授) 圖/達志影像 (2025/9/16)

臺灣月全食和血月全景影像。

 九月七日深夜到八日凌晨,在臺灣夜空可以看到一場「月全食」的天文奇景。月亮從七日二十三點二十七分進入地球的陰影;八日凌晨一點半到兩點五十分之間進入全食狀態;四點五十七分脫離,過程長達五個半小時。

 這次月全食幾乎全臺可見,肉眼即可欣賞,是一場難得的天文視覺饗宴。

日月地球 排成直線

 月球本身是不會發光的大石頭,我們看到的月光其實是陽光的反射。月食的成因,是地球位於太陽與月球之間,三者剛好排成一直線,地球會擋住太陽光,讓月球落入地球的影子裡。

 地球的影子分成兩層,外圈是「半影」,光線只被部分遮蔽;內圈是「本影」,所有來自太陽的直射光都被阻擋,當整顆月球都沉入本影,就是「全食」的階段。

 這樣的排列下,月亮的整個受光面正對著地球背向太陽的那一面,因此月全食一定發生在滿月。為什麼不是每次滿月都有月全食呢?這樣一年就有十二次,能看個過癮!原因是月球繞地球的軌道與地球繞太陽的軌道,並不在同一個平面上,兩個軌道面之間有大約五度的傾角,因此大部分滿月,月球是從地球影子的上方或下方掠過,陽光沒有被遮住,自然沒有月食。

希臘哲學家探究地球和月亮的關聯。

窺探月食 天文躍進

 月食在科學歷史扮演重要角色,兩千三百多年前,古希臘哲學家亞里斯多德注意到月食,不管月亮在哪個位置,被遮住的程度如何,落在月亮上的陰影邊界始終呈現弧形,於是推斷地球是球體。一百多年後的天文學家喜巴恰斯(Hipparchus),則透過月食時地球影子的大小,估算地球跟月亮距離約為地球半徑的六十三倍,與現代測得的實際值六十點三倍,相當接近。

 「全食」的時候,月亮不是完全消失不見,而是染上一層深紅的光暈,也就是所謂的「血月」。古代人看到月亮變成血紅的顏色,認為災禍即將降臨因而陷入恐慌。甚至到現代,媒體對於月食的報導,也不乏命理師提醒大家「看月食的禁忌事項」,以免「招來厄運」。

月全食血月。

物理現象 紅光偏折

 事實上,「血月」只是單純的物理現象。雖然月球在地球的陰影下,陽光無法直射月球,但是陽光經過地球大氣層時,短波長的藍光被散射到其他處,只有少數能穿透大氣;長波長的紅光因穿透力較高,且被折射而繞過地球邊緣,進入陰影區。因此即使在月球進入本影的全食階段,也還能接收到來自大氣折射的微弱紅光,變成暗紅色。

 如果你錯過這次的盛況,不用懊惱,下一次月食在明年三月三日,不過是「月出帶食」,也就是月亮升起時,月食已經開始一段時間,但還是能看到全食階段,可別再錯過了!