Tại sao mặt trăng lại sáng?
Chúng ta đều đã biết đến hiện tượng tự nhiên vô cùng quen thuộc: mặt trời chiếu sáng vào ban ngày, mặt trăng chiếu sáng vào ban đêm. Vậy, ánh sáng mà Mặt trăng phát sáng là ở đâu?
Câu trả lời là, Mặt trăng không có khả năng tự phát sáng, nó chỉ là một tấm gương phản chiếu ánh sáng Mặt trời. Nếu chúng ta đứng từ trên Mặt trăng quan sát Trái đất thì cũng sẽ thấy nó rất sáng do được nhận ánh sáng từ Mặt trời.
Năm 1969, hai nhà du hành vũ trụ Neil Armstrong và Buzz Aldrin đã đặt chân lên mặt trăng, họ đã khám phá ra rằng bề mặt Mặt Trăng có màu xám đen như bê tông. Do có bề mặt gồ ghề và gam màu tối như vậy nên Mặt trăng chỉ có thể phản chiếu từ 3% đến 12% ánh sáng Mặt trời.
Chúng ta thường thấy, mức độ chiếu sáng Mặt trăng vào ban đêm thường khác nhau. Đó là do vị trí của Mặt trăng trong quỹ đạo xoay quanh Trái đất mỗi ngày đều khác nhau. Mặt trăng quay một vòng quanh Trái đất với chu kỳ quỹ đạo 27,32 ngày. Trong một chu kỳ này, Mặt trăng được Mặt trời chiếu sáng từ các góc khác nhau.
Khi Mặt trăng ở vị trí đối diện với Mặt trời hay nói theo cách khác là khi kinh độ hoàng đạo của Mặt Trăng và Mặt Trời chênh nhau giá trí 180 độ, Mặt trăng sáng nhất. Khi đó, toàn bộ nửa Mặt trăng được Mặt trời chiếu sáng cho nên chúng ta có thể nhìn thấy toàn bộ nửa này từ Trái đất. Đó gọi là hiện tượng trăng tròn.
Khi Mặt trăng ở vị trí giữa Trái đất và Mặt trời, mặt chiếu sáng của Mặt trăng không quay về phía Trái đất nên chúng ta không thể quan sát được Mặt trăng từ Trái đất, hiện tượng này gọi là pha Trăng non.
Trước và sau khi pha Trăng non diễn ra, chúng ta thường thấy một phần của Mặt trăng (Trăng lưỡi liềm) do những ngày đó do chỉ có một phần nhỏ của Mặt trăng phản chiếu ánh sáng Mặt trời. Phần Mặt trăng còn lại chỉ thấy ánh sáng mờ do phần này không nhận được ánh sáng trực tiếp từ Mặt trời mà chỉ nhận được ánh sáng Mặt trời do Trái đất phản chiếu ra, gọi là hiện tượng “Trái đất chiếu sáng”.
Sao kim có khả năng phản chiếu ánh sáng Mặt trời lên đến 65%, do vậy, ngoài Mặt trăng thì sao Kim là thiên thể sáng nhất trên bầu trời đêm.
Các mức độ sáng của Mặt trăng
Mặc dù thực tế là đôi khi Mặt trăng có vẻ tỏa sáng rất rực rỡ vào những ngày rằm, nhưng Mặt trăng chỉ phản xạ từ 3 đến 12% ánh sáng Mặt trời chiếu vào nó. Khi các phi hành gia đi bộ trên bề mặt, họ báo cáo rằng nó có màu xám đen, màu của mặt đường. Do có màu tối và bề mặt gập ghềnh nên độ phản xạ ánh sáng chiếu vào thấp. Ngoài ra, độ sáng cảm nhận được của Mặt trăng từ Trái đất phụ thuộc vào vị trí của Mặt trăng trong quỹ đạo của nó quanh Trái đất. Quỹ đạo của Mặt trăng quay quanh Trái đất là 29,5 ngày. Và trong suốt hành trình của mình, nó được chiếu sáng từ các góc khác nhau bởi Mặt trời.
Sự chuyển động của Mặt trăng quanh Trái đất – và sự chuyển động đồng thời của Trái đất quanh Mặt trời – giải thích cho các giai đoạn khác nhau của Mặt trăng. Tại bất kỳ thời điểm nào trong quỹ đạo của Mặt trăng quanh Trái đất, chỉ một nửa bề mặt của nó hướng về Mặt trời và do đó, chỉ một nửa Mặt trăng sáng lên. Phần còn lại của bề mặt hướng ra xa Mặt trời và ở trong bóng tối.
Tại sao mặt trăng lại có màu đỏ?
Trong nguyệt thực, nhất là nguyệt thực toàn phần, Mặt trăng sẽ chuyển sang màu đỏ.
Mặt trăng chuyển màu đỏ ấn tượng nhất trong nguyệt thực toàn phần nhưng trong nguyệt thực một phần, vệ tinh duy nhất của Trái đất cũng chuyển sang màu nâu vàng.
Nguyệt thực ngày 18-19.11.2021 là một trong chuỗi 4 nguyệt thực lớn trong vòng 2 năm qua. Trong khi 3 nguyệt thực còn lại là nguyệt thực toàn phần, nguyệt thực ngày 18-19.11 được Timeanddate đánh giá là nguyệt thực toàn phần sâu, sâu đến mức gần như nguyệt thực toàn phần.
Trái đất phủ bóng Mặt trăng
Mặt trăng không có bất kỳ ánh sáng nào mà tỏa sáng vì bề mặt phản chiếu ánh sáng Mặt trời. Trong nguyệt thực toàn phần, Trái đất di chuyển giữa Mặt trời và Mặt trăng và cắt nguồn cung cấp ánh sáng của Mặt trăng. Do vậy, khi quan sát nguyệt thực, người yêu thiên văn thấy bề mặt của Mặt trăng phát sáng đỏ thay vì hoàn toàn tối tăm.
Màu đỏ của Mặt trăng bị che khuất hoàn toàn khiến nhiều người trong những năm gần đây gọi nguyệt thực toàn phần là Trăng máu.
Tại sao là màu đỏ?
Lý do Mặt trăng có màu hơi đỏ trong nguyệt thực toàn phần là là hiện tượng tán xạ Rayleigh. Hiện tượng này cũng là nguyên nhân tạo ra bình minh và hoàng hôn và bầu trời có màu xanh.
Ánh sáng mặt trời đầy màu sắc
Mặc dù ánh sáng mặt trời có thể giống như có màu trắng khi quan sát bằng mắt thường nhưng trên thực tế ánh sáng mặt trời bao gồm nhiều màu sắc khác nhau. Những màu sắc này có thể nhìn thấy qua lăng kính hoặc ở cầu vồng. Màu hướng tới phần đỏ của phổ này có bước sóng dài hơn và tần số thấp hơn so với màu hướng tới phần tím, có bước sóng ngắn hơn và tần số cao hơn.
Khí quyển của Trái đất
Phần tiếp theo của câu đố tại sao Mặt trăng bị che khuất hoàn toàn lại chuyển sang màu đỏ là bầu khí quyển của Trái đất. Lớp không khí bao quanh hành tinh của chúng ta được tạo thành từ các khí khác nhau cùng với những giọt nước và hạt bụi.
Khi ánh sáng mặt trời đi vào bầu khí quyển của Trái đất va chạm với các hạt nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng và bị phân tán ra các hướng khác nhau. Tuy nhiên, không phải tất cả các màu trong quang phổ ánh sáng đều bị tán xạ như nhau. Những màu có bước sóng ngắn hơn, đặc biệt là màu tím và xanh lam, bị tán xạ mạnh hơn, vì vậy chúng bị loại bỏ khỏi ánh sáng mặt trời trước khi chạm vào bề mặt của Mặt trăng trong nguyệt thực. Những màu có bước sóng dài hơn, như đỏ và cam, đi qua bầu khí quyển. Ánh sáng màu đỏ cam này sau đó bị bẻ cong hoặc khúc xạ xung quanh Trái đất, va chạm vào bề mặt Mặt trăng và tạo thành ánh sáng màu cam đỏ của nguyệt thực toàn phần.
Dải màu xanh khi nguyệt thực
Những người theo dõi nhật thực giàu kinh nghiệm biết rằng, nếu thực sự quan sát kỹ vào lúc bắt đầu và trước thời khắc nguyệt thực toàn phần kết thúc, người quan sát có thể phát hiện dải màu xanh lam nhạt hoặc xanh ngọc ở Mặt trăng. Điều này là do tầng ozone của Trái đất tán xạ ánh sáng đỏ và cho phép một số ánh sáng xanh lam vốn bị lọc ra bởi các lớp khác của khí quyển đi qua.
Nguyệt thực có nhiều sắc thái đỏ
Mặt trăng có thể có nhiều sắc thái đỏ khác nhau như đỏ, cam, vàng trong suốt quá trình nguyệt thực toàn phần, tùy thuộc vào điều kiện khí quyển của Trái đất vào thời điểm nguyệt thực. Số lượng hạt bụi, giọt nước, mây và sương mù đều có thể ảnh hưởng đến màu đỏ của Mặt trăng trong nguyệt thực. Thậm chí, tro núi lửa và bụi trong khí quyển cũng có thể dẫn đến việc Mặt trăng chuyển sang màu tối hơn trong nguyệt thực.
Những sự thật thú vị về mặt trăng
Ngày 20/7/1969, tàu con thoi Apollo 11 đã đưa phi hành gia Neil Armstrong – người đầu tiên trên Trái Đất đáp xuống Mặt trăng. “Một bước chân nhỏ của con người, một bước nhảy vọt của nhân loại” của Neil Armstrong đã mở ra những sự thật thú vị về Mặt trăng sau này.
Mặt trăng hình thành sau một vụ va chạm lớn
Lý thuyết hàng đầu về cách Mặt trăng được tạo ra là: một vật thể có kích thước bằng sao Hỏa đã đâm vào Trái đất từ rất sớm trong lịch sử hành tinh của chúng ta, tạo ra một loạt các mảnh vụn bay quanh hành tinh của chúng ta. Các mảnh vỡ đến từ cả Trái đất và vật thể, và theo thời gian, các mảnh vụn nhỏ hơn đã kết dính với nhau và tạo thành Mặt trăng mà chúng ta thấy ngày nay. Câu chuyện này được đưa ra ngay sau khi các phi hành gia Apollo mang về một tảng đá nặng vài trăm pound từ nhiệm vụ của họ.
Mặt trăng có các hạt bụi “nhảy múa”
Đặc biệt vào khoảng thời gian bình minh và hoàng hôn trên Mặt trăng, bụi có xu hướng bay lơ lửng trên bề mặt. Nó có thể liên quan đến việc các hạt được tích điện, hoặc nó có thể là một số hiện tượng khác khi làm việc. Hiệu ứng này đã được một số phi hành gia trên tàu Apollo chú ý và cũng được nghiên cứu chi tiết trong sứ mệnh LADEE.
Nhật thực rất hiếm
Đó là bởi vì Mặt trăng và Mặt trời có kích thước xấp xỉ bằng nhau trên bầu trời Trái đất. Khi quỹ đạo của Mặt trăng giao với Mặt trời (từ góc nhìn của Trái đất), đôi khi nó có thể bao phủ ngôi sao một cách hoàn hảo. Khi điều đó xảy ra, bạn sẽ thấy vầng hào quang của Mặt trời – bầu khí quyển quá nóng của nó – bật ra quanh chu vi. Nhưng chúng ta sẽ không thể nhìn thấy vành hào quang nếu Mặt trăng nhỏ hơn nhiều hoặc lớn hơn nhiều.
Mặt trăng luôn giữ nguyên một phía đối với Trái đất
Không phải do ngại ngùng về “khuôn mặt” phía sau mà Mặt trăng phải “dấu” nó đi. Thực chất, nó có liên quan đến lực hút của Trái đất. Mặt trăng từng tực quay với tốc độ khác với tốc độ quay quanh Trái đất, nhưng theo thời gian, lực hấp dẫn Trái đất của chúng ta đã kéo theo các phần khác nhau của Mặt trăng. Theo thời gian, khối lượng Mặt Trăng dịch chuyển nhiều hơn về hành tinh của chúng ta và chuyển động tự quay quanh thân của Mặt trăng bị “khóa lại” khiến chúng chỉ hướng một mặt về phía Trái đất.
Mặt trăng không có bầu khí quyển
Khác với Trái đất, Mặt trăng không có bầu khí quyển. Điều này có nghĩa là Mặt trăng không được bảo vệ khỏi tia vũ trụ, thiên thạch và gió Mặt trời cũng như có sự biến đổi nhiệt độ rất lớn. Việc thiếu bầu khí quyển có nghĩa là không thể nghe thấy âm thanh nào trên Mặt trăng và bầu trời luôn xuất hiện màu đen.
Bề mặt Mặt trăng có nhiều vết lồi lõm do không có bầu khí quyển ngăn thiên thạch
Mỹ từ có dự định kích nổ một quả bom hạt nhật trên Mặt trăng
Vào năm 1958, Mỹ đã lên kế hoạch cho nổ mặt trăng bằng bom hạt nhân. Dự án bí mật nằm trong thời kỳ chiến tranh lạnh cao điểm được gọi là “Nghiên cứu các chuyến bay nghiên cứu Mặt Trăng” (A Study of Lunar Research Flights) hoặc “Dự án A119” (Project A119). Kế hoạch có ý nghĩa như một sự phô trương sức mạnh vào thời điểm họ đang bị tụt hậu trong cuộc chạy đua không gian. Dự án từng được tính toán sẽ thực hiện vào năm 1959 nhưng bị các sĩ quan quân đội hủy bỏ do lo ngại nó sẽ gây nguy hiểm cho con người trên Trái đất nếu thất bại.
Có nước trên mặt trăng
Mặt trăng thực tế không có bầu khí quyển (một lớp ngoại quyển rất mỏng), nhưng có nước đóng băng ẩn nấp trong các miệng núi lửa bị che khuất vĩnh viễn là sự thật. Nước có thể do gió Mặt trời thổi vào hoặc do sao chổi lắng xuống, nhưng các nhà khoa học vẫn đang tìm hiểu nguồn gốc của nó. Không ai chắc chắn liệu có đủ băng nước ở đó để phát triển một thuộc địa của con người hay không, nhưng nó là một tiềm năng rất thú vị.
Mặt trăng là vệ tinh tự nhiên lớn thứ năm
Mặt trăng là vệ tinh tự nhiên lớn thứ năm trong Hệ mặt trời của chúng ta. Với đường kính 3.475 km, Mặt Trăng nhỏ hơn nhiều so với các mặt trăng chính của Sao Mộc và Sao Thổ.
Mới chỉ có 12 người từng đặt chân lên Mặt trăng
Tàu vũ trụ đầu tiên đến Mặt trăng là Luna 1 vào năm 1959. Đây là một tàu chiến của Liên Xô, được phóng từ Liên Xô. Nó bay qua trong vòng 5995 km tính từ bề mặt của Mặt trăng trước khi đi vào quỹ đạo quanh Mặt trời.
Tuy nhiên những người đã từng đặt chân lên Mặt trăng lại không có một ai là người Liên Xô (Nga). Chỉ có 12 người trong lịch sử nhân loại đã từng bước đi trên mặt trăng. Nó bắt đầu với Neil Armstrong vào năm 1969 như một phần của sứ mệnh Apollo 11 và kết thúc với Gene Cernan vào năm 1972 trong sứ mệnh Apollo 17. Điều thú vị là tất cả 12 người đều đến từ Hoa Kỳ. Từ năm 1972 đến nay, con người chưa từng trở lại Mặt trăng. Nhà Trắng đã yêu cầu NASA quay trở lại Mặt trăng vào năm 2024. Khi đó, sự gián đoạn nửa thế kỷ sẽ kết thúc.
********************
Đăng bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Tổng hợp
Bạn đang xem: Tại sao mặt trăng lại sáng? Tại sao mặt trăng lại có màu đỏ?
