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2011年12月12日 (月)

皆既月食はなぜ赤く見えるのか 月食の仕組み(2)

先日の皆既月食では赤い月を見ることができました。この赤い月は、地球の大気を屈折しながら通り抜けてきた太陽光によるものです。

夕焼けのときに空が赤くそまるのは、太陽が高さが低くなるので、太陽光が大気中を通る距離が昼間より長くなります。このとき、太陽光に含まれる波長の短い青色系の光のほとんどは大気中で散乱してしまいますが、赤色系の光は地表に届くようになります。そのため、太陽や空が赤く見えるのです。

Photo

次の写真は夕焼けで染まる雲を宇宙から撮影したものです。

Earthterminator_iss002_full

Earth at Twilight
Explanation: No sudden, sharp boundary marks the passage of day into night in this gorgeous view of ocean and clouds over our fair planet Earth. Instead, the shadow line or terminator is diffuse and shows the gradual transition to darkness we experience as twilight. With the Sun illuminating the scene from the right, the cloud tops reflect gently reddened sunlight filtered through the dusty troposphere, the lowest layer of the planet's nurturing atmosphere. A clear high altitude layer, visible along the dayside's upper edge, scatters blue sunlight and fades into the blackness of space. This picture actually is a single digital photograph taken in June of 2001 from the International Space Station orbiting at an altitude of 211 nautical miles.

皆既月食で月が赤くなるのは夕焼けの現象と関係しています。上の図で太陽光は地上に届くだけでなく、次の図のように大気を通り抜けていくものもあります。太陽光が、大気の長い距離を通り抜けるとき、青色光が散乱してしまいます。赤い光だけが大気を通り抜けてきます。このとき、光は大気によって屈折するため、光は地球の裏側に回り込むようにして通り抜けていきます。この光が月に当たるため、月が赤く見えるのです。

Photo

この赤い光は部分月食のときにも月に届いていますが、地球の影になっていない月の表面の反射光が明るいため、赤く見えません。皆既月食では、月の表面に届く光が、この赤い光だけになるので、月が赤く見えます。

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