为什么对日照总在黄昏后现身?
对日照的“现身”时间并非偶然,而是由它的形成原理和观测条件共同决定的:
形成原理:反射太阳光
- 对日照的本质是黄道带尘埃云(主要位于地球轨道附近,由小行星碰撞和彗星喷发产生的微小尘埃颗粒组成)背向太阳方向(即黄道带上的“反日点”)反射的太阳光。
- 想象一下,在漆黑的夜晚,你背对着一个强光源(比如车灯),看向它正后方的方向。如果那个方向恰好有一片灰尘或烟雾,它就会被照亮,形成一个微弱的光斑。对日照就是类似的现象,只不过光源是太阳,反射物是行星际尘埃云。
关键条件:完美的几何位置与黑暗的天空
- 反日点位置: 要看到对日照,观测者必须正好看向黄道带上的“反日点”,即太阳在天空中的正对面位置。这个点随着地球绕日公转,每天移动约1度,但在一年中的大部分夜晚,它都位于夜空之中。
- 太阳必须在地平线下足够深: 这是“黄昏后”现身的关键!
- 黄昏时: 太阳刚落山不久,虽然天黑了,但太阳本身(或其散射光)距离地平线还不够远。反日点此时可能还在地平线附近,或者更重要的是,太阳光本身会照亮低空的大气层和尘埃,产生强烈的暮曙光(黄道光的一部分),形成巨大的背景光污染,完全淹没了极其微弱的对日照。
- 黄昏后(深夜): 随着地球自转,太阳沉入地平线以下足够深(通常需要低于地平线18度以上)。此时:
- 观测者所在的地方完全进入了地球的本影区(真正的黑夜)。
- 反日点升到了足够高的天空(远离地平线附近的大气散射)。
- 造成强烈背景光的暮曙光和黄道光(靠近太阳方向的部分)基本消失或变得非常微弱。
- 天空背景达到最暗的状态。
- 黑暗的天空: 只有在天空背景足够黑暗时,尘埃云反射的那一点点极其微弱的光(比银河暗得多)才能从背景中显现出来。黄昏后至午夜前(或黎明前的几小时)的无月晴夜,是天空最黑暗的时候(远离城市光污染效果更佳),满足了这一苛刻条件。
总结关键点: 对日照只在黄昏后(或黎明前)现身,是因为只有在这个时间段,太阳沉得足够深,使得:
观测者处于地球的本影(真正黑夜)。
反日点升到足够高的天空。
干扰性的暮曙光和黄道光(靠近太阳部分)消失。
天空背景达到最暗,微弱的反光才能被(艰难地)看到。
关于对日照的小常识(值得收藏)
名字的由来: “对日照”(Gegenschein)源自德语,意思是“对日辉”或“反照”,非常形象地描述了它位于太阳正对面的位置特性。中文译名“对日照”也精准地体现了这个特点。
它是黄道光的一部分: 对日照不是孤立的现象,它是弥漫整个黄道带的黄道光的延伸和特殊表现。黄道光在靠近太阳的方向最亮(形成锥形光带),在远离太阳的方向逐渐变暗,但在正对太阳的反日点处,由于特殊的反射角度(类似“冲日”效应,类似满月比弦月亮),尘埃粒子反射回地球的光线会有一个微弱的增强,形成了对日照这个“光斑”。
极其微弱: 对日照是夜空中最难以观测到的现象之一。它的亮度非常低,通常只比背景天空亮一点点,甚至不如银河的亮度。肉眼观测它需要极佳的条件(完美黑暗、无月、无光污染、空气通透、眼睛充分适应黑暗)和一定的经验。长时间曝光摄影是捕捉它的更好方式。
最佳观测时间和地点:
- 时间: 午夜前后(当地太阳沉得最深时),避开满月前后。
- 地点: 远离城市光污染的黑暗荒野、高山或沙漠地区。南半球中高纬度地区(如智利、澳大利亚内陆)因其更黑暗的天空常被认为是绝佳观测地。
- 季节: 在秋季(北半球9-11月,南半球3-5月),反日点位于远离银河的暗区(如双鱼座、鲸鱼座方向),观测条件最好,因为银河的明亮背景会干扰对日照的观测。
形状和大小: 对日照看起来是一个模糊的、大致呈椭圆形的光斑,大小约为10度x 5度(相当于伸直手臂时20个满月并排的宽度)。它没有明显的边界,逐渐融入周围的背景天空和黄道光中。
与“气辉”的区别: 有时在非常黑暗的天空中,会看到大范围、均匀且非常微弱的发光现象,这可能是“气辉”——地球高层大气中原子和分子受太阳辐射激发产生的光。对日照则是一个位置固定(在反日点)、形状相对集中的光斑,是行星际尘埃反射的光。
历史观测: 对日照的记载可以追溯到18世纪。丹麦天文学家 Theodor Brorsen 在1854年对其进行了详细描述并命名。中国古代也有类似“天开眼”等可能指代对日照的记载。
科学意义: 研究对日照和黄道光可以帮助天文学家了解太阳系内行星际尘埃的分布、组成、起源(主要来自小行星和彗星)和演化过程。这些尘埃是行星形成的原始材料残余。
收藏贴士:
- 观测目标: 想挑战肉眼极限?对日照是顶级目标!
- 时间窗口: 记住它只在午夜前后(当地太阳沉得最深时)的黑暗无月中出现。
- 位置关键: 必须看向黄道带上的“反日点”(可使用星图APP定位)。
- 环境要求: 绝对黑暗(远离光污染)、无月、空气通透、眼睛适应至少30分钟。
- 它是黄道光“家族”成员: 理解它与黄道光的联系。
- 秋季最佳(远离银河): 选择反日点远离银河的季节观测。
- 摄影更易捕捉: 尝试用相机长曝光记录下这个神奇的光斑。
下次在完美黑暗的秋夜仰望星空时,不妨尝试寻找一下这个位于太阳正对面、神秘而微弱的“反日辉”——对日照。找到它,绝对是观星生涯中一次难忘的成就!