月球瞬变现象

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该图基于巴巴拉·米德尔赫斯特和帕特里克·穆尔对300处月球瞬变现象调查所绘制,显示了所发生事件的大致分布。红色是散发红色调事件;黄色为其余类型事件。

月球瞬变现象英语:transient lunar phenomenon (TLP)lunar transient phenomenon (LTP))是月球表面亮度、色泽或外观上的短暂变化。

有关月球瞬变现象的说法至少可追溯到1000年前,一些目击者或有声望的科学家曾独立地观察到这一现象。但大多数报道的月球瞬变现象都无法再现,不具备足以用来作区分假说或解释起源的对照实验

大多数月球科学家都承认瞬态事件,如月球地质史中所发生的释气撞击事件,但问题的焦点是:此类事件发生的频率。

1968年帕特里克·穆尔在他参与合编的美国宇航局 R-277 技术报告《月球事件报导年鉴》中[1],创建了“月球瞬变现象”这一术语。

事件描述[编辑]

报告的月球瞬变现象范围包括从雾斑到月球景观的永久性改变。卡梅伦[2]将这些分为:(1))气体,涉及云雾和其他形式的朦胧状态;(2)颜色发红;(3)变绿、变蓝或变紫色;(4)变亮;(5)变暗。存在大量二种类型的月球瞬变现象[1][2],从公元6世纪以来累计记录有2254个事件。这些事件中最为可靠的,至少三分之一是来自阿里斯塔克斯高原附近。

以下是一些较为著名的瞬态现象历史记录:

  • 公元1178年6月18日,五位或更多名坎特伯雷教堂的修士报告了日落后不久发生在月球上的剧变。“一弯明亮的新月像往常一样,月牙朝东,突然它的上角端一分为二,从中逬发出一团火焰,随后火光、热灰和火花喷溢而出,距离相当长。与此同时,月亮下半侧身体在不停地扭动,当时这一切令人十分惊恐,告诉我这些话的人说,从他们的眼睛中望去,月亮抽搐得像一条受伤的蛇,然后又恢复常态。这种现象重复了十几次或更多,跳跃的火焰不停变幻着形状,然后又回复正常。接下来,在这些变化之后,沿整个月牙,从一端到另一端被蒙上一层黑影”。在你认为这些修士疯了之前,你须先看一下该事件发生的日期。如在1178年,你会如何来描述所见到的月球上坠落的流星?[3][4]1976年,地质学家杰克.哈同提出,这一切是描述了焦尔达诺·布鲁诺陨石坑的形成。然而,最近的研究表明,1178年的事件似乎不太可能与焦尔达诺·布鲁诺陨坑的形成有关,甚至都不一定是真正的月球瞬变现象。因为,一次足以留下直径达22公里陨石坑的大撞击所溅发出的百万吨碎岩将会在地球上空形成空前激烈、长达一周的流星暴。但在任何现有的历史记录(包括世界各地的一些天文档案)中,都没发现有这样一种令人难忘的流星暴[5]。鉴于此,人们怀疑这群修士(该事件唯一已知的目击者)从他们所处的位置及与月球如此遥远的距离上,真的就偶然看到了迎面而来在大气层中爆炸的流星[6]
  • 1787年4月19日晚,英国天文学家威廉·赫歇尔爵士在月球幽暗的部位发现了三块赤红色亮斑[7]。他将这一观察报告给了英王乔治三世和其他天文学家。赫歇尔将此现象归认为火山爆发[8],并察觉到这三块光斑的亮度超过了4月10日所发现的彗星。就在赫歇尔发现这一现象的同时,意大利帕多瓦上空出现了极光波纹(北极光)。距北极圈如此南的地方产生极光活动非常罕见。就在帕多瓦极光和赫歇尔的发现过后不久,即1787年5月太阳黑子数量就达到顶峰。
  • 1866年,经验丰富的月球观测者和制图师约翰·弗里德里希·朱利叶斯·施密特声称,林奈陨石坑的外观发生了改变。根据早期约翰·希罗尼穆斯·施罗特的月图、他个人的观察及在1841年与1843年间所绘制的月图,他指出:该陨坑“在斜照时无法全部看到”[9](他强调),而直射下,又只是一块亮点。在反复观测的基础上,他进一步指出,“在任何光照条件下都看不到一座标准的林奈陨石坑了”,(它)“已发生了局部变化”。今天,林奈陨石坑仍是一座可看到的年轻正常的撞击坑,直径约1.5英里(2.4公里)。
  • 1958年11月2日,俄罗斯天文学家“尼古拉·亚历山德罗维奇·科济列夫”(Nikolai Aleksandrovich Kozyrev)使用配带光谱仪的48英寸(122厘米)反射望远镜,观察到发生在阿方索环形山中央峰上为时半小时的明显“爆发”。从这段时间所得到的光谱图显示了由C2和C3分子形成的明亮气体喷发带[10]。同时在第二幅光谱图中,他注意到“中央区域明显增高的亮度和一种异常的白色”。然后,“突然间所有的亮度都开始下降”,所得到的光谱值又回归正常。
  • 1963年10月29日,航图和信息中心二名制图员,“詹姆斯·克拉克·格里纳克”(James Clarke Greenacre)和“爱德华·巴尔”(Edward M. Barr)[11],在亚利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄尔天文台,手工记录到在月球眼镜蛇首西南面、施勒特尔月谷东南一座山丘上以及阿里斯塔克斯环形山西南内壁有非常明亮的红、橙、粉色光[12][13]。这一事件引起了人们对TLP报告态度的重大转变。根据“威利·莱伊”(Willy Ley)的说法:“专业界的第一反应,理所当然是惊喜,接下来则是歉意,而歉意所针对的正是早已过世的伟大天文学家,威廉·赫歇尔爵士”[14]。美国天文学家"威尼弗雷德·索泰尔·卡梅隆"(Winifred Sawtell Cameron)所作的一条注释(1978年,第778号事件)写道:“这一切与11月的发现激起了人们的极大兴趣以及对月球的观察”[15]。此发现的可信度源于格里纳克作为一名无可挑剔的制图员的崇高声望,而非任何其他的照片证据。
  • 1963年11月1-2日晚上,也就是格里纳克事件后的几天,在法国比利牛斯山日中峰天文台(Observatoire du Pic-du-Midi),兹德内克·科帕尔(Zdeněk Kopal)[16]和托马斯·拉克姆(Thomas Rackham)[17]拍摄到了首张“月表大范围发光”的照片[18]。他们发表在《科学美国人》杂志上的文章将此变成了最广为人知的月球瞬变现象事件[19]。与其他人一样,科帕尔认为产生这一现象的原因可能是太阳高能粒子[20]
  • 1969年阿波罗11号任务期间,休斯顿向阿波罗11号发出无线电通讯:“我们得到报告,在阿里斯塔克斯陨石坑附近显示有月球瞬变现象,如有时间,请前往查看”。位于西德波鸿的天文学家在月球表面观察到一道明亮的光芒-类似吸引了数世纪月球谜们的怪异冷光。这一报告被发送至休斯顿,然后由休斯顿传给宇航员。宇航员收到信息后立刻报告:“嘿,休斯顿,我正看向北面的阿里斯塔克斯坑,那里确有一处比周围区域更耀眼,似乎有一些荧光”[21]
  • 1992年,位于巴黎天文台天文学家奥杜安·多尔菲斯(Audouin Dollfus)使用一架3.2英尺天文望远镜观察到朗伦环形山坑底表面的异常特征。1992年12月29日当晚开始观测时的情况是正常的,但接下来在外观未发生改变的情况下,却记录到长达6分钟的异常高反照率偏振现象[22]。三天以后,该区域附近又出现类似的现象,但是范围更小。当时该区域的观察环境类似于镜面,从观测到的振幅数据来看,这种现象与镜面反射的阳光并不一样。最能接受的说法是这是由于泄出气体形成的颗粒云雾所导致的光散射,而这种泄出的气体可能来源于陨石坑底表的裂隙。

解释[编辑]

对于月球瞬变现象的解释都可归集于以下四种情况:释气、撞击事件、静电现象以及不良观测条件。

释气[编辑]

一些瞬变现象可能由地下洞穴群中逸出的气体所引起。这些气体据说显示独特的淡红色,有的呈现如白云或朦胧的薄雾。大部分出现的瞬变现象都与底表开裂的陨石坑、月海边缘区或其他有火山地质活动的地方有关。然而,这些都是月球上最常见的目标,这种相关性可能是一种观测偏差。

支持释气说的证据是,月球探勘者号的α粒子光谱仪数据显示了最近泄出在月表的[23]。特别是阿里斯塔克斯陨石坑开普勒陨石坑附近释放的氡气,就产生于该卫星运行的两年间。这些观察结果反映了月表气体的扩散是缓慢而难以察觉的,或是由一系列间歇的喷发所构成。而支持爆炸性释气的证据为,月球表面有一处直径约3公里(1.9英里)的区域,因释气事件而“最近”才发生了改变[24][25]。该特征的年龄据认为在100万年左右,这表明此类大的现象只是很少发生。

撞击事件[编辑]

不断发生在月球表面的撞击事件,这种最常见的事件大多与流星雨期间的微陨石有关。地球上的天文台已多次或同时检测到了此类事件的撞击闪光[26][27][28][29]。通过摄像机拍摄的撞击记录自2005年来就一直存在,其中许多次就与流星雨有关[30]。此外,欧洲航天局智能1号卫星[31]印度的月球撞击探测器及美国宇航局月球坑观测和传感卫星都检测到了碰撞后发出的撞击云。撞击事件在月表会留下醒目的痕迹,通过分析这些地区前后的高分辨率照片就可检测到它们。在克莱门汀号(全球分辨率100米,选定区域7-20米)和智能1号卫星(分辨率50米)环行期间没有检测到新形成的撞击坑。

静电现象[编辑]

拍摄的八帧月球克拉维斯环形山的单独视频,显示了地球大气层对天文图像产生的影响效果。

有提议认为,静电的充放可部分解释月球瞬变现象。其中一种可能是近表地层(如岩石)断裂所产生的电磁效应将会对所有可能存在的气体充电,如吹入的太阳风放射性核元素衰变产物[32]。如果这发生在月球表面,则随后这些气体的放电将引发在地球上可看到的瞬变现象;另一种可能是尘埃云中悬浮颗粒的摩擦起电效应,引发了地球上可见的静电放电现象[33];最后,月球昼夜线附近带静电的悬浮尘埃也可能会引发某些地球上可看到的现象[34]

不利观察条件[编辑]

许多瞬变现象很可能与月球本身并没有关系,只是由于不利的观测条件或地球自身的有关现象所造成。例如,一些报道的月球瞬变现象就是因为使用了只具备近距分辨率的望远镜。地球大气层会造成明显的短暂失真,这种失真可能会与真实的瞬变现象混淆(一种称为视宁度的效应)。其他非月球因素的解释包括地球轨道卫星、流星以及观测误差[28]

月球瞬变现象的争论现状[编辑]

月球瞬变现象报告面临的最大问题,就是这些现象中绝大多数要么由单个的观察者,要么是在地球上某一单独位置(或两者都有)所发现。用于支持众多报道瞬变现象存在的证据都发生在月球的同一地方,然而,并没有多位观察者在地球不同地方对同一"事件"的目击报告,因此,必须以谨慎的态度来面对这些。正如上面所讨论的,对某些事件同样可信的说法是:它们是由地球大气层扰动造成的。但如果某一事件同时在地球上两个不同的地方被观察到,那么,这就可以作为反驳大气层原因的证据。

为甄别克莱门汀号飞船绕月期间通过业余天文学爱好者网络所报导的月球瞬变事件的真伪,曾进行过一次分析。在数个报导过的事件中,选择了其中四个飞船之前和之后所拍摄的照片,然后对这些照片进行仔细的比对,但结果显示它们与网站上的图片并没有明显的差别[35]。但这并不一定意味着这些报告就是观测误差,有可能是释气事件后月球表面并未留下可见的痕迹,然而,这也并不意味就肯定了这些事件都是真实的瞬变现象。

月球和行星观察协会以及英国天文协会目前正在协调各天文台重新观察曾报导发生过月球瞬变现象的地点。通过记录这些特征在相同光照和摄动条件下的外观,可判断一些报告是否只是观察者因视觉偏差而造成的误解。此外,借助数字图像对大气层产生的光色散、宁视模糊和光散射的模似,可确定这些因素能否来解释一些早期报告的月球瞬变现象。

最常观察到瞬变现象的对象[编辑]

对象 现象
阿方索环形山 坑底暗斑形状改变,亮度增高并且中央山丘颜色改变。
阿里斯塔克斯陨石坑 阴影下整体或局部有发光或闪烁现象,或亮度增高、或出现亮斑、变色、朦胧。
阿基米德陨石坑 底部出现闪光点。
阿特拉斯陨石坑里乔利环形山 月食月相期间底部暗斑形状改变。
韦达环形山 陨石坑南部暗斑形状改变。
伽桑狄环形山 月食期间,阴影中有闪光,瞬变现象移动。
戈丁陨石坑阿格里巴环形山 月食期间散发白色背光。
格里马尔迪环形山 月食期间坑底暗斑形状改变,坑底有光闪烁。
康德陨石坑 陨石坑被雾笼罩[36]
开普勒陨石坑 月食期间发光、亮度增加、变模糊。
哥白尼环形山 亮度提高,月食时散发白光。
朗伦环形山 坑底发光。
林奈陨石坑 月食时亮斑尺寸增大。
利希滕贝格陨石坑 出现偏红的斑块。
曼尼里乌斯陨石坑门纳劳斯陨石坑 月食时散发白光、闪烁和发光。
梅森环形山 不透明的"浮云"。
梅西耶陨石坑及卫星坑"梅西耶 A" 变模糊。
静海 移动的瞬变现象。
皮卡德陨石坑 变暗,变模糊。
柏拉图陨石坑 亮斑,坑底部位亮度改变,日食期间闪烁灰色辉光。
普林尼陨石坑 阴影下闪现光晕。
波希多尼环形山 变模糊。
普罗克洛斯陨石坑 在地球阴影下发亮。
特埃特图斯陨石坑 出现白色“浮云”[37]
特内里费山脉 散发白光。
梯摩恰里斯陨石坑 散发红光[38]
第谷环形山 日食期间幽暗的边缘外形发生变化,在地球阴影遮挡下射纹线发亮。
许癸努斯月溪 暗斑形状改变。
厄拉多塞陨石坑 坑底暗斑形状改变。

参考文献[编辑]

引用的文献
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一般参考文献

外部链接[编辑]

另请参阅[编辑]