你看红月亮掩天王星了吗？天文学家竟用它偷窥系外星河……

本周，红色月全食挂满朋友圈，罕见的月掩天王星也一并出现。无数天文爱好者通过直播或直接观赏了这场“带血”的月色奇观，毕竟下一次月全食是在2025年的9月，下一次可观测的月掩天王星可能得等到2068年，而要说月全食巧遇月掩星，那就是两千多年以后的事了。

月亮为什么变红？

当太阳、地球、月球处于同一直线时，月球会完全或部分进入地球的阴影区，难以收到太阳光直接照射，从而发生月食。按地球阴影的遮蔽程度，月食分为半影月食、月偏食和月全食。

月全食意味着月球完全进入地球本影，那么既然照不到太阳光了，也不反射太阳光了，为什么地球上的观察者还会看见红月亮呢？

原因在于，虽然月食期间大部分阳光都被挡住，但仍有一部分可借助地球大气层的折射和散射抵达月球：

大气层会散射掉波长较短的蓝紫色光线，而让波长更长的红光穿过，折射向月球。于是我们就看到了发红“见血”的月亮。

正因如此，大气的粒子构成变化能够给红月“调色”。野火烟雾和火山尘的积累会加深落日红，当然也会令红月色调更深；如果月食期间的大气格外清朗，那么更多短波长的光线将会折射向月球，使其趋于浅色调——我们甚至可能因此欣赏到红橙色的月亮。

巧用月食原理探究系外行星

对于科学家来说，月食的色调可以揭示地球大气层的特征——利用此原理，我们未来可以观测遥远恒星周围的行星。

天文学家通常不会直接观测系外行星，而是选择寻找凌日事件（transits），即行星从其母恒星前方穿过而使恒星变暗的现象。对于地球上的观察者来说，凌日现象发生期间，来自恒星的光会被系外行星的大气层散射和折射，正如上文提及的月食期间太阳光所经历的那样。

因此，天文学家将月食视为对标系外行星凌日现象的经典模型。NASA戈达德太空飞行中心的天文学家艾莉森·扬伯伦（Allison Youngblood）表示：“我们可将月球作为一面镜子，来观察地球对太阳的凌日现象。”

2019年1月，扬伯伦和同事利用哈勃太空望远镜观察月全食期间月球所反射的太阳光，这些光经过了地球大气层的筛选，滤除了部分波长，最后到达月球的光谱证明地球大气的确存在臭氧！

用扬伯伦博士的话说，“这场观测就是一次训练”，以地球为模型，检验能否用哈勃准确观测大气细节。

据悉，美国亚利桑那大学的天文学家玛尼莎·什雷斯塔（Manisha Shrestha）于此次月全食期间在亚利桑那州基特峰国家天文台上观察红月，旨在发现地球大气里的某些化学物质，以及它们的分布。

过去从未对系外行星开展这种观测。天文学界今后的探索将不会只求揭示系外行星是否有云，还会分析这些云是否像地球大气一样，厚厚的一层将全世界笼住，其分布又是否均匀。如果它们既不均匀又由水蒸气组成，那颗系外行星就可能是地球2.0。

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来源： 世界科学

编辑：TT