你看紅月亮掩天王星了嗎？天文學家竟用它偷窺系外星河……

本週，紅色月全食掛滿朋友圈，罕見的月掩天王星也一併出現。無數天文愛好者透過直播或直接觀賞了這場“帶血”的月色奇觀，畢竟下一次月全食是在2025年的9月，下一次可觀測的月掩天王星可能得等到2068年，而要說月全食巧遇月掩星，那就是兩千多年以後的事了。

月亮為什麼變紅？

當太陽、地球、月球處於同一直線時，月球會完全或部分進入地球的陰影區，難以收到太陽光直接照射，從而發生月食。按地球陰影的遮蔽程度，月食分為半影月食、月偏食和月全食。

月全食意味著月球完全進入地球本影，那麼既然照不到太陽光了，也不反射太陽光了，為什麼地球上的觀察者還會看見紅月亮呢？

原因在於，雖然月食期間大部分陽光都被擋住，但仍有一部分可藉助地球大氣層的折射和散射抵達月球：

大氣層會散射掉波長較短的藍紫色光線，而讓波長更長的紅光穿過，折射向月球。於是我們就看到了發紅“見血”的月亮。

正因如此，大氣的粒子構成變化能夠給紅月“調色”。野火煙霧和火山塵的積累會加深落日紅，當然也會令紅月色調更深；如果月食期間的大氣格外清朗，那麼更多短波長的光線將會折射向月球，使其趨於淺色調——我們甚至可能因此欣賞到紅橙色的月亮。

巧用月食原理探究系外行星

對於科學家來說，月食的色調可以揭示地球大氣層的特徵——利用此原理，我們未來可以觀測遙遠恆星周圍的行星。

天文學家通常不會直接觀測系外行星，而是選擇尋找凌日事件（transits），即行星從其母恆星前方穿過而使恆星變暗的現象。對於地球上的觀察者來說，凌日現象發生期間，來自恆星的光會被系外行星的大氣層散射和折射，正如上文提及的月食期間太陽光所經歷的那樣。

因此，天文學家將月食視為對標系外行星凌日現象的經典模型。NASA戈達德太空飛行中心的天文學家艾莉森·揚伯倫（Allison Youngblood）表示：“我們可將月球作為一面鏡子，來觀察地球對太陽的凌日現象。”

2019年1月，揚伯倫和同事利用哈勃太空望遠鏡觀察月全食期間月球所反射的太陽光，這些光經過了地球大氣層的篩選，濾除了部分波長，最後到達月球的光譜證明地球大氣的確存在臭氧！

用揚伯倫博士的話說，“這場觀測就是一次訓練”，以地球為模型，檢驗能否用哈勃準確觀測大氣細節。

據悉，美國亞利桑那大學的天文學家瑪尼莎·什雷斯塔（Manisha Shrestha）於此次月全食期間在亞利桑那州基特峰國家天文臺上觀察紅月，旨在發現地球大氣裡的某些化學物質，以及它們的分佈。

過去從未對系外行星開展這種觀測。天文學界今後的探索將不會只求揭示系外行星是否有云，還會分析這些雲是否像地球大氣一樣，厚厚的一層將全世界籠住，其分佈又是否均勻。如果它們既不均勻又由水蒸氣組成，那顆系外行星就可能是地球2。0。

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