作者:文/虞子期
月球,因為和地球的距離很近,在天氣狀況較好的時候,我們可以肉眼看到它。在古代,人們稱之為玉盤、玄兔、太陰、嬋娟。作為太陽系的第五大衛星,它也是地球的衛星。月球和地球的直徑和質量有較大差距,地球的直徑是月球的四倍,質量更達到了月球的八十一倍,兩者的平均距離達到了約38萬千米。
在月球的表面有很多的撞擊坑,這些都是小天體曾留下的痕跡,上面的廣闊平原被稱為“月海”。而這個所謂的“月海”其實並沒有一滴水存在,並且在它的外圍和間隙之間,還夾雜著明亮又古老的斜長巖高地及撞擊坑。在天空中,除了太陽,月亮便是最亮的天體。或許有人還不知道,雖然月球呈現出非常明亮的白色,但實際上它的表面卻很暗。
關於月球的持久神話-不會旋轉
關於月球,有一個相傳比較悠久的神話-不會旋轉。這不過是從我們的日常觀察中所得出的結論,自然和客觀情況存在很大的差異。月球的確一直對我們保持著相同的樣子,但這並不是因為其本身沒有旋轉,而是它在以其軌道運動相同的速率旋轉著。
這樣的特殊情況,我們稱之為同步旋轉的潮汐鎖定。月球圍繞地球旋轉,徑向黃線標誌著月球上的0°經度子午線:有相關動畫可以顯示月球的旋轉和軌道,箭頭表明了旋轉的方向,徑向線指向月球可見光盤的中心0°N 0°E,帶箭頭和徑向線的黃色線圈可以直接的表現出它的旋轉。
迄今為止最高分辨率的月球地形地圖
生活在地球上的我們,距離最近的鄰居就是月球,但由於之前探索任務的侷限性,我們對月球的瞭解是非常有限的,所以遲遲沒有高分辨率月球地形的全球地圖。終於,我們有了LRO的廣角相機和月球軌道器激光測高儀,科學家已經可以準確描繪整個月球的形狀。
自2009年開始,月球勘測軌道器LRO太空船便收集了數十萬月球圖像,這些圖動態的反映了時間帶給月球表面的變化。2017年10月5日,接近328英尺的像素尺度、迄今為止最高分辨率的月球地形圖被美國宇航局發佈,月球勘測軌道飛行器的科學團隊描繪了幾乎整個月球表面的特徵和形狀。
第一個人類曾經登陸過的地外天體
在人類的探索征程中,月球具有特殊的意義。作為人類曾經登陸過的第一個地外天體,因為地球自轉的方向和地球海洋的潮汐作用力相反,所以,地球的自轉就像被一股看似微弱的作用力給“剎車”了。正是因為地球這樣的反作用力,月球正在距離我們越來越遙遠,雖然這個新增的距離看似很渺小:每一年月球和地球之間距離都增加了大約3.8釐米。
1958年,前蘇聯和美國發射的月球探測器被宣告失敗,1959年他們又成功發射了月球探測器,分別是前蘇聯的“月球號”和美國的“先驅者號”。阿波羅-11號於1969年實現了人類的首次載人登月,並相繼發射了阿波羅系列的其他月球探測器,通過12名宇航員的月球科學考察,增加了我們對月球起源和演化的認知。
2108年4月,月球勘測軌道飛行器(LRO)經過9年的信息收集製成了一段視頻,捕捉到了月球表面那些前所未見的細節。2019年1月3日,嫦娥四號探測器成功著陸,選在了月球背面東經177.6度、南緯45.5度虎鯨的預選著陸區。這次探索解開了古老月球背面的神祕面紗,這是世界上的第一張近距離月背影像圖,該圖通過“鵲橋”中繼星傳回了地球,嫦娥四號月球車也被命名為“玉兔二號”。
月球的誕生:同源說/碰撞說/分裂說
所謂“同源說”,指的是月球和地球其實都是瀰漫星雲物質,它們同屬於太陽系,並且幾乎在同一個太陽星雲的區域,而後經過吸收和旋轉形成了大小不同的天體。在這個吸收演化的過程之中,月球的響應相比地球更慢,地球就像是它的“哥哥”。但是,阿波羅飛船從月球帶回的岩石樣本並不支持這樣的觀點,兩個星球的平均化學成分有很大的差別。同時,月球的岩石也比地球上的岩石古老很多。
關於月球的起源,“分裂說”是最早的月球起源假設。認為月球和地球本是一體,只是由於地球的轉速原因,導致了一部分物質被拋出,正是這些物質形成了後來的月球,而太平洋就是那些遺留在地球上的大坑。但這個說法因為地球自轉的實際速度而受到了一些人的反對。因為,地球和月球的物質成分並不一致(阿波羅12號飛船從月球帶回了岩石樣本),並且地球的自轉速度也無法做到就如此大的東西直接拋出。
而“碰撞說”則認為:在太陽系的早期,該空間有大量的“星子”形成,它們組成了一個天體星子,它的質量達到了地球質量的0.4。這些星子因為相互碰撞等因素合併成了一個原始地球。這兩個天體經過時間進行了各自的演化,它們也因為距離較近而跟容易相遇。
終於有一天,在偶然的機會下,小天體以五千米/秒的速度撞向了地球,這一次碰撞改變的不僅是地球本身的運動狀態,同時,也使得地球的自轉軸發生了傾斜。很多物質和塵埃此時飛離了地球,但因為沒有完全脫離地球的引力控制,它們通過相互吸積又再次結合起來,而後形成了幾乎熔融的月球、又或是一個環(逐步吸積形成部分熔融的大月球)。因為這個模型解釋的很清晰,所以,這也是科學家普遍認可的一個月球形成版本。
月球的黑暗部分並不是整個遠方
根據現有觀測數據來看,目前月球圍繞地球一圈(圍繞自己的軸旋轉一週)大約需要28天的時間。在地球上看到的月亮是同一面,從月球上看到的地球則一樣靜止在天空之中。通過月球近側的研究,我們可以更好的看到它。雖然我們現在的有利位置並不能看到月球的遠側,但這並不等於我們可以將那一部分稱為月球的黑暗面,這樣簡單粗暴的定義是不準確的。
如今,太空科學家們所做的都是為未來的人類任務做準備,這其中包括調查月球各方面的羅孚任務,希望通過尋找月球的資源,實現人類進入火星的長遠規劃。月球的極地隕石坑是研究人員們越來越深入的探索目的地。未見過日光的它們很深,並且永遠不會讓太陽照射到火山口的地表。不可否認,月球一定有自己的黑暗部分,但整個遠方並不是其中之一。
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