如果地球沒有大氣層,月球就會一直可見。那麼為什麼只有在白天才能看到它呢?
客機在4萬英尺(1.2萬米)的高空巡航,從半月前經過。
月亮出現在夜空中已經讓人們着迷了幾千年。但是為什麼有時月亮在白天是可見的呢?
我們有時在白天看到月亮的原因和在晚上看到月亮的原因是一樣的——它反射了太陽的光——它與地球的距離使它比白天或晚上的天空更亮。除太陽之外,月亮是我們能看到的最亮的天體。
但是月亮在白天並不總是可見的。這是由於地球的大氣層和我們的自然衛星的軌道周期。如果我們的星球沒有大氣層,從地球上一直都能看到月球。與此同時,月亮的月相意味着,當它在地球和太陽之間移動時——比如在新月期間——有光的一面背對着我們,而月亮的黑暗一面面對着地球,這使得地球上的天文觀測者基本上看不見它。
光天化日之下
我們大氣中的氣體粒子——主要是氮和氧——散射波長較短的光,如藍光和紫光。這種散射,包括從不同的方向吸收和重新發射光,給了地球一個藍色的天空。
為了在白天被看到,月球必須克服來自太陽的散射光。在新月前後的兩三天里,地球上的觀測者是看不見它的,因為它在天空中的位置意味着太陽散射的光會把月亮照得更亮。但是,就像通常的情況一樣,月球與地球的相對距離(平均為238,900英里,或384,400公里)意味着它反射的光在我們看來比那些發射或反射光的較遠的物體(如恆星或其他行星)更亮。
不同月相的插圖
從地球上可見的恆星亮度比太陽的亮度低幾萬億分之一,比月球的亮度低數百萬分之一。在我們的天空中,來自太陽的散射光非常明亮,它經常在白天掩蓋了星光,但並不總是月亮的反射光。
天文學家使用表面亮度作為一種量化天空中物體(如星系或星雲)表觀亮度的方法,方法是測量它們在夜空某一區域發射的光量,就像從地球上觀測到的那樣。由於月球比恆星更接近地球,它的表面亮度比天空的表面亮度大,這意味着我們可以很容易地在白天看到它在發光。
然而,月亮在白天的可見度也受到其他因素的影響,包括季節、月亮當前的相位和某一天天空的清晰度。
一年中,每月平均有25天可以在白天看到月亮。其他五天發生在新月和滿月前後。在接近新月的時候,它離太陽太近了,以至於看不見。當它接近滿月時,只有在晚上才能看到,因為月亮在日落時升起,在日出時落下。在一段時間內,它唯一不與太陽一起出現在天空中的日子是滿月。那一天,太陽下山,然後月亮升起,然後反過來,所以這是唯一一天,它不同時在那裡。
月亮每天有12個小時在地平線上,但它的出現可能並不總是與白天的時間一致。例如,在冬季,當中緯度地區的白天較短時,月亮在白天可見的時間就更少。
在白天看月亮的最佳時間是第一季度(新月後一周)和第三季度(滿月後一周)。在第一季度,在下午,我們可以看到我們的天然衛星在東方的天空中升起。在第三季度,它將在早晨可見,在西方的天空。月相是太陽和月亮在天空中出現的最長時間,平均每天有5到6個小時。
另一個影響月亮何時可見的現象是地球的光。在月牙期,當月亮與太陽的角度接近時,你實際上可以看到月亮的黑暗部分,這是你不應該看到的,因為有照明的光。月球的黑暗部分受到來自地球的反射光。觀察這種現象的最佳時間是新月期,新月後的三、四天。