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月球小科普
发布时间:2023-03-02     作者:   来源:天文研学社   分享到:

 由于月亮离我们如此之近,肉眼就能观测到许多的细节,自然古今中外就有了无数的关于月亮的描述。“山寺月中寻桂子,郡亭枕上看潮头。”今天,我们就从离我们最近的天体说起,那就是月亮,我们几乎天天都能看到的巨大天体。

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北半球所见满月标准照

月球的形成

关于月球的形成,有若干种猜测,其中认同度最高的是大碰撞假说(Giant-Impact Hypothesis)。

这种理论认为:约45亿年前,一个体积如火星大小的天体(被命名为Theia,希腊神话中月亮女神Selene的母亲)撞向地球。通过分析月球岩石样本,科学家认为两个星体遭遇了正面碰撞,导致二者的成分充分混合。飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,通过相互吸积而结合起来,形成几乎熔融的月球,或者是先形成一个环,再逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。

支持这种假说的证据有:

1、地球、月球自转的倾角类似

2、通过分析月球岩石样本,发现其表面曾经是熔岩状态

3、月球的铁核相对较小

4、月球的密度比地球小

5、在其他星系中观测到类似的碰撞,并形成环状残骸

6、碰撞假说与太阳系形成的主流理论吻合

7、地月岩石中的稳定同位素比值完全一致,意味着二者同源。

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                                                                           正面撞击导致二者充分融合,并抛出残骸

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月球形成过程的GIH假说

貌似地球也曾经有个漂亮的环

月相

关于月亮,最直观的天文现象便是月相,所谓月有阴晴圆缺。然而月相到底是怎样的,又为何是这样,你有想过吗?

地理课本上告诉过我们:上弦月前半夜出现在西部天空,月面朝西;下弦月后半夜出现在东部天空,月面朝东。甚至为了便于记忆,还有老师总结出上上西西,下下东东。然而死记硬背显然不是学习知识的好方法,这样的概括也未免过于粗糙。为什么会出现这样的现象?

首先,我们知道月球本身不发光,我们看到月亮发光的部分是由太阳照亮。由于太阳离的较远,可以看作是平行光,因此月球被照亮的,永远只有半球。

月球、地球和太阳三者运行轨道的特征,导致月球出现在人们视野当中的时刻每日皆不相同。

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月相示意图,请放大观看

如果黄昏(至前半夜)时你看到月亮,那么月球反光的一面,必然是朝西的那一面,也就是太阳落山的方向。而如果是清晨(包括后半夜)看到的月亮,反光面便是朝东。

月亮和太阳在天空中的位置,如果越近(夹角越小),我们能看到的发亮的部分就越小,最极端情况就是初一我们完全看不到月亮,这个时候月球、地球、太阳三者在一条直线,月球夹在中间。正午时刻月球正在我们的头顶上空,太阳照亮的月球的那一面我们完全看不到。而太阳和月球的夹角越大,我们能看到发光的部分就越大,极端的情况就是十五的满月。此时太阳和月球分列地球两侧,因此我们整夜都能看到浑圆的月亮。

关于月相,还有一些人们不太注意的细节:

1、新月快要落山的时候,如果天气十分晴朗,肉眼完全能够看到月球阴影部分。

2、月相的形状,跟月全食每个阶段的变化规律相同么?

不变的面孔

说完月相,我们再来聊一聊月亮的另外一个特征,月相不管怎么变化,我们看到的月亮总是同样的一面(由于地球直径较大引起的视差,实际能看到的区域约为月球表面的59%)。

这是怎么造成的呢?书答案是:月球的自转和公转周期是一致的。进一步追问你会得到这是潮汐作用的结果(潮汐锁定)。


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