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月亮是一个行星吗?与其他卫星存在哪些不同之处?

2020-07-27 15:33:28  来源:环球科学猫

在我们的太阳系之中,有许多大小不同的行星围绕着太阳旋转,而这些行星的周围,又有数百颗天然卫星围绕着它们运行。这些卫星中的大多数,都围绕更为巨大的行星运转,我们时常将拥有不同大小、形状,以及类型的这些卫星,统一称呼为月亮。但对于地球上生活的我们而言,地球的月亮则是我们头顶这片夜空中最耀眼的星体,并且,它也成为了人类迄今为止唯一踏足过的地外星球。那么,作为我们最为常见的、地球唯一的天然卫星,月球到底是一颗怎样的星球,它与其他行星的卫星存在哪些不同之处?

地球的月亮具有更稳定的运行方式

事实上,太阳系中的卫星要比我们想象的不稳定得多,它们甚至还会随着温度的变化而发生收缩或膨胀。因此,在对一般的卫星进行观察时,科学家们需要将自己的望远镜实时进行调整,才能够准确地追踪到自己的观测目标。而我们所发射的位于轨道上的助推器,也需要旋转反作用轮才能保持正确的轨道位置,但这个过程中的每一个细小操作,都会不可避免的引发一定程度上的抖动,而研究人员的高精度测量工作便很可能因此而中断。卫星的这一抖动现象,会让所有进行太空研究的科学家们感到不安,而基于月球科学研究的第一个优势,便与卫星的抖动有关。

不同于冥王星的月亮本身太大,导致行星摇摆不定,地球的月亮在行驶的时候表现得更加平稳,也是我们的星球具有更好的居住环境。对于空间科学研究这个领域而言,无抖动的环境具有更大的优势,再加上月球在以相同速度旋转的时候,发生了特殊的潮汐锁定现象,同步旋转使得月球始终以同一面面向地球,因而,研究人员几乎可以避免对望远镜做出太大调整,便能实现对月球的整个观察过程。与此同时,地球和月球之间的距离只有38.5万公里左右,当它们处于大型地磁风暴中、并向赤道方向移动之时,便可以观察到所谓的极光现象,这也为日光物理科学家们带来了好处。

对月球进行研究可加深对太阳的了解

虽然,太阳系拥有的已知卫星数量已达到两百多颗,但就位于太阳系内部的岩石行星而言,火星拥有两颗自己的小卫星,金星和水星没有卫星,而地球则只有月球这一颗天然卫星。并且,月球本身在没有卫星的同时,更不具有环状结构。虽然月球的直径仅有地球的四分之一左右,它的大小和质量都不是所有卫星之最,但早在很久之前,科学家们就通过对月球进行的研究,以更深入地了解我们的太阳。比如,当日全食发生的时候,即使是太阳的明亮外表也会被月亮所遮挡,而此时其电晕呈现出的微弱外部气氛,便可以被研究人员观察到。

当然,在通过日食获取到一些惊人的观测结果的同时,我们所需要耗费的等待时间无疑也是漫长的,尤其是对于特定位置进行的观察,就像是经历了四个世纪一样漫长。但是,倘若我们将观测太阳的望远镜置于月亮周围的正确轨道位置上,便可以按照我们的需要产生对应的日食现象。简而言之,科学家们不需要等待在望远镜的视线范围内月亮的移动,而是直接将望远镜的视线向后实现月亮的移动。就近距离的轨道而言,虽然在这样的情况下所产生的并不是日全食,一次只能看到太阳的一部分,但在每一次观测过程中,我们都可以看到太阳东西两边的高分辨率视图。

月球可揭示日光物理学中的某些问题

正如NASA的科学家史蒂夫·克拉克所言,月球就好比是一个记录了时空的“胶囊”物体,它具有和地球大致相同的形成时间,在其表面便拥有太阳的历史痕迹。而关于许多日光物理学中所涉及到的问题,诸多答案都隐藏在月球的身上。在一开始的十亿年时间里,我们的太阳当时的旋转速度应该比现在更快,那时的它会发生更多的太阳爆发现象,以至于此时的行星空间里充满了电。但这一切的确定,则需要我们证明很多过去已经发生的事件,从而得出十亿年前的太阳到底是什么样子。

由于月球本身没有板块构造,更没有液态水和大气层的存在,因而,在数十亿年前发生太阳爆发时,“月尘”中记录下了没有受到干扰的痕迹。比如, “月尘”中的钠和钾元素之类挥发物,它们都是拥有较低沸点的物质,往往会在月球的表面受到太阳粒子的撞击之时发生挥发。虽然,太阳过去的旋转速度相对更快,但若将其和其他星体进行比较,则表现得更加缓慢、且具有更高的喷发频率。所以,科学家们便可以随着时间的递进,观测这些元素的消耗情况,从而了解到太阳前十亿年里的更多信息。过去的太阳,可能为其周围世界带来的是一个更加恶劣的环境,我们可以从“月尘”中了解到更多与太阳有关的历史,而它的两极样品,则可以表明留下的挥发物模式是否被改变。

月球可成为人类登陆火星的试验台

对于科学家们而言,在登陆宇宙中某个星球的时候,太空天气无疑是最受关注的问题之一,尤其是太阳可能带来的不可预测的影响。众所周知,月球是我们人类已经登陆过的唯一地外星球,但就是在这样一个星球上,太阳耀斑的X射线也只需要8分钟左右的时间,便可以抵达月球的表面。而带有巨大的、且携带了磁力线的泡沫状气体的日冕物质抛射,也可在一天之内到达月球。虽然,像SEP或太阳高能粒子相对更加罕见,但却具有更快的速度和更致命的危险,就像子弹一般快速而具有杀伤力。

在登陆目标星球的时候,太空辐射是宇航员们面临的关键性安全因素之一,当我们的登陆地点是月球的时候,从地球上的预警系统发出信号,到宇航员们接收到信息,大概需要一秒钟的时间。但倘若登陆的地点是火星,那么,两地之间的对接交流则会面临更长时间的延迟。之所以人类会首先登陆月球,也是为了在更近的距离里,测试我们现有的保护系统还需要如何进行改进。随着科学家们对月球和火星了解的进一步深入,我们获取到的太阳和地球的连接机会也越来越多,太阳在其周围空间里拥有巨大的影响力,这让我们不得不对其有更多的认识。

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