渐暗的天空

电影摄影师将晨昏蒙影的初始阶段称为魔法般的“蓝色时段”。对天文学家来说，这种神奇的魔力会一直持续到黄昏或黎明更晚的时刻。而且作为天文学家，我们比大多数人更熟悉晨昏蒙影的三个阶段。

晨昏蒙影的不同阶段

太阳在地平线下0度到6度的时间段被称为“民用晨昏蒙影”。在日落之后，民用晨昏蒙影的最后时刻通常就是路灯亮起来的时间。民用晨昏蒙影与摄影师口中的“蓝色时段”相吻合，此时大部分自然光来自“冷酷”的蓝色天空。

太阳在地平线下6度到12度的时间段被称为“航海晨昏蒙影”。在航海晨昏蒙影结束时，天空的颜色会暗到无法与海面区分开来，使得航海者无法看到地平线（海平面），因此也就无法使用传统的六分仪。

而当太阳位于地平线下12度到18度时，我们就有了“天文晨昏蒙影”。此时很多恒星都变得可见，甚至可能看到银河，但天空还没有完全黑下来。深蓝色依然存在，但也许只有在照片上才能看出来。想要拥有真正天文意义上的黑暗，太阳必须在地平线以下18度的位置。这时的夜晚是最黑暗的，可以开始进行长时间曝光摄影了。

在高纬度地区的夏季，天文意义上的黑暗永远不会到来。太阳总是处于地平线以下不到18度的位置。你所在的位置越靠北，这一阶段的晨昏蒙影持续的时间就越长，夜空就越明亮。例如，从北纬49度往北（或南纬49度往南），在夏至前后的两个星期内，天空永远不会出现天文意义上的黑暗。北纬66.5度以北，也就是北极圈以北（或南纬66.5度以南，也就是南极圈以南），在夏至甚至连黄昏都没有，因为太阳整晚都不会降到地平线以下，而是“化身”午夜太阳缓缓掠过地平线。

地照和新月

一轮蛾眉月悬挂在西边的天空上。太阳只照亮了月球的一小部分，但我们仍然能看清整个月面。月亮的“暗面”也隐约可见，这种现象被称为“新月抱旧月”，也被称为“达·芬奇之光”，因为达·芬奇在1510年首次对这种现象做出了解释。

月面的黑暗部分正在经历月球上的夜晚。此时在月球的夜空中，一个巨大而夺目的地球几乎显示出完整的形态。阳光从海洋、云层和极地冰盖上反射后，蓝白色的光照亮了月球的夜空。其中一些地照又被反射回地球，使我们能够看到月球的“暗面”。但其实，我们在地球上看不到的月球另一面和我们看到的这一面所接受的阳光是一样多的，所以正确的称呼应该是月球的“背面”，而非“暗面”。

春天是最适宜在盈月上欣赏地照的季节。这时，蛾眉月将到达它在西边地平线以上的最高点，其周围的空气也更清透，而且天空完全变暗后，它仍能“挂”在天空中。

春天也是观测最细的月亮的最佳季节。新月会在天空西边的低处出现，好似一枚超薄的细牙嵌在明亮的暮色中，要找到它是一项艰难的挑战。根据美国海军天文台的资料，用肉眼观测到新月的最快纪录是在其正式出现后的15.5小时。在借助天文设备进行观测时，这一纪录是11.6小时。大多数人会把看到“年龄”小于24小时的新月当作一种成就。先用双筒望远镜来找到新月，然后试着用肉眼去观测吧。

合和连珠

当行星在洒满星光的夜幕上“游荡”时，它们偶尔会彼此相遇，至少我们从移动的地球上看，它们好像是相遇的。这种天体间互相接近的现象被称为“合”。在通常的用法中，就像我们在第42页的表格中列出的一样，“合”可以指代任何行星之间或行星与月球间的相互接近。（从技术上来说，这两个天体不会真正相合，除非它们处在同一条南—北线上，且拥有相同的赤经或黄经坐标）。

肉眼可见的带外行星（火星、木星和土星）可以在黑暗天空的高处发生相合。移动缓慢的木星和土星之间的相遇很罕见，每20年才发生一次，上一次是在2020年。

大多数的相合，当然也包括所有涉及水星或金星的相合，都发生在黎明或黄昏时的晨昏蒙影中。金星和木星这两颗最明亮的行星在晨昏蒙影中的相合是最为壮观的。

当三颗、四颗，甚至五颗（罕见）肉眼可见的行星聚集在早晨或傍晚天空的同一区域时，这样的场景绝对能上头版头条。虽然不会相合，但这些行星会在晨昏蒙影中沿着行星的路径（黄道）排成一队。当这个队列中再加上月球，你将经历一个值得铭记的夜晚。

卫星和国际空间站

自1957年发射人造地球卫星斯普特尼克一号以来，人类已将数以千计的有效载荷发射到太空中。随着私营企业也开始着手建设用于网络服务的超级星座卫星，预计卫星的发射速度将从每年100颗增加到数百颗。除了搭载进行实际工作的有效载荷，还有用过的火箭助推器，它们最终会被留在轨道上，正式成为太空垃圾。截止到2021年，北美防空司令部已经在绕地轨道上追踪到上万个直径大于100毫米的太空垃圾。太空已经变得如此拥挤，以至于已经有卫星相撞的事件发生，这引发了人们对连锁反应凯斯勒效应的担忧，2013年的电影《地心引力》中就有凯斯勒效应的情节。

如何对迅速壮大的卫星集群进行管理是业余和专业天文学家都非常关注的一个问题。即便如此，我们中的大多数人仍旧很喜欢观测那些不经常出现的明亮物体，例如国际空间站（ISS）和其他我们可以在应用程序和网站的帮助下识别的卫星。想要预测当地何时能观测到国际空间站，可以登录美国国家航空航天局（NASA）的网站（网址见链接列表04和05条目），并输入你所在的位置。在Heavens Above网站上还可以查到其他许多明亮的卫星的预测情况。

作为迄今为止在绕地轨道上运行的最大物体，国际空间站对光的反射是最强的，其视星等最高能达到-3到-4等，亮度介于木星和金星之间，同时又因其宽大的金色太阳能电池板而显现出一抹黄色。（更多关于星等的信息请见第62页。）国际空间站的轨道倾角为51.6度，轨道高度为400千米，所以地球上介于北纬60度和南纬60度之间的任何地点都可以观测到它。

有时，我们可以看到国际空间站旁边伴随着一个无人补给飞行器（如俄罗斯的“进步”号、日本的HTV、美国的“龙”号和“天鹅”号飞行器）或载人航天器（如“联盟”号、SpaceX新设计的“龙”飞船太空舱和波音的Starliner载人太空船）。在进行对接的前后两天里，这些飞行器会在国际空间站之前或之后划过天空，表现为较暗的小点。如果你能将天文望远镜对焦到国际空间站并追踪它，就能看清它的形状。即使仅用双筒望远镜观测，也能看到其翼状的太阳能电池板显现的“H”形。

虽然国际空间站的亮度比其他所有卫星的都高，但也有数以百计的卫星的亮度达到了肉眼可见的等级。它们的光芒来自反射的太阳光，而不是自身发光，所以你并非在任意时刻都能目测到卫星。在太阳下山后或日出前的90分钟内，是对卫星进行观测的最好时间。对地球上的观测者来说，这时的太阳在地平线以下，但它发出的光还能照射到卫星所在的高度。

在近地轨道（轨道高度低于2000千米）上的卫星的亮度可以达到1等或2等。卫星穿越天空的速度取决于其轨道高度：高度越高，它的移动速度就越慢。近地轨道上的卫星在90到200分钟内即可绕地球运转一圈，只需要2到5分钟就能跨越你头顶的天空。大多数卫星都是自西向东移动（它们从不自东向西运动），但极轨道上的卫星，如地球观测卫星和间谍卫星，运行方向是自北向南或自南向北。

当卫星向东运行时，偶尔会因为受光照面积的增大而变亮，原理和月球运行到正对太阳时会变成满月一样。在某些时刻，太阳光会照射到卫星的反光面上，使卫星发出闪光。如果你观测到一个飞行器的亮度来回变化，那它很可能是一个正在翻滚的火箭助推器或一颗废弃的卫星。在很多年的时间里，观星者都很喜欢捕捉铱卫星上的可预测的闪光，这些卫星的天线像镜子一样。但是最后一颗一代铱卫星已经在2019年脱离了轨道。

当一颗卫星进入地影时，它可能会在东边的天空中变红并逐渐消失。它已经运行到地球夜晚的那一边，并且刚刚经历一次日落。随着夜幕降临，地影越升越高，逐渐吞噬整个天空，所以没有卫星能继续受到阳光的照射。然而，生活在高纬度地区（北纬45度以北或南纬45度以南）的人在夏季可以整夜看到卫星在天空中纵横交错，甚至在当地午夜时分，太阳仍能够照亮高空的物体。在短暂的夏夜里，有可能一个晚上连续三次目睹国际空间站划过天空，每次间隔90分钟。

卫星超级星座

如果说光污染问题还没到特别严重的程度，那么在2019年，当互联网亿万富翁埃隆·马斯克（Elon Musk）的SpaceX公司开始向近地轨道发射计划由数万颗卫星组成的超级星座卫星中的第一颗卫星后，天文学家便不得不开始关注这个问题了。在卫星发射后的夜晚，人们能看到每组由60颗卫星组成的星联天文网络像排成一列的亮点一样游荡过天幕。在最开始，这算得上一种新奇的景观，但是想象一下，为了在全球范围内实现互联网覆盖，天空中每时每刻都会充斥着数百颗这样的卫星。

私营企业正在单方面改变夜空的外貌，而这些改变并不是朝着好的方向，无论是对专业的还是业余的天文摄影师来说，卫星的轨迹都可能扰乱每张摄影作品的呈现效果，更不用说我们肉眼看到的原始星空了。作为对全世界范围内的抗议的回应，SpaceX承诺会减少其卫星的反光面，这些努力似乎起了些效果，因为后来发射的卫星可见度确实大大降低了。

夜光云

夜光云也被称为极地中层云，顾名思义，夜光云是在夜间出现的。它们是横跨北方地平线的银蓝色波状云，发出不同于其他云的乳白色微光。通常情况下，夜光云只出现在北纬（或南纬，对南半球的观测者来说）45度至60度的区域，最靠南的观测纪录是在科罗拉多州。夜光云只在夏至前后出现，从高纬度地区看，此时的太阳即使在午夜时分也位于地平线以下6度至16度的位置，所以仍然可以照亮夜光云。

夜光云在80千米的高度形成，是地球上99%的天气系统所在位置的5倍高。这一惊人的高度意味着它们处于地球大气层的边缘地带。所以这些云可不是普通的云。

它们可能是由冰晶构成的，这些冰晶的内核来自落入地球的流星的尘埃，或者是飘入中间层并被困在寒冷的极地地区的污染物。如果你身处6月底或7月的高纬度地区，一定要在午夜至凌晨4点之间看看北方的天空，寻找那些缓慢移动的神秘的夜光云。