在2022年12月7日晚上，美國大部分地區的人們將能夠看到一場罕見而奇妙的天文事件：月球將直接從火星前方經過，將其遮擋住。
這個事件被稱為掩星——源自拉丁語，意思是“隱藏”——每年在地球上的某個地方發生一到兩次。但就像日食一樣，你必須在正確的時間出現在正確的地點才能看到它。可以將即將到來的這次事件視為火星的“日食”。
你不需要任何特殊的裝置來觀看：只需你的眼睛（可能還需要一些保暖的衣物）。就像一部精心策劃的電影一樣，劇情會逐漸展開，月球在天空中緩慢接近火星，最終達到高潮，我們地球的衛星邊緣掃過火星的圓面，導致它逐漸消失並最終消失。當然，望遠鏡可以改善觀測效果，但即使沒有光學輔助，觀看也仍然很有趣。
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我見過很多次月球掩星，甚至見過一次我們的天然衛星正好從金星前方經過，老實說，這非常酷。但我從未見過月球掩星火星，所以我很期待這次。
國際掩星計時協會 (IOTA) 的網站上有一張地圖，顯示了事件的可視區域。
地圖顯示了2022年12月7日（美國當地時間）月球掩星火星的可視性（世界標準時間12月8日）。藍綠色橢圓表示事件發生在月出時（可以在西方看到）或月落時（可以在東方看到）。深藍色線條表示事件發生在暮色中。白色線條表示事件在夜間完全可見。來源：Rob Robinson，使用 David Herald/國際掩星計時協會編寫的 Occult 軟體
彎曲白色路徑內的每個人都可以看到掩星。如果你在藍綠色橢圓內，那麼事件發生在月出或月落時，因此可見性將受到限制。這表明，除美國東南部地區外，幾乎整個美國、加拿大和歐洲大部分地區都將看到這一事件。（請注意，IOTA 地圖使用世界標準時間 (UT)。因此，在 UT 中，掩星發生在 12 月 8 日的早晨，但在美國當地時間，它發生在日期前一晚的晚上。）
您所在位置的確切事件時間取決於您的位置。月球比火星離地球近得多，這會影響我們觀察它的方式。當你伸出拇指，只用右眼看它，閉上左眼，然後再用左眼看，閉上右眼時，與更遠的物體相比，你的拇指似乎來回跳動，因為你用每隻眼睛從略微不同的角度觀察它。這被稱為視差，它也適用於天文尺度，根據你的緯度和經度改變月球在天空中的相對位置。
IOTA 頁面列出了許多城市的事件時間。查詢您附近的城市，瞭解事件發生的大概時間。但請再次記住，您的確切位置會改變確切的時間。您最好的選擇是使用一些天文館軟體以儘可能精確。例如，Stellarium 是一個免費網站，您可以在網上搜索以獲取相當多的移動裝置應用程式列表。一旦它們獲取了您的位置，它們就可以為您提供相當準確的掩星發生時間。
那麼，這一切是如何在物理上運作的呢？
包括地球在內的行星，都在或多或少相同的平面上繞太陽執行。因為我們在這個平面上，所以我們將其邊緣視為橫跨天空的一條線，稱為黃道。行星都非常靠近黃道。然而，月球的軌道相對於黃道傾斜了大約五度角。隨著月球每 29 天繞地球執行一次，它會在天空中繞一個大圈，兩次穿過黃道。（想象一下兩個呼啦圈，一個在另一個裡面，並且都稍微傾斜。它們在兩個稱為交點的地方交叉。）月球每月一次穿過天空中的任何給定行星，但由於前者傾斜的軌道，兩者通常會錯開幾度。
然而，有時，一顆行星恰好位於月球軌道與黃道交叉的天空中的確切位置。如果月球恰好同時在那裡，就會發生掩星。
現在就是這樣。@NASA_Orion 正在從遙遠的逆行軌道上回望地球和月球。觀看 #Artemis I 直播：https://#/Qx1QFUdD08 pic.twitter.com/zMTorYQvjS
— NASA (@NASA) 2022年11月28日
2022 年 11 月 28 日，在前往遙遠逆行月球軌道的旅程中，NASA 阿爾忒彌斯 1 號任務中的獵戶座飛船拍攝了這張我們的星球在月球后方“落下”的影像：地球的月球掩星！來源：NASA
在這種情況下，你在日落後會看到的是月球和火星在天空中非常接近。隨著月球繞地球執行，它每小時移動約半度——它自身的直徑，或大約是你手臂伸直時拇指寬度的一半。因此，就在實際掩星發生之前，兩者非常接近。隨著事件的進展，月球和火星越來越近，直到最終月球的邊緣開始滑過火星的圓面。
月球完全遮蓋火星大約需要 30 到 45 秒，就像慢慢地拉開窗簾一樣。用肉眼看，兩者似乎會親吻，然後火星會在不到一分鐘的時間內從視野中消失。
月球的運動將繼續，火星隱藏在其主體後面，並且根據您的位置，紅色星球可能需要長達一個小時才能在月球的另一側重新出現。
這次事件的具體情況非常引人注目。首先，月球將是滿月，是黑暗天空中銀色的圓盤。其次，掩星發生在火星處於衝日時。大約每兩年一次，地球追上並在太陽周圍超過火星，就像內側賽道上的賽車超過外側賽道上較慢的汽車一樣。當這種情況發生時，地球直接位於火星和太陽之間，這意味著對我們來說，它們位於天空的相對兩側（因此得名“衝日”）。這種排列也意味著火星在兩年內離地球最近。反過來，這意味著紅色星球看起來最大，也最亮。
如果你是一位狂熱的天空觀察者，你可能已經注意到傍晚天空中的火星，一顆在日落後在東方閃耀的耀眼“星星”，比平時更耀眼，因為它離我們很近。它具有明顯的橙色色調——大部分表面覆蓋著富含氧化鐵的塵埃，所以它實際上是生鏽的。難怪古希臘人和羅馬人將這顆行星與他們的戰神聯絡起來。這是一隻充血的、兇惡的眼睛，從天堂俯視著我們！而那隻眼睛將向我們眨眼。
掩星具有科學用途。當遙遠的小行星從恆星前方經過時，可以推斷出其特徵。不同緯度的觀測者看到恆星從小行星的不同弦後方經過，因此可以將觀測結果結合起來以測量後者的尺寸和形狀。
此外，許多系外行星——繞其他恆星執行的異星世界——都是使用類似的方法發現的。如果我們碰巧看到系外行星的軌道邊緣朝向我們，那麼每公轉一次，它就會從其主恆星前方經過，產生稱為凌星的微型日食。恆星亮度會降低一小部分，由此可以找到行星的大小。在某些情況下，也可以確定行星的大氣成分。已發現的 5,000 多顆系外行星中的大多數是使用凌星法發現的。
在觀看即將到來的掩星時，請記住一件事：現在 NASA 和其他航天機構都在關注月球。最近發射的阿爾忒彌斯 1 號任務將獵戶座太空艙送入圍繞我們天然衛星的廣闊環形軌道，它將於 12 月中旬返回地球。這項任務是無人駕駛的，但下一次任務將載人繞月球飛行。第三次任務計劃將人類送上月球表面，這將是自 1972 年以來在月球塵埃中留下的第一個腳印。
NASA 也已經制定了將人類送往火星的長期計劃。這兩個世界都有相當多的太空探測器在軌道上執行和著陸，人類可能離它們不遠了。當您在 12 月 7 日晚上觀看月球遮蓋火星時，您將看到我們未來在太空中的隱喻。
月球顯得巨大，而更遙遠的火星則耐心地等待著我們。
這是一篇觀點和分析文章，作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。