天象早知道

◎李 鉴

    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）