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【漫画科普】欧阳院士告诉你月亮背面的秘密①

中国科学院国家天文台 2019-11-07 16:14:08

导 言


2018年底,我国将发射嫦娥四号探测器,实现人类首次月球背面着陆探测。

与前几次嫦娥任务不同, 这次任务会先在2018年5月发射中继星“鹊桥”,使其到达预定位置。“鹊桥”的任务是建立落在月球背面的嫦娥四号与地球之间的通讯联系,确保科学数据能够传输回地球。

我们将通过三期漫画,为大家介绍月球背面的科学和故事。


第一期  双面月球


为什么只能看到月球正面?

月球自西向东以逆时针方向自转,同时也围绕地球以逆时针方向公转。由于“潮汐锁定”,月球自转一周的周期与围绕地球公转一周的周期相等,约为28个地球日。

最终形成了月球始终以“正面”朝向地球,“背面”始终背向地球的状态。

由于月球的“天平动”,在地球上能看到59%的月面,几乎整个月球背面难觅真容。

没有大气层会怎样?

月球的表面没有大气层包围,接近于真空,这也直接导致了和地球的许多与众不同之处。

月球表面不刮风、不下雨、空中没有云层,没有任何天气变化。不论是白昼还是夜晚,月球的天空一直是漆黑的。

在月球上仰望星空,与在地球上相比会更璀璨;在月球背面看星星,它们会比在月球正面看更明亮。

由于没有大气层,月球没有介质传导声音,因而月球表面是一个没有任何声响的世界,是一个死寂的世界。

月球表面也没有温度的传导,昼夜温差极大。月表平均温度为白昼107℃,最高达到130℃;夜晚平均温度为-153℃,最低达到-180℃。

月球表面都有啥?

1609年,伽利略第一次用自制望远镜看到了月球表面。伽利略看到月球正面布满了暗色的巨大斑块,他把这些认为是月球上的海洋,由于海水反光弱,因此呈现出暗色的斑块。这些暗色斑块被命名为“月海”,如雨海、丰富海、静海、风暴洋等。

后来人们发现其实月球表面一点液态水也没有,这些巨大的暗色斑块是31~39亿年前,由玄武岩堆积形成的广阔平原。

与月海对应,月球正面颜色明亮的部分被称为月陆,它比月海高出2000-3000米,由月球早期岩浆分异形成的斜长岩组成。这类岩石颜色较浅,能反射出更多的太阳光。由于形成的早,裸露在月表的时间较长,因此月陆上的撞击坑比月海上的更密集。这些撞击坑都以著名科学家和思想家的名字来命名。


1959年苏联发射“月球”三号绕月卫星,第一次向世人展示了月球背面的真容。后续的探测,使月球背面的图像愈来愈清晰。

月球的正面与背面的地形差异很大,月球的22个月海,有19个分布在月球正面,占到整个月球表面积的四分之一;月球背面则以月陆为主。


在月球背面能“看”到啥?

来自宇宙空间低于5兆赫兹的甚低频电磁波辐射,由于受到地球电离层屏蔽,难以在地面上观测到。月球正面能够完全屏蔽地球电磁波对月球背面的干扰,使月球背面成为天然的电磁波“洁净”环境。

因此在月球背面进行观测,才能获得非常“干净”的甚低频电磁波谱,从而可以研究太阳爆发、太阳系行星的低频射电场,进行地外行星的射电观测,窥探第一批恒星诞生的图景,乃至更早的宇宙初创。

原文提供:欧阳自远

文字改编:暗淡蓝点

漫画绘制:侠女漂漂



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