天空出现个红色“恶魔之角”,这是怎么回事?

在2019年12月26日,摄影师Elias Chasiotis在阿拉伯半岛边上的半岛国家——卡塔尔拍摄日出照片时,捕捉到一双红色的“恶魔之角”以及一对金黄色的“恶魔獠牙”。

这组日出照片吸引了很多网友的讨论,其中的一张照片更是让NASA产生了兴趣,被选为2019年12月28日的Astronomy Picture of the Day,并在网页上介绍了其背后的原理。

这里先从简单的原理开始。这张照片的空中像是出现了一对獠牙准备攻击飞机,其实就是我们常听到的日食现象。

日食(solar eclipse)是当月球运行至太阳与地球之间时发生的天文现象。日食时,因为月球遮挡了太阳光前往地球的路径,故此在地球上某些地区上观察到的太阳就会局部或全部消失。

可观察到的日食类型有三,分别为日偏食(partial solar eclipse)、日全食(total solar eclipse)和日环食(annular solar eclipse)。

而Elias Chasiotis的这张照片正是最典型的日偏食加上阳光被云层遮盖而成的视觉效果。飞机的位置更是恰好位于“獠牙”的下方,仿如即将要被吞噬般。

接着我们讨论这张连NASA亦有分享的特别照片。

这双“恶魔的角”的上部分,同样亦能容易分辨出是日食的现象。但下半部分则复杂得多,当中要从海市蜃楼(mirage)现象说起。“Mirage”源自拉丁文的“mirare”,意思是“奇异之事”,是一种因光线在空气中被折射,而出现虚像的光学现象。

当光线由暖空气进入地面较冷的空气,光线会被弯曲至较为垂直地面的路径。以致我们在观测到物体时,会认为物体浮在空中。我们称这种情况为上海市蜃楼(superior mirage)。

而日常生活中较常看到的海市蜃楼,则是在炎热的车道上神奇出现的“水渍”以及车的“倒影”。

情况与上蜃景相反,当光线由冷空气进入地面较暖的空气,光线会被扭曲逆向。以致我们在观测到物体时,会看到它以倒立的型态出现在地面之下。我们称这种情况为下蜃景(inferior mirage)。在天气寒冷时,由于海水会比空气温暖,这时最贴近海面的空气就会因为海水的关系而升温,进而形成太阳的下蜃景。

下蜃景更会与原本的影像发生重叠,形成如希腊字母“Ω”般的形状,故这种奇特的景象被称为“欧米伽太阳”。而这个特定的欧米伽太阳形态则被称为“依特拉斯坎花瓶”。

故此,不难发现“恶魔之角”其实是由两个罕见的天文现象——“日偏食”与“依特拉斯坎花瓶”同时出现而形成的光学错觉。机率之低,难怪连NASA亦都要将它选为Picture of the Day!

虽然这些天文现象看起来像是恶魔的部位,但在日本,看到欧米伽太阳却是幸运的象征。因为欧米伽太阳被日本人命名为“だるま朝日”,因“だるま”(达磨)亦恰是一种模仿佛教禅宗开祖达磨坐禅姿的不倒翁,向来是寓意吉祥的摆饰。故此,目睹欧米伽太阳亦同样视为能带来好运和胜利。