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孩子們關於「超級月亮」的問題 我們問了問天文學家|超級問答

2024-10-17科學
封面新聞記者 張崢
10月的夜空精彩紛呈,極光、彗星、超級月亮輪番上演。彗星在哪裏產生的?彗星會消失嗎?為什麽會有超級月亮?為什麽人們常說「十五的月亮十六圓」?面對我們身邊隨時發生著的無數有趣的事件,孩子們有無數的問號。誰來滿足孩子的好奇心?從今日起,封面新聞開啟「超級問答」時間。我們將主動深入學校,收集每個孩子關於世界的問題,然後幫你帶著這些問題請教科學家們。
超級月亮 戴建峰
本月紫金山-阿特拉斯彗星光臨地球,引發天文熱潮。10月12日,封面新聞幫助成都的孩子們開啟了首次彗星問答,受到了學校和天文學家們的熱情響應。10月17日超級月亮現身,孩子們又帶來了一堆問題。於是我們決定請教來自四川省天文學會的老師們。
四川省天文科普學會黨支部書記 湯誌傑 四川省天文科普學會理事 廖凱 四川省天文科普學會理事 常捷
超級月亮對地球的潮汐現象會產生什麽影響?
成都市泡桐樹中學初一12班王致遠
答: 地月最遠40萬公裏,最近36萬公裏,最大有約10%的差距,由於重力大小與距離是平方反比關系,重力差距最大能達到約20%。
什麽是超級月亮?
成都市泡桐樹中學初一15班鄧顥軒
答: 超級月亮(Supermoon)這個術語通常用來描述月亮在滿月時,位於其軌域上離地球最近的點,即近地點(Perigee)附近的現象。由於月亮繞地球的軌域是橢圓形的,所以它與地球的距離會不斷變化。當滿月發生在月亮接近近地點的時候,月亮看起來會更大、更亮。
當月亮處於近地點時,它與地球的距離大約是36萬公裏,而在遠地點時,這個距離可以達到約40萬公裏。因此,當月亮在近地點附近時,它看起來會比在遠地點時大14%左右,亮度也大約增加30%。
超級月亮並不是一個天文學上的正式術語,而是一個流行文化中使用的非正式術語。它通常被用來吸引人們對天文現象的關註,但科學上並沒有一個精確的定義來區分「超級月亮」和普通的滿月。
怎麽觀測超級月亮?
成都市泡桐樹中學初一15班吳宇軒
答: 觀測超級月亮可以是一件簡單而美妙的事情,裸眼就行,選擇一個光汙染較少的地方,比如郊外或者山頂,這樣可以更清晰地看到月亮和星空。需要了解超級月亮出現的確切時間,包括月球過近地點的時間和滿月的具體時刻。通常,一些有用的天文app會提前釋出這些資訊。如果想觀察月球表面的細節,如環形山、月海等,可以使用望遠鏡。入門級的折射望遠鏡或雙筒望遠鏡即可滿足需求。
攝影記錄: 對於攝影愛好者,可以使用帶有長焦鏡頭的相機或智能電話拍攝。使用三腳架穩定拍攝,並適當調整曝光參數,可以拍出令人驚艷的月球特寫或月升月落場景。在月亮剛剛升起時進行觀測,此時月亮會顯得更大。可以選擇地勢開闊的地方,比如海灘或山頂,避開城市光汙染。
當然如果選擇在戶外觀測,尤其是在夜間,記得采取適當的安全措施,比如攜帶手電筒、穿著保暖衣物等。
超級月亮是如何形成的?
成都市泡桐樹中學初一9班曾詩涵
答: 參考前面。
未來何時會有超級月亮出現?
成都市泡桐樹中學初三7班吳邱睿海
答: 2024年10月17日:這一天的19時26分,月球將迎來滿月時刻,也就是天文學上的「望日」。而在當天的8時51分,月球又恰逢經過近地點。這是今年滿月時刻與月球近地點時刻最接近的一次,兩者相差不到11個小時,因此,這輪滿月也就成為年度最大滿月,是一輪「超級月亮」。
2024年11月16日,今年最後一次超級月亮將出現在這一天。
彗星為什麽會降落在紫金山附近?
成都市石室聯合中學西區9.7班 杜庭月
答: 你可能想問為什麽名字裏包含紫金山,紫金山-阿特拉斯彗星(C/2023 A3)的名稱由來遵循了國際天文學聯合會(IAU)的彗星命名規則。這顆彗星的名稱中包含了以下資訊:
C: 代表這是一個非周期彗星,即它可能不會周期性地回到太陽附近,而是沿著一個開放的軌域執行,最終可能會離開太陽系。
2023: 表示這顆彗星被發現的年份,即2023年。
A3: 表示這是在2023年1月上半月發現的第三顆彗星。在彗星的命名中,英文字母除去I和Z,剩下的24個字母被用來代表一年中的不同半月(例如,A代表1月上半月,B代表1月下半月,依此類推),數碼則表示在該時間段內發現的彗星的順序。
紫金山-阿特拉斯: 這部份名稱代表了這顆彗星的發現者。紫金山天文台是中國的一個天文台,而「阿特拉斯」指的是小行星地面撞擊持續報警系統(ATLAS)。這顆彗星是由中國科學院紫金山天文台和ATLAS合作發現的,因此它們的名稱被用來命名這顆彗星。這並不代表它會落在紫金山附近,事實是它如果經過太陽,會遠離我們而去,下次再見的話就要6萬年後。
為什麽人們常說「十五的月亮十六圓」?
成都市石室聯合中學西區9.7班 馬茹欽然
答: 「十五的月亮十六圓」是一個流傳於中國的俗語,它描述的是農歷月份中滿月出現的時間規律。這個說法基於農歷月相的變化周期,具體解釋如下:
月相周期: 月相的變化周期大約是29.5天,即一個朔望月。在這個周期內,月亮會經歷從新月(不可見)到上弦月、滿月,再到下弦月,最後回到新月的過程。
農歷月: 中國的農歷(陰歷)是以月相變化為基礎的歷法,每個月的第一天是新月,即朔日。由於朔望月的長度約為29.5天,所以農歷的月份長度不是固定的,有的月份是29天(小月),有的月份是30天(大月)。
滿月時間: 滿月通常出現在朔日之後的14天或15天左右。但由於朔望月的長度不是整數天,滿月出現的具體時間會有所變化。
「十五的月亮十六圓」: 這句話的意思是,在農歷十五日(即滿月日)的月亮可能還沒有達到最圓,而到了農歷十六日,月亮看起來會更圓。這是因為滿月的具體時間可能在十五日的晚上或十六日的淩晨,所以十六日的月亮看起來更接近圓滿狀態。
超級月亮出現的條件是什麽?
成都市石室聯合中學西區7.1班 陳思雨
答: 超級月亮的出現條件主要有兩個:最近: 超級月亮需要出現在月球的近地點附近,即月球在其繞地球的橢圓形軌域上距離地球最近的點。月球的軌域使得它與地球的距離在不斷變化,最近時約為36.3萬千米(近地點),最遠時約為40.6萬千米(遠地點)。這種距離的變化導致了月球在天空中的視覺大小變化。最圓: 超級月亮通常發生在滿月時期,即月亮和太陽在地球兩側,三者近乎一條直線排列,這時我們看到的月亮最圓,天文學上稱為「望」。當滿月發生時,如果月球正好位於近地點或者接近近地點,月亮看起來會比平時更大更亮,形成所謂的「超級月亮」。
為什麽會出現所謂的「紅月」,它形成的原因是什麽?
成都市石室聯合中學西區7.1班 鐘文義
答: 「紅月」通常是指在滿月時,月亮呈現出紅色或橙色的現象,尤其是在日出或日落時。這個現象通常被稱為「血月」。紅月的形成原因主要有以下幾個方面:
1.大氣散射
光的散射:當月亮靠近地平線時,其光線需要穿過更厚的大氣層。大氣中的氣體和微小顆粒(如灰塵、水蒸氣和汙染物)會散射短波長的光(如藍光和綠光),而長波長的光(如紅光和橙光)則相對較少被散射,因此月亮呈現紅色。
「紅月」的出現:這種現象在日出和日落時尤為明顯,因為此時陽光的光線也經歷了相同的散射過程。
2.月全食
月全食現象: 在發生月全食時,地球位於太陽和月球之間,地球的影子完全覆蓋了月球。此時,地球的大氣層會將一些陽光折射到月球上,但只有紅色的光能透過大氣並抵達月球,因此月球看起來呈現出紅色。
折射和散射的結合: 月全食時,地球大氣層對光的折射和散射共同作用,使得月亮呈現出紅色,通常被稱為「血月」。
不是說中秋賞圓月嗎?為什麽今年的「年度最大滿月」是在10月17日?專家們是怎麽預測到多久是「年度最大滿月」的呢?
成都市石室聯合中學西區7.1班 楊詩益
答: 「年度最大滿月」是在10月17日主要是因為這一天的滿月時刻與月球經過近地點的時刻非常接近。具體來說,滿月將在10月17日19時26分達到,而月球在當天的8時51分恰好經過近地點,這使得這輪滿月成為年度最大滿月,因為它的視直徑最大,視覺效果也最為明顯。
通常,中秋節的圓月是在農歷八月十五,但由於滿月的時間和月球的軌域特性,滿月的具體時刻並不總是與中秋節重合。因此,盡管中秋節是傳統的賞月時節,但「年度最大滿月」可能會出現在其他日期。
天文學家透過計算月球的軌域和公轉速度,結合滿月的發生時間,能夠準確預測每年的滿月時刻及其與近地點的關系。這些計算基於月球的橢圓軌域特性,月球與地球之間的距離變化,以及滿月的周期性規律。
月球中的氦-3在泄露,那麽月球會不會越來越小?如果越來越小,還會脫離地月系嗎?
成都市石室聯合中學西區7.1班 安宸熠
答:
1. 氦-3的泄露影響
數量極小:氦-3的存在主要是由於太陽風的作用,而其量相對於月球的整體質素(約為 7.35 × 10^22 千克)來說是微不足道的。
泄露機制:氦-3的泄露可能是透過宇宙射線的影響或其他化學過程,但這些過程並不會顯著改變月球的體積或質素。
2. 月球質素變化
極小的質素損失:即使考慮到氦-3的泄露,月球的質素變化也是極其微小的。月球的質素變化需要非常大的氣體或物質流失量,才能對其整體質素產生顯著影響。
長期影響:月球的質素損失可能來自其他因素,如小行星和彗星的撞擊,但這些都是短期事件,不會導致月球逐漸變小。
3. 脫離地月系統的可能性
重力作用: 月球與地球之間的重力是保持地月系統穩定的主要因素。即使月球質素有微小的變化,其重力仍然足夠強大,無法在短期內導致月球脫離地月系統。
軌域穩定性: 月球的軌域是相對穩定的,受到地球重力的束縛,即使在極長的時間尺度上,質素的輕微變化也不會使其脫離這一軌域。
結論: 總的來說,月球中氦-3的泄露不會顯著影響月球的質素和體積,因此也不會導致月球變小或脫離地月系統。月球的長期穩定性主要依賴於其與地球之間的重力關系,而這種關系在目前的條件下是非常穩固的。
超級月亮多久會有一次?為什麽會有超級月亮?超級月亮有多大?
成都市石室聯合中學西區8.9班 孫藝馨
答: 超級月亮並不是一個罕見的現象,它每年大約會出現3-4次。這種現象之所以頻繁,是因為月球繞地球的軌域是橢圓形的,所以它在軌域上的不同位置距離地球的遠近不同。當月球位於近地點(離地球最近的軌域點)附近時,如果正好是滿月,我們就稱之為超級月亮。由於月球的近地點和滿月的發生並不是嚴格同步的,但兩者的周期(近點月約27.55天,朔望月約29.53天)相差不大,因此每年都會有幾次滿月發生在近地點附近,從而形成超級月亮。
具體來說,月球兩次到達近地點之間的周期需要27.55天,而兩次滿月之間的周期為朔望月,需要29.27-29.83天。這兩個周期之間存在時間差,因此每年出現的超級月亮不超過4次。
月亮以每年3.8厘米的速度遠離地球,那月亮最後會不會脫離地球?
成都市東坡小學 王琦文
答: 月球遠離地球的最主要是由於潮汐產生的阻力。因為地球自轉比月球公轉快,所以地球的自轉會給月球的公轉帶來一個加速作用,使月球軌域半徑增大,從而遠離地球。但不用擔心月球會脫離地球,首先這種趨勢是很慢的,其次隨著地球和月球的相互作用,地球的自轉速度遲早會和月球公轉速度同步達到潮汐釘選,從而這種潮汐摩擦就會消失,月球遠離地球的趨勢也會逐漸減弱至停止,按目前的計算需要幾十億年。
為什麽每月15日能看到最圓的月亮?
成都市東坡小學 王祥雲
答: 並沒有「每月15日能看到最圓的月亮」的說法。
點選圖片 一起來看牛背山超級月亮