红色月亮科普知识

2024-11-11 科普知识

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  红色月亮科普知识

  5月26日,全球即将迎来一次月全食,在亚洲东部、印度洋东部、大洋洲、太平洋、北美洲西部、南美洲西部、南极洲可见,在亚洲东部和东南部可见带食月出——被地影遮挡的“红月亮”从地平线升起。

  此次全球月食开始于北京时间5月26日17时45分,此时月面开始缺蚀(初亏)。到19时9分,月球完全进入地影(食既),19时19分达到最大遮挡(食甚)。19时28分月亮开始重现光芒(生光),20时53分月面走出地影(复圆)。我国除西藏西部、新疆西部以外地区看不到月食外,其他地方都能见到月亮“带食而出”,越往东的地区,看到的月食越完整,全食持续时间也更长一些。

  一、月全食露面

  我们知道,当月球运行到地球和太阳之间,并且三者几乎成一条直线时,月球进入到地球的影子中,就发生月食。这时的月亮是满月,也就是农历的十五前后。由于月球的绕地轨道和地球的绕日轨道并不在同一个平面上,而是存在着5°09的夹角,满月经常会在日地连线上方一点儿或下方一点儿经过,不会被地球影子遮挡,所以并不是每个十五都有月食。

  发生月食的时候,对着月亮的这半个地球上的人们,都可以观赏到它。月食的整个过程,就像是大自然给我们上的一堂免费天文课,而参与的人数超过几十亿!古希腊天文学家阿里斯塔克就是通过观测月全食,求出了地球影子和月球直径的比值,并进一步估算出了地月距离。

  月食包括月全食、月偏食和半影月食三类。当月球完全被地球本影笼罩时,发生月全食;当月亮表面只有一部分被地球本影遮挡时,发生月偏食;当月球只经过地球的半影区时,发生半影月食,这时月亮的亮度变化很小,肉眼几乎分辨不出来。在所有月食中,月全食约占35%,月偏食约29%,半影月食约36%。

  二、“红月亮”现身

  观测月全食时,最值得注意的是月亮的颜色变化。偏食阶段的月亮半白半暗,可以看到它从暗黄白色变成橙色、古铜色、红褐色。进入全食阶段,月亮也不会消失不见,我们还能看到一轮暗如紫铜的红色满月。这时大部分月面都是饱和度很低的红黑色,在环形山较多的月面南部区域则因反照率较高而呈较亮的橙红色,十分特别。地球大气中尘埃和云量的不同,也会让每次月全食都呈现出不同的颜色。

  现在由于大气污染,“红月亮”其实已屡见不鲜了,但这主要是由于雾霾所致,或可叫做“霾月亮”。这是发生“瑞利散射”的结果:月光穿过地球大气时,会被大气分子和小颗粒污染物散射,波长越短散射得越厉害。地平附近的月亮,和它位于高处时相比,月光穿过的大气要厚上几倍,波长较短的蓝光几乎被散射殆尽,波长较长的红光部分虽然也因散射而强度大减,但仍足够抵达人眼。这时的月亮就呈红色或暗橙色。

  月全食时的月亮,才是天文爱好者们眼中“正宗”的“红月亮”。此时地球挡住了太阳射向月亮的光芒,阳光中的蓝光被地球大气散射,一部分红光可以穿过大气抵达月面,再被月亮反射回来,形成暗红色的满月。“红月亮”比“霾月亮”更暗,也比超级月亮更加罕见,在同一地方差不多每5年能见到两次。下一次,我国境内可见的月全食,要到2022年11月8日,再下一次则要等到2025年9月8日了。

  三、“超级月亮”加持

  “超级月亮”并不是一个天文学术语,可以算作一种俗称,指的是运行到近地点附近的满月。月球在一个椭圆轨道上围绕地球(准确地说为地月系质心)公转,当它运行到远地点时,视直径为2922"左右;而当它位于近地点时,视直径可达3326",比远地点大14%,面积大了约30%。如果此时恰逢满月,我们就会见到又大又亮的“超级月亮”。根据月相的变化周期(称为朔望月,平均长度为29.53059日),以及月球经过近地点的周期(称为“近点月”,平均长度为27.55455日),可以看出“超级月亮”也是个周期性事件,而且周期并不算长,为413天左右,约等于15个近点月和14个朔望月,也就是说,每14次满月中,就会出现一次“超级月亮”。

  5月26日的“红月亮”,视直径达3326",相当值得期待。晚上19点10分左右,在我国东北最东部和东南沿海地区,例如厦门将看到一轮黯淡的红色圆月贴着地平线出现在东偏南方向的低空,不过此时大气消光比较厉害,加上全食阶段的月亮本身很暗,大家不妨挑战一下,看看能否捕捉到它。

  红色月亮科普知识

  红色月亮的成因

  红色月亮的出现,并非月亮本身突然变成了红色,而是一种特定的天文现象——月全食过程中的一种视觉效应。当月球进入地球的本影(即地球完全阻挡了太阳直射月球的光线)时,我们便会观察到月全食。此时,由于地球大气层对阳光的散射作用,尤其是波长较长的红光散射较弱,能够穿透大气层并折射到月球表面,使得原本暗淡无光的月球呈现出淡淡的红色或橙红色,这便是红色月亮的由来。

  观测时机与条件

  观测红色月亮需要一定的天文条件和耐心。月全食通常发生在满月之夜,且由于地球、月球和太阳三者之间相对位置的变化,并非每次满月都会发生月全食。因此,预测并提前准备是观测红色月亮的关键。此外,观测地点的选择也十分重要,远离城市光污染的地方能够提供更清晰的观测视野。在观测时,使用双筒望远镜或天文望远镜可以更加细致地欣赏到月球表面的细节变化及红色调的微妙差异。

  文化与传说

  红色月亮不仅在科学界备受关注,它在世界各地的文化中也有着深远的意义和丰富的传说。许多古老文明将其视为不祥之兆或重大事件的预兆,如战争、灾难或皇权的更迭。而在现代,尽管我们已经有了科学的解释,红色月亮依然激发着人们对未知世界的好奇与敬畏,成为诗歌、艺术乃至科幻作品中的常见元素。

  科学探索的意义

  红色月亮不仅仅是一次视觉上的盛宴,它更是科学研究的重要对象。通过对月全食期间月球表面的观测,科学家能够研究地球大气层的成分、密度以及散射特性,这对于理解气候变化、大气污染监测等方面具有重要意义。同时,月全食也是检验天文理论、测试天文仪器性能的良好机会,推动了天文学的发展和进步。

  结语

  红色月亮,这一自然界的壮丽景观,以其独特的魅力连接着科学与人文,激发着人类探索宇宙的热情。每一次红色月亮的出现,都是大自然赋予我们的一次宝贵机会,让我们在仰望星空的同时,更加深刻地理解这个宇宙的奥秘与美丽。随着科技的进步和人类认知的拓宽,相信未来我们将会揭开更多关于红色月亮乃至整个宇宙的神秘面纱。

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