如果你的家中有一個還在上幼兒園的孩子,又要怎么和他/她講述月食現(xiàn)象呢?難道要說“狼人”或“天狗吃月亮”這類傳說故事嗎?
今天,筆者就借著此文,和大家聊聊這輪超級藍色紅月亮(super blue red moon)到底是怎么回事。
月全食帶來紅月亮
1月31日晚,天空將上演月全食。屆時,只要天氣晴朗,我國幾乎所有地區(qū)都能欣賞到一輪“紅月亮”高懸夜空的迷人景象。
我們能看見一個物體,是因為我們的眼睛接收到從這個物體發(fā)出的光。月球本身不發(fā)光,是靠反射太陽照射到它表面的光而“發(fā)光”的。
當太陽、地球和月球處在一條直線上時,地球在中間,擋住了太陽直接照射到月球上的光,即整個月球落在地球的影子里,便會發(fā)生月全食。發(fā)生月全食時,月亮并沒有消失,只是亮度變暗,顏色變紅,因此那時的月亮被稱作“紅月亮”或“血月”。
月全食的原理示意圖。圖片來源:timeanddate.com
不難發(fā)現(xiàn),發(fā)生月全食時,我們會看到天上的一輪滿月。滿月月月有,為什么月全食卻不是月月有呢?這就難在,月全食的發(fā)生要求太陽、地球和月球處在一條直線上。
想象有一個以地球球心為中心、半徑無限大的球,它叫做天球,所有的天體都位于這個天球面上。地球一年圍著太陽繞轉(zhuǎn)一圈,會造成我們能看到太陽一年在天球面上轉(zhuǎn)動一圈,我們將太陽在天球上的移動路線稱作黃道。
就有一個苛刻的必要條件:月球和太陽均位于黃道和白道面的交點附近。
同理,將月球在天球上的移動路線稱作白道。黃道面和白道面并不在同一個面上,而是存在一個約5度的夾角。所以如要滿足太陽、地球和月球處在同一直線上,
月亮為什么這么紅?
陽光中的可見光近乎白光,包含了不同波長的可見光,波長越短,顏色越藍;第二個因素是地球的大氣。
要回答這個問題,要注意到兩個重要的因素:
月全食時,地球擋在了太陽和月亮之間,太陽光不能直射到月亮上。只有部分太陽光經(jīng)過地球大氣層折射之后照到月亮上。由于光會受到地球大氣中比波長更小的微粒(如氣體分子)的散射,顏色越藍的光被散射的程度越厲害,結(jié)果經(jīng)地球大氣折射抵達月球上的光就主要以紅光為主,所以月亮看起來就是 “紅月亮”。
試想,假設(shè)沒有地球大氣層,我們在月全食階段看到的就不是“紅月亮”,而是看不到月亮了(或者你可以說,看到了“黑月亮”)。
此紅月亮非彼紅月亮
你一定要問:那為什么平時偶爾也會看到紅月亮呢?。
平時出現(xiàn)紅月亮,具有一定的幾率。如果視線方向上月亮位置低、在地平線附近,經(jīng)月亮表面反射的太陽光會穿過地球大氣層,短波長的藍紫光被散射至天空,從而進入我們眼睛的光以紅光為主,因此使得看到的月亮偏紅。但這種顏色程度的變化并沒有那么明顯,如果未經(jīng)專業(yè)人士的提前預(yù)報,很難被大眾注意到。
月全食的“紅月亮”,
簡單來說,不論在地球的哪個位置看,都是紅月亮。而,而是在進入我們眼睛之前,經(jīng)地球大氣層散射過,僅僅在地球的某些位置看,才是“月亮紅”。