“新月抱旧月”,四月看真切

  在我国古代典籍《晋书·天文志》上记载了4种祥瑞之星:景星、周伯星、含誉、格泽,其中景星“如半月,生于晦朔,助月为明……”《史记·天官书》说:“天晴而见景星。景星者,德星也。其状无常,常出于有道之国。”这个景星指的是什么?尚无定论。有些学者认为,其实它不是一个天体,而是一种与月亮相关的美丽天象:新月抱旧月。

  地球反照,助月为明

  在农历初一的前后几天,如果天气晴好,我们可能见到一弯细细的月牙,紧贴着它的,是另一轮非常暗淡的凸月。它们一明一暗合在一起,构成一轮圆圆的月亮,异常漂亮。这就是“新月抱旧月”。唐代流传的《景星见赋》对此有生动的描写:“观其象,高而远,质明而微。如曙灯之欲灭,若秋萤之不飞。夜则出焉,丽乾元以发彩;昼而隐也,让太阳而藏辉。”月牙与萤火虫般的朦朦灰光合在一起,又高又远,“质明而微”,非常立体。

  景星中暗灰的月面部分,是被地球大气反射的阳光所照亮。从前人们不知道其中缘由,认为是旧月不肯走,仍然占据着新月中尚未形成的部分。第一个对此做出科学解释的是达·芬奇。在他1510年前后创作的手稿中,有一页题为“关于月亮:没有固体轻于空气”,他绘制了一幅新月抱旧月的素描,并且提到月面的灰光由地球上的海洋反射阳光而产生,还画出了光路图。现在我们知道反射阳光的主体不是海洋,而是地球大气。不过达·芬奇的结论完全正确,所以人们称之为Earthshine,即“地照”(亦作地球灰光),也叫“达·芬奇之光”(The Da Vinci Glow)。

  除了蛾眉月,在残月时也有机会看到景星。宋朝诗人宋祁在《马上见残月》一诗中写道:“娟娟天外月,正见上朝人。老桂欹藏树,织钩侧抱轮”。诗人清晨骑马上朝,看到天边娟细的月牙正抱着隐约发光的暗月,进而遥想桂树藏在其中。

  一年数现,4月易见

  暗灰的月轮被从地球反射的光线照亮,然后光线又从月面反射回地球使人们可以看到月轮。这需要满足一些特定条件,并不是一件常见的事儿,所以古人觉得它神秘莫测。

  首要条件是,对月亮而言,当天的地球要足够亮。我们在地球上看到的月相,和在月球上看到的地球相位正好“互补”。例如在地球上看到一轮蛾眉月时,在月球上将正好看到亏凸月形状的地球,地、月的相位合起来,就是一个圆(当然,月球上见到的地球要比地球上见到的月球视直径大了将近3倍,并不能真的拼在一起)。月面上所见的地球呈满月状时,地球反射到月面的阳光最强,足足比地面所见的满月亮了将近100倍。此时的月相正是新月,对应于农历初一。因此越接近初一,灰光越强,越利于观测。

  第二,观测新月抱旧月时,天空要尽可能地黑,这样才更有利于看到月轮的暗部。所以观测当天,月亮离太阳越远越好。由于初一的新月最靠近太阳,这就要求观测时的月相要尽量远离新月,恰和第一个条件相反。

  这两个因素相互制约,理论上会在某一时刻达成最佳的“妥协”。实际上由于大气状况、地球反照率等因素的影响,很难知道可以观测到新月抱旧月的确切时间。地球大气会减弱天体的光芒,造成“大气消光”,高度越低消光越大。例如在北京地区夏季的晴夜,与离地20度时相比,月亮在离地15度时,亮度已下降了差不多40%。当降低到10度时(大致为离地平线一个拳头远),亮度就只有1/4了。地球反照率可能也不容忽视。根据上世纪70年代末以来的卫星观测数据估算,地球的平均反照率在30%左右,随季节和天气而有所变化,变幅最多可达5%。有文献指出,一年之中春季的反照率更高一些,这可能与北极区的冰雪覆盖率有关。

  综合以上因素可以发现,理论上每个月都有可能见到新月抱旧月,但在北半球中纬地区,每年的最佳观测时机是在4、5月份。这主要是因为在日落时观测蛾眉月,4、5月份时其高度比较高(例如北京地区4月的蛾眉月可以比12月高出10度以上),因而大气消光更小,并且这段时间地球反照率也比较高,月面暗部略亮一些。如果在日出时观测残月,则是9、10月份时其最高,观测条件也不错,但需要早起。

  根据人们的经验,月面亮部占比在10%—15%(即在月球上所见的地面亮部占90%—85%)时,更容易见到新月抱旧月,大致对应农历初三、初四的蛾眉月和二十七、二十八的残月。2021年4月14日(初三)和15日(初四),当夜幕降临之时,蛾眉月将现身西方低空,届时我们不妨看看能否见到这一美景。

  (作者系北京天文馆副研究员)

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