甘肃科技馆线上主题科普活动之三:红月亮会在什么时候出现?

2020-04-28 07:22 佚名

月球有一面总是背对着地球,那科学家是怎么观测的呢?还有月亮的圆缺是如何形成的,红月亮会在什么时候出现?在本期“璀璨星空”线上主题活动中,甘肃科技馆科技辅导员们将带领小天文迷们一起去探索月亮的奥秘,了解关于星座的神秘过往。

2018年5月21日,中国发射嫦娥4号的中继卫星“鹊桥”,到地月拉格朗日L2点。鹊桥?是牛郎织女的那个鹊桥吗?这个“鹊桥”是用来干什么的呢?还有地月拉格朗日L2点又是什么呢?

对了,在回答这些问题之前,我们一定要先给大家普及一个小知识点,那就是在鹊桥发射以前,月球的背面是收不到信息的。

所以,为了解决这个问题,科学家们利用中继卫星“鹊桥”,在地球和月球之间搭建了一座跨越40多万公里的通信桥梁。所以,这个“鹊桥”可不是神话传说故事中牛郎织女相会的那个鹊桥哦。

“鹊桥”发射的第一个任务就是要确定“安家”的黄金位置。这个位置既要能同时观测到月球背面和地球,还要使“鹊桥”保持平衡,无需额外动力。这黄金位置究竟在哪里呢?科学家欧拉和他的学生拉格朗日曾基于三体问题,提出五个引力平衡点,这被称为拉格朗日点。我们可以看到只有L2点位于地月系连线的延长线上,并可以观测到月背,在这里受地球和月球的共同引力作用鹊桥可以在一定范围内维持运动,无需额外提供动力。这个范围就是L2点,所以,L2点不是一个点哦。

我们可以想象,月球在中间,地球和中继卫星分别在月球的两边,跟地球相比,月球较小,所以月球几乎遮挡不住地球和中继卫星“鹊桥”之间的信号传播,只要月球附近的信号传到中继卫星,这颗中继卫星就实时对地通信。

“鹊桥”的通信能力又如何呢?通信能力与天线密不可分。“鹊桥”上架设了一副展开后口径近5米的伞状天线,这把大伞为“鹊桥”和地球之间铺设了一架高速桥梁,以最高2兆每秒的速度和地面通信。

作为嫦娥4号探测器的通讯官,“鹊桥”迈出了人类历史上首次登陆探测月球背面的第一步。

“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,这里的圆缺就是指“月相变化”。月相是指天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。根据光学知识,月球不是光源,自身不发光,我们看见的月球可见的发亮部分是反射太阳光形成的 ,只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。

月球会绕地球公转,地球会绕太阳公转,地球、月球、太阳之间的相对位置不断变化,我们看到的月球发光部分的形状也是不断变化的,从不同的角度上看到月球被太阳直接照射的部分,这就是月相的来源。

月相的变化周期大约是一个月,这也是月份与星期的来源。朔日,也就是初一,完全看不到月亮,是因为月球位于太阳与地球之间,太阳光照在了月球背面,月球的整个正面都没有太阳光,并且月球几乎与太阳一同升起,如果日、地、月三者在同一条直线上,则会发生日食。当地球位于日月之间并在同一条直线上时,地球才会阻挡太阳光,并在月球上留下阴影,把月亮一点一点地吃掉,它就是月食,但持续时间并不长,通常都在两个小时以内月亮就会移开,地球本影复原,由此可知,月全食必定是发生在月圆之夜。

而红月亮就是在月食时出现的。红月亮也称“血月”,它的产生实际上只是光线折射的作用,月全食时,太阳光通过地球两侧的时候,波长较长的红色光线通过折射照射到月亮上面,再从月亮上反射到地球上,让陷入黑暗的人类看到红色的月亮。

现在知道了吧,月相不是由于地球遮住太阳所造成的,而是由于我们只能看到月球上被太阳照到发光的那一部分所造成的,它的阴影部分其实是月球自己的阴暗面。

作为人类的邻居,四亿年前的火星有山有水有白云,无论是从环境温度来说,火星都是最适宜人类居住的星球,但是后来,火星的内核逐渐冷却并停止旋转导致太阳风剥离了它的大气层和水分,导致气温骤降,大气层逐渐消失,水大量地蒸发,所有的生态系统遭到了毁灭,火星表明的沟堑及红色的沙漠,可能是远古时期的火星曾经发生过强烈的火山爆发,源源不断地喷出熔岩造成了火星今天的面貌。但目前人类还局限于火星表面的探测,不过这一系列谜团终将得到解释。

天空中共有88个已命名的星座,命名方式形式各异,包括神话中的动物、人和物品。一个星座的命名,通常是以这个星座中最亮的星星构成的图案来决定的。还有一些形状更小的,和星座有所区别,它们也有自己的名字,通常我们叫它们星群。在指南针发明以前,人们是用星星来进行导航的。

尽管星星的布局不变,但是一些星座在一年中会处于不同的位置,人们通过星座位置的变化,能够得知季节的交替变更。当然,这不是星星在天空中的位置发生了改变,而是地球的移动使人们的视野发生了变化。

猎户座是很有名的星座,它所在的位置非常特别,你可以在地球上的任何地方观测到它。猎户座的名字源于一个希腊猎人的传说。辨认这一星座最简单的方法是找到三颗连成一线的星星,这三颗星星被称作“猎户座腰带”。仙后座是根据一位美丽的皇后命名的。她的美貌广为流传,备受称赞。人们将她与海之女神作比,这惹怒了海神波塞冬,他便将她变成了一块石头,永远地隐藏于群星之中以作惩罚。水瓶座、天琴座……还有很多美丽的星座,它们都有属于自己的传说,你都知道吗?

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