皆既月食が赤い理由はなぜ?

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月食は、太陽、地球、月が一直線に並び、月が地球の影に入ると発生します。

皆既月食では、月全体が地球の影の最も暗い部分に収まります。月が陰影の中にあるとき、月は赤みを帯びた色合いに変わります。

この現象から、月食は「ブラッドムーン」と呼ばれることもあります。

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皆既月食が赤い理由はなぜ?

皆既月食の間、月は通常、赤またはオレンジの色合いに変わりますがなぜなんでしょうか?

皆既月食中は月が真っ黒に見える訳じゃありません。朝日や夕日がオレンジ色なのと同じ理由、つまり太陽光の屈折と拡散のせいで赤っぽくなります。

月食のときの空気中のチリの量で色も変化するそうです。

私たちの空を青く、夕焼けを赤くするのと同じ現象が、月食の際に月を赤くします。レイリー散乱と呼ばれます。

光と微粒子との相互作用によって起こる散乱の程度(散乱され易さ)は、光の波長 λ と微粒子の大きさ D(分子や原子による電場・磁場の領域)との相対関係で決まります。微粒子の大きさ D が光の波長 λ よりも遥かに小さい場合( D << λ )は、光の波長が短いほど散乱され易く、具体的には波長 λ の 4 乗に逆比例して散乱され易くなります。この領域の散乱を「レイリー散乱」と呼んでいます。
引用:https://www.ccs-inc.co.jp/guide/column/light_color/vol21.html

光は波で伝わり、光の色によって物理的性質が異なります。青い光は波長が短く、波長が長い赤い光よりも地球の大気中の粒子によって散乱されやすい性質を持っています。

一方、赤い光は大気中をより直接的に進みます。太陽が頭上にあるとき、空全体に青い光が見えます。

しかし、太陽が沈むとき、太陽光は私たちの目に到達する前に、より多くの大気を通過し、遠くまで移動する必要があります。

太陽からの青い光は散乱し、より波長の長い赤、オレンジ、黄色の光が通過します。

月食の間、月に到達する唯一の太陽光が地球の大気を通過するため、月が赤くなります。

月食中に地球の大気中のほこりや雲が多いほど、月はより赤く見えます。まるで世界中の日の出と日の入りが月に投影されているかのようです。

まとめ:皆既月食が赤い理由はなぜ?

月自体には光がなく、表面が太陽光を反射するために輝いています。皆既月食の間、地球は太陽と月の間を移動し、月の光の供給を遮断します。これが起こると、月の表面は完全に暗くなるのではなく、赤みを帯びた輝きを帯びます.

月が全体的に赤みを帯びる理由は、レイリー散乱と呼ばれる現象です。色鮮やかな日の出や日の入り、空が青く見えるのと同じメカニズムです。

太陽の光は人間の目には白く見えますが、実際にはさまざまな色で構成されています。これらの色は、プリズムまたは虹で見ることができます。スペクトルの赤の部分に向かう色は、波長が短く、周波数が高いスペクトルの紫の部分に向かう色と比較して、波長が長く、周波数が低くなります。

私たちの惑星・地球の大気を取り巻く空気の層は、さまざまなガス、水滴、ほこりの粒子で構成されています。

地球の大気に入る太陽光が、光の波長よりも小さい粒子に当たると、さまざまな方向に散乱されます。ただし、光スペクトルのすべての色が均等に散乱するわけではありません。波長の短い色、特に紫と青の色はより強く散乱されるため、月食中に月の表面に当たる前に太陽光から除去されます。赤やオレンジなどの波長の長いものは、大気を通過します。この赤オレンジ色の光は、地球の周りで曲がったり屈折したりして月の表面に当たり、皆既月食で有名な赤みがかったオレンジ色の輝きを月に与えます。

皆既月食の始まりと終わりの直前に目を凝らすと、月の顔に水色または青緑色の帯がみえます。

これは、地球のオゾン層が赤色光を散乱させ、大気の他の層によってフィルター処理されている青色光の一部を通過させるために発生します。

皆既月食の間、月は、月食時の地球の大気の状態に応じて、赤、オレンジ、または金のさまざまな色合いを帯びることがあります。

ほこりの粒子、水滴、雲、霧の量はすべて、赤の色合いに影響を与える可能性があります。大気中の火山灰やちりも、日食中に月が暗くなる原因となります。

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