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关于月球的资料(月球表面其实和沥青一样黑,因为冲日浪效应,才变得如此亮白)

3695000future2022-11-29推荐42

地球附近存在一个暗黑星球。

看到这句话,相信很多人都要炸锅。

那啥?地球附近有个暗黑星球?我们怎么没看见,难道是在异次元的世界里?

当然不是异次元的世界,这个星球实实在在就在我们旁边,只有几十万公里的地方,晚上你一抬头就能看见。

晚上抬头能见的只有月球啊,她可一点不黑,还非常白,非常明亮,人们形容美女的脸庞,都要用皎皎如月呢。

然而事实上,月球就是很黑!

月球表面主要是由玄武岩形成的平原(月海),和斜长石形成的高地组成,其平均反照率只有0.12。反照率是物体反射太阳辐射与接收太阳辐射的比率,完全黑的表面反照率为0,完美白的表面则为1。

可以作为对比的是,我们地球的反照率在太空看来是0.3到0.35,随云层的多少而略有变化。所以在地球上看月亮,和在月球上看地球,肯定是完全不同的体验。首先地球直径约比月球大4倍,又比月球亮3倍,整个亮度大约是月球的48倍,这意味着在月球上看地球,看到的将是一个巨大的蓝色大理石般美丽的星球,纤毫毕现。如果月球上存在人类的话,很可能个个都是诗人,文学高度发达,每年的诺贝尔文学奖都要被月球人包揽了。

那么月球表面究竟有多黑呢?我们经常走的马路,陈旧的沥青路面,其反照率就是0.12,和月球表面的反照率相当,而木炭和新鲜沥青反照率是0.04,大约比月球表面黑三倍。

这就带来一个尴尬的问题,为什么我们晚上看月球,又是那么明亮呢?尤其是在晴朗高原的夜空,一轮明月更是让人心潮起伏,诗兴大发,不写一首出来简直就没办法睡着觉。

这是由两个原因决定的。

一是因为月球是个反射阳光的天体,其周围的天空极为黑暗,而人体视觉系统的颜色恒常性会重新校准天体和周围环境的关系,所以我们会感觉月亮是很明亮的物体。

二是冲日浪的存在。我们看物体时,是物体表面反射光线到我们的眼睛引发电化学反应,当光线从接近垂直的表面反射到我们眼睛时,物体被充分地照明,阴影基本都会消失,物体的内在亮度就会接近其大值。而相位角趋近于零时,物体的表观亮度还会突然增加,这种突然增加的亮度就是冲日浪(Opposition surge)。

NASA黎明号拍摄的谷神星,相位角分别为0°、7°和33°

日本隼鸟2号在小行星龙宫上着陆前的冲日浪光环

地球上拍摄的冲日浪光环

冲日浪在没有大气层的月球表面风化层表现特别明显,主要原因是月球表面充满了孔洞和凹坑,当阳光从我们身后射到月球上时,我们与光源几乎处于一条直线上,相位角接近于零,所有孔洞和凹坑都会被照亮,不再有任何阴影,因而亮度会出现突然的*增。

冲日效应早由19世纪德国天文学家雨果·冯·泽利格提出解释,著名天文学家汤姆·格雷尔斯1956年研究小行星反射光时描述了冲日浪的存在,NASA喷气推进实验室的B. J. 布拉迪后来发现,当我们看月球的相位角在4°和0°之间时,月球亮度可以增加40%。这是由于表面粗糙的月球高地被完全照亮了,而相对平坦的月海则对此贡献不大。在太阳系其它没有大气层的天体上,这种冲日效应也非常明显,而有大气层的天体,则没有这种现象发生。

所以看看,虽然我们经常用月亮来比喻肤白貌美的美丽姑娘,但她其实是一位脸庞黝黑的姑娘,只是周围没有比她更黑的物体,她才看起来皎洁靓丽,惹人遐思。当然,月球并不是我们太阳系黑的天体,黑的是离太阳近的水星,其平均反照率为10%,90%的太阳辐射都会被她吸收,不知道是不是因为这个才变得如此之黑。