通常情况下,即使是满月也比太阳少了大约40万倍的亮度,这使得它在人类的眼睛中显得更加暗淡。虽然在可见光下,太阳总是比月亮更耀眼(因为后者反射了前者的光),但在光谱中有一部分是月亮甚至可以超过太阳的。
在人类眼中,月亮是第二大可见物体,仅次于太阳。
正如在宇宙背景下的X射线所看到的,在ROSAT拍摄的这张早期X射线图像中,月球被照亮(明亮)和非照明部分(黑暗)是清晰可见的。X射线和几乎所有波长的光一样,大部分来自太阳的反射发射.
月光只是从其他来源反射出来的光,不是自发光的。
与电磁光谱的各个部分相对应的尺寸、波长和温度/能量尺度。你必须用更高的能量和更短的波长来探测最小的尺度。尽管月球反射阳光,但太阳发出的最有能量的光子通常在X射线能量上达到极限。
在整个电磁光谱中,太阳总是比月亮得多。
这张1991年的照片显示康普顿伽玛射线天文台于1991年4月7日在亚特兰蒂斯号航天飞机上部署在太空。这个天文台是人类第一颗基于太空的伽马射线卫星,是美国宇航局最初的大型天文台计划的一部分,其中包括哈勃、康普顿、钱德拉和斯皮策。
直到,也就是说,我们启动了康普顿伽玛射线天文台能够测量出最高能量辐射。
一张白鹭仪器的图表,用于观测康普顿伽玛射线天文台上的高能光子。白鹭仪器是唯一能够测量能量在20 MeV至30 GeV之间的光子的仪器:比太阳通常发射的能量更高的光子。
太阳,在伽马射线中,是非常安静的,因为它发出的辐射达到了X射线能量的顶峰.
太阳穿过电磁光谱的光是由核聚变引起的,核聚变主要是将氢转化为氦。核反应产生的中微子和辐射从无线电一直延伸到X射线,但是伽马射线很少产生:在耀斑事件中。(美国航天局/太阳动力学观测站)
另一方面,月球相对于太阳发出的光很少,但在伽马射线中却比太阳强。
从1991年到1994年,月球多次进入康普顿伽玛射线天文台的视场,在那里仪器能够观测到它。康普顿用其白鹭仪探测到月球的高能伽马射线,月球伽马辐射的能谱与宇宙射线与月球表面相互作用产生伽马射线的模型是一致的。在这些高能量中,月亮比(非耀斑的)太阳更明亮。
在整个电磁光谱中,只有在能量最高的伽马射线中,月球才能超过太阳。
新月之后的一天,一个薄薄的新月落在西边。其余的圆盘仍然被从地球反射的光照亮,而这些光是随后发生在月球表面上的。月亮总是在伽玛射线中出现,即使只有一个新月被太阳照亮,这一事实告诉我们,产生这些月γ射线的并不是反射的阳光。
这一观察本身就告诉我们,月球并不是通过反射阳光来产生伽马射线的。
利用美国宇航局月球侦察轨道器(LRO)及其窄角相机(LROC)的数据,我们现在可以建立月球表面的三维模型,并模拟任何可能的着陆场来执行任务。我们目前的理解告诉我们,月球表面由许多更重的元素组成,几乎没有大气层,而且磁场可以忽略不计。这些因素的结合基本上创造了从高能核反冲中产生伽马射线的“完美风暴”。
与太阳不同的是,月球表面主要由较重的元素组成,而太阳则主要是氢和氦。
太阳产生伽马射线的唯一时间是在耀斑事件中,当加速的高能质子会与较重的原子核碰撞,产生一个发出伽马射线的激发态原子核。在安静的条件下,这些快速质子只会与氢或氦核相互作用,而这些原子核不会产生这些伽马射线。然而,在月球表面,重核比比皆是,然后发出伽马射线的激发态原子核的产生随处可见。
当来自整个宇宙的宇宙射线(高能粒子)与重原子碰撞时,核反冲会产生伽马射线发射。
由高能天体物理源产生的宇宙射线可以到达太阳系中的任何物体,并且似乎全方位地渗透到我们所在的空间区域。当它们与地球相撞时,它们撞击大气中的原子,在表面产生粒子和辐射。当它们撞击月球表面的重元素时,它们会引起核反冲/反应,最终产生我们观察到的高能伽马射线。(aspera协作/天体粒子ERANET)
由于没有大气或磁场,并且岩石圈富含重元素,宇宙射线在撞击月球时产生伽马射线。
虽然太阳通常不会产生伽马射线或宇宙射线来解释我们在月球上看到的东西,但它的复杂磁场在11年的时间尺度上经历了周期性的变化。这些变化可以改变伽马射线通量从月球,随着时间的推移,高达20%。
如果我们有伽马射线的眼睛,月球从任何角度看都会显得“饱满”。
有了7块不断增加的观测时间,从2个月到128个月,我们可以看到,随着时间的推移,月亮的伽马射线图像变得越来越清晰。这张照片是由美国宇航局旗舰伽马射线天文台费米拍摄的,能量为31 MeV或更高。在这些高能伽马射线中,月球确实比太阳更耀眼。
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