事实如此浪漫

寻找像地球一样完美的日食

这篇经典的事实如此浪漫的帖子最初发表于2013年9月。

R太阳和月亮的表面位置应该一年两次重合,少数幸运的观测者会看到日食。观看这样一个事件提供了思考一个奇怪巧合的机会:从地球表面看,天空中太阳和月亮的表面大小几乎相等。太阳几乎是月球的400倍大,距离也差不多是月球的400倍远。

没有什么特别的理由让它们看起来一样大,但事实并非总是如此。从那以后,月球一直在从地球上后退制造它的大碰撞,45亿年前。我们借助阿波罗号宇航员遗留在月球表面的设备测量了月球的后退速度:目前每年后退约4厘米。10亿年前,每次日食都会完全覆盖太阳;现在,根据月球在椭圆轨道上的位置,有些日食是全食,但更多的是环食,月亮看起来比太阳稍小,在月球周围留下一个“火环”(见下图)。从现在起五千万年后,月球将后退到所有日食都是环状的。

2012年的日食,从大峡谷南缘的利潘点拍摄。 马康园

地球不是唯一有月亮的行星;大多数行星都有。有没有其他的星球在外观尺寸上有着同样奇怪的巧合?让我们考虑火星的两个卫星,火卫一和Deimos。它们非常小,使它们看起来比我们的月球小,但它们比我们的月球离地球更近,放大了它们的表观尺寸。火星人距离太阳的距离是地球人的一半,他们看到的太阳只有我们的三分之二大。

事实上,我们已经通过三辆火星探测器的眼睛目睹了火星日食。当微小的Deimos穿过太阳盘(即从火星表面看到的太阳)时,它看起来就像一个太阳黑子。但当更近、更大的火卫一过境时,它使太阳看起来像一只眼睛,而月亮是眼睛的瞳孔;当火卫一在太阳圆盘上移动时,眼睛的目光似乎扫过火星表面,好像在寻找什么东西。好奇号最近拍摄了这只搜索的眼睛:

“好奇号”观测到的太阳日环食。 NASA/JPL加州理工学院/马林空间科学系统/德克萨斯A&M大学

与我们的月球不同,火卫一一年比一年更接近火星。(火卫一的轨道足够低,它绕火星运行的速度比地球自转的速度要快。同样的潮汐力使我们遥远而缓慢的月球从我们身边后退,对火卫一产生了相反的影响,使它逐渐靠近地球。)在短短的几百万年内,如果潮汐力不首先将其撕裂,形成一个围绕行星运行的小粒子环,那么它的表观大小可能与太阳的大小相匹配。

从我们地球的角度来看,我们可以看到在巨大的外行星上可以看到日食。在每颗行星的长轨道年中,有两次巨型行星的圆盘被其大卫星投射的圆形阴影所破坏。如果你能站在那些行星的云端,你会看到太阳被遮住了。

木卫一,木星的卫星之一,在这颗巨大的行星上投下了阴影。从木星云层的顶端看,木卫一将比太阳大得多。 NASA/JPL/亚利桑那大学

但是这些巨大的行星比我们离太阳远得多,这使得太阳看起来非常渺小。如果你在日食期间站在木星的云顶上,那么与太阳相比,这些巨大的行星大小的卫星会显得非常巨大,在相当长的一段时间内完全遮住了它。几乎所有的卫星都太大太近;他们会使天空中的小太阳相形见绌。有一对,虽然在土星的海神号和土卫八号,以及在海王星的尼雷德号距离足够远,体积足够小,足以模拟火卫一号搜索的眼睛凌日。但是在离太阳那么远的地方,眼睛看起来很小,也不那么引人注目。

但是,在我们的太阳系中,没有一颗行星的大小和位置完全符合完美日食的条件。从这个意义上说,我们的月亮是独一无二的。

不过,如果你在足够多的行星周围放置足够多的卫星,你肯定会有更多日月大小的巧合。我们现在知道了有数千颗行星围绕其他太阳运行. 我们还不知道它们是否有卫星,但考虑到我们太阳系中有大量的卫星,它们很可能有。在其他恒星附近是否还有其他聪明的行星居民像我们一样考虑太阳和月亮的巧合?


Emily Lakdawalla是行星协会的高级编辑和行星传道者。她写了一篇关于机器人探索地球以外世界的文章planet.org/blog作为@埃拉克达瓦拉在推特上。

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