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月食过程（从右到左），会出现红月亮 （资料图片） |
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人类第一次在月球表面留下的脚印 图/NASA |
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“风行天”X射线望远镜中秋节拍摄的月球X射线图像 中国科学院官网图片 |
□克莉斯汀 中秋节当晚，不少人晒出了自己拍摄的“超级月亮”。 有趣的是，有人拍到的是“白玉盘”，有人拍出来的却是“红月亮”，还有人晒出一个“黄月亮”……你可能会认为这只是拍摄工具不同，拍出来的效果自然有所不同，其实这与相机关系并不大，我们看到的月亮之所以会有不同的颜色，主要还是因为我们与月亮之间的距离范围内存在的物质有所不同。 月亮本身是接近暗灰色 我们早就知道，月亮本身是不会发光的，第一位登陆月球的宇航员已告诉我们，月球表面的颜色几乎接近于暗灰色。我们之所以能看到一个明亮的月亮，主要是因为月球反射了太阳的光。 太阳光是一种复色光，是由几种不同波长的单色光合成的光。因为波长不同，单色光会呈现出不同的颜色，波长越长，颜色会越偏红，波长越短，颜色越偏紫。当月亮反射太阳光，太阳光在到达地球表面的过程中，会穿过很多星际物质，包括大气层以及空气中的雾霾、水汽、尘埃等微小颗粒。这些物质会过滤掉不同波长的光线，于是月亮在我们的摄像镜头中呈现出来的颜色就会有所不同。 简单地说，当天气晴朗时，空气中的尘埃和水汽等颗粒比较少，太阳光中的七种单色光可能都能穿透大气层，于是七种单色光混合在一起，就让月亮呈现出白色或银白色；如果空气污染较严重，空气中有大量雾霾、水汽、尘埃等微小颗粒，太阳光中波长较短的青蓝紫光就会被这些物质吸收阻挡，剩下的波长较长的红、橙、黄、绿色光穿透力比较强，它们混合在一起到达地球表面时，就会呈现出偏黄的颜色，根据程度不同，会出现暗黄色、深黄色甚至金黄色。 所以，当我们看到一个暗黄色的月亮时，或许更应该警醒：大气层污染可能更严重了。 “蓝月亮”非常罕见但确实存在 在一些特殊的情况下，月亮也会呈现出不同的颜色。 月全食时，月亮会变红。月全食是当太阳、地球和月球处在一条直线上时，地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，即整个月球都处于地球的影子里时出现的一种特殊天象。我们这时看到的月亮，它反射的光主要是来自于地球大气层对太阳光的折射与散射，还有部分对太阳光的直接反射。由于波长较短的光容易被各种微粒散射，波长较长的比如红色的光则不易被散射，于是当一束光从太阳到地球再到月球再反射到地球时，可能剩下的就只能以红色光为主了，所以此时月亮看上去多为红色。 我国不少古籍中都有“血月”的记载，最早的记载应该是在南齐纪传体断代史《南齐书》中的一篇《五行志》中，说“明帝永泰元年四月癸亥，月蚀，色赤如血”，其实指的就是月食这一天象。 “超级月亮”或“毛月亮”有时会出现粉红色或橘黄色，主要还是因为大气中的情况复杂导致的。“超级月亮”是月亮位于近地点附近时，看上去会比平时更大更亮，光线反射可能更明显；“毛月亮”则是由于空气中水汽较丰富，且有大量水汽吸附物存在，月光被水滴或空气中潮湿微粒散射而出现的现象。俗语云“月亮长毛，不是大风，就是雨嚎”，意味着出现这种现象后，第二天可能会有风或大雨。 还有一种“蓝月亮”，出现得更为罕见。但它确实存在，是一种更为特殊的天文现象。在天文学中被称为“蓝月亮”的月亮并不一定呈现蓝色，它是指当一个月内出现两次月圆的情况下，第二个满月就被称为“蓝月亮”，或者是一个季度里出现四次满月，第三次的满月也叫“蓝月亮”。这种现象平均每2.4年就会出现一次，有的年份可能没有，有的年份却会有两次。 真正会呈现出蓝色的月亮极少，可能在地球上发生了森林大火、火山爆发等自然灾害时，才可能会出现，那是因为大气层中会具有大量的灰尘颗粒，同时还夹杂着一些小水珠，这时被过滤掉较长波长的光线的月亮看上去才会有淡淡的蓝色。 冷知识 月亮为什么叫“月亮”？ 我们口语中所说的“月亮”，在天文学中的专业名称中文是“月球”，英文叫“Moon”（注：特指月亮时一般要加The，英文中Moon还泛指围绕行星旋转的所有“卫星”）。 但在中国古代，人们最早称呼它只有一个字“月”，甲骨文时代就有这个字了，是个纯正的象形字。而有记载称，周朝时人们会在占卜术里分出阴阳，阳气最盛的便是“太阳”，阴气最盛的就是“太阴”，因此“太阴”也是月亮的一个别称。 为什么后来我们都用“月亮”这个词呢？一说是指加上一个“亮”字，是为了突出它能照亮夜空的特性；另一说源自唐代李益的《奉酬崔员外副使携琴宿使院见示》一文：“庭木已衰空月亮，城砧自急对霜繁。”后来，清代李光庭在《乡言解颐·月》中曾特别解释说：“月者，太阴之精。然举世乡言无谓太阴者，通谓之月亮。……以‘繁’对‘亮’，言其光也。相习不察，遂若成月之名矣。或曰月儿。”指出李益的诗中“月亮”与“霜繁”对应，指的是月亮的光，但人们并没有理解，只直接用“月亮”来指天上月，于是沿用至今。 新闻背景 给月亮拍张“X光片” 9月17日，正值中国人民举国共度中秋佳节时，中国科学院官方网站公布了一张月亮的“X光片”照片。这张照片是由中国科学家利用年初发射的“爱因斯坦探针”（EP）卫星上搭载的“风行天”空间X射线望远镜（FXT），从太空拍摄后传回的，它是中国科学家首次用自己研发的空间望远镜观测得到的完整月亮的X光照片。目前，EP卫星科学团队正在进行数据分析处理，不久的将来还会对这张照片作出更多科学解释。 此次拍摄的目的主要是希望通过研究月面不同能量的X射线图像，揭示多种元素在月面的分布。 此次拍摄成功，也是因为满足了以下两个条件：1.功能强大的X射线卫星：X射线辐射无法穿透地球大气层，所以我们无法在地面用其探测月球，必须借助X射线卫星；X射线很难被聚焦成像，通常X射线望远镜的视场都很小，不能覆盖整个月亮。但“风行天”空间X射线望远镜有足够大的视场与较高的角分辨，而且它可根据月球轨迹变化，随时调整望远镜指向，对月球进行跟踪拍摄；2.“超级月亮”的出现：今年中秋节（9月17日）恰逢月亮处在地月轨道的近地点附近，距地球最近处仅357400公里，此时月亮比普通满月面积增大约14%，而且亮度更高，出现了“超级月亮”，正是拍摄清晰月球X射线照片的好时机。同时，由于近期正值太阳活动峰年，太阳耀斑活动频繁发生，此时太阳的X射线流量会急剧增高，导致月面的X射线辐射也会随之增强，也给拍摄月面X射线照片提供了有利条件。
