十八年前的那一场“南极黑日”即将再现！作为最家喻户晓的天象

作为最家喻户晓的天象，日、月食大家都非常熟悉，即便没有亲眼看过但图片或视频一定见过不少，相信这两种天象发生的原理大家也都有所了解，无外乎是一个星体挡住另一个所导致的，区别在于一个是月球“躲到了”地球的影子里，另一个则是月亮挡到地球的前面并把她的影子从地球上划过。但是关于成因的“秘密”还有很多。
花几分钟懂点儿啥！这是科学懂点儿啥的第41篇原创。

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关于日、月食天象的成因，我们可以从太阳、地球、月亮三者的位置关系来看。太阳作为这个星系的唯一恒星，包括地球在内的所有行星都绕着它公转，而月亮作为地球的唯一天然卫星，自然也是绕着地球公转的。于是就有了这样一个有趣的画面，地球绕着太阳以1.5亿公里为半径“画大圆” ，月亮绕着地球“画”38.5万公里半径的小圆，太阳作为地球运动轨迹的圆心呆在中间“不动” ，地球绕着他飞奔的同时还是月亮的圆心，那么这三者就必定有处在同一条直线上的时刻。

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太阳、地球、月亮三者的运行关系示意
假设，太阳、地球和月亮运行在同一个平面里，如果现在刚好发生了日全食，那么根据月亮27.32天的公转周期，并且不考虑地球公转的情况来计算的话，每隔这么多天就会看到一次日全食，并且在这个假设前提下的每一次日全食之后的13.66天就会对应的发生月全食。但现实情况很直接的告诉我们这个假设并不不成立，原因就在于它们三者不是运行在同一平面里的。

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随着地球在公转轨道上摇摆的月球
我们将地球和太阳之间通过线段相连，地球公转一周就会形成一个圆面，这就是天文学上经常用到的黄道面概念，那么同理，月亮绕地球转动也会形成一个轨道面，我们称它为白道面，黄道与白道两个平面之间存在平均5.15度的夹角，被称为黄白交角，这个角度以173天为周期在4.95度到5.32度之间变化。
如果我们把黄白两个轨道面“具象化”一下，有点像是一大小两个盘子彼此倾斜着放在一起，太阳就位于大盘子的中心位置上，地球处在大盘子的边缘转动，大盘子转的又快又稳，反之以地球为圆心的小盘子转起来就不那么稳了，随着地球位置的变化呈现不同旋转角度，月球就在这个小盘子的边缘上“忽高忽低”的跑着。
当月球所在的小盘子沿着大盘子运动到距离我们最远（或最近）的位置时，日、地、月三者就有可能处在同一条直线上，在这种巧合之下日、月食天象就发生了。

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A、B两点就是发生月食的位置，画风很灵魂效果很传神
细心的朋友可能注意到了，上个月的19日刚刚发生了月偏食，而12月4日日全食就来了，两次“食”恰恰隔了半个月，如果再往前推到5月26日和6月10日也是一样，两次日、月食相差半个月。而分处今年上下半年的两场“日月食”也像是商量好了一样，相隔半年各上演了一次，莫非这里面也有规律？
还是回到日、地、月三者的运动关系上面，首先是黄白两个轨道面的交点呈180度角，也就是前面提到的小盘子从距离我们最远的位置，运动到距离我们最近的地方，走过的距离恰好对应地球公转轨道的一半，所以今年的两次日月食发生时间会相隔半年。