月球瞬變現象

月球瞬變現象（英語：transient lunar phenomenon (TLP) 或 lunar transient phenomenon (LTP)）是月球表面亮度、色澤或外觀上的短暫變化。

有關月球瞬變現象的說法至少可追溯至1000年前，一些目擊者或有聲望的科學家曾獨立地觀察到這一現象。但大多數報導的月球瞬變現象都無法再現，令它不足以用作區分假說或解釋起源的對照實驗。

大多數月球科學家都承認瞬態事件，如月球地質史中所發生的釋氣和撞擊事件，但問題的焦點在於此類事件發生的頻率。

1968年派屈克·穆爾在他參與合編的美國宇航局 R-277 技術報告《月球事件報導年鑑》中，創建了“月球瞬變現象”這一術語。

基本介紹

• 中文名：月球瞬變現象
• 外文名：transient lunar phenomenon

事件描述

報告的月球瞬變現象範圍包括從霧斑到月球景觀的永久性改變。卡梅倫將這些分為：

1. 氣體，涉及雲霧和其他形式的朦朧狀態；
   
2. 顏色發紅；
   
3. 變綠、變藍或變紫色；
   
4. 變亮；
   
5. 變暗。
   

存在大量二種類型的月球瞬變現象，從公元6世紀以來累計記錄有2,254次。這些事件中最為可靠的，至少三分之一是來自阿里斯塔克斯高原附近。

以下是一些較為著名的瞬態現象歷史記錄：

• 公元1178年6月18日，五位或以上的坎特伯雷教堂修士報告了日落後不久發生在月球上的劇變。“一彎明亮的新月像往常一樣，月牙朝東，突然它的上角端一分為二，從中迸發出一團火焰，隨後火光、熱灰和火花噴溢而出，距離相當長。與此同時，月亮下半段身體在不停地扭動，當時這一切令人十分驚恐，告訴我這些話的人說，從他們的眼中望去，月亮抽搐得像一條受傷的蛇，然後又恢復常態。這種現象重複了十幾次或更多，跳躍的火焰不停變幻著形狀，然後又回復正常。接下來，在這些變化之後，沿整個月牙，從一端到另一端被蒙上一層黑影。”1976年，地質學家傑克.哈同提出，這一切是在描述焦爾達諾·布魯諾隕石坑的形成。然而，最近的研究表明，1178年的事件似乎不太可能與焦爾達諾·布魯諾隕坑的形成有關，甚至不一定是月球瞬變現象。因為，一次足以留下直徑達22公里隕石坑的大撞擊所濺發出的百萬噸碎岩將會在地球上空形成空前激烈、長達一周的流星暴。但在任何現有的歷史記錄（包括世界各地的天文檔案），都沒發現這種令人難忘的流星暴。鑒於此，人們懷疑這群修士（該事件目擊者）從他們所處的位置及與月球如此遙遠的距離上，是否真的偶然看到了迎面而來在大氣層中爆炸的流星。
  
• 1787年4月19日晚，英國天文學家威廉·赫歇爾爵士在月球幽暗的部位發現了三塊赤紅色亮斑。他將這一觀察報告給了英皇喬治三世和其他天文學家。赫歇爾將此現象歸認為火山爆發，並察覺到這三塊光斑的亮度超過了4月10日所發現的彗星。就在赫歇爾發現這一現象的同時，義大利帕多瓦上空出現了極光波紋（北極光）。距北極圈如此南的地方產生極光活動非常罕見。在帕多瓦極光和赫歇爾的發現過後不久，即1787年5月太陽黑子數量達到了頂峰。
  
• 1866年，經驗豐富的月球觀測者和製圖師約翰·弗里德里希·朱利葉斯·施密特聲稱，林奈隕石坑的外觀發生了改變。根據早期約翰·希羅尼穆斯·施羅特的月圖、他個人的觀察及在1841年與1843年間所繪製的月圖，他指出：該隕坑“在斜照時無法全部看到”（他強調），而直射下，又只是一塊亮點。在反覆觀測的基礎上，他進一步指出，“在任何光照條件下都看不到一座標準的林奈隕石坑了”，（它）“已發生了局部變化”。林奈隕石坑仍是一座可看到的年輕正常的撞擊坑，直徑約1.5英里（2.4公里）。
  
• 1958年11月2日，蘇聯天文學家“尼古拉·亞歷山德羅維奇·科濟列夫”（Nikolai Aleksandrovich Kozyrev）使用配帶光譜儀的48英寸（122厘米）反射望遠鏡，觀察到發生在阿方索環形山中央峰上為時半小時的明顯“爆發”。從這段時間所得到的光譜圖顯示了由C₂和C₃分子形成的明亮氣體噴髮帶。同時在第二幅光譜圖中，他注意到“中央區域明顯上升的亮度和一種異常的白色。”然後，“突然間所有的亮度都開始下降”，所得到的光譜值又回復正常。
  
• 1963年10月29日，航圖和信息中心兩名製圖員，詹姆斯·克拉克·格里納克（James Clarke Greenacre）和愛德華·巴爾（Edward M. Barr），在亞利桑那州弗拉格斯塔夫洛厄爾天文台，人手記錄在月球眼鏡蛇首西南面、施勒特爾月谷東南一座山丘上以及阿里斯塔克斯環形山西南內壁有非常明亮的紅、橙、粉色光。這一事件引起了人們對TLP報告態度的重大轉變。根據威利·萊伊（Willy Ley）的說法：“專業界的第一個反應，理所當然是驚喜，接下來則是歉意，而歉意所針對的正是早已過世的偉大天文學家，威廉·赫歇爾爵士”。美國天文學家威尼弗雷德·索泰爾·卡梅隆（Winifred Sawtell Cameron）所作的一條注釋（1978年，第778號事件）寫道：“這一切與11月的發現激起了人們的極大興趣以及對月球的觀察”。此發現的可信度源於格里納克作為一名無可挑剔的製圖員的崇高聲望，而非任何其他的照片證據。
  
• 1963年11月1至2日晚上，也就是格里納克事件後的幾天，在法國庇里牛斯山日中峰天文台（Observatoire du Pic-du-Midi），茲德內克·科帕爾（Zdeněk Kopal）和托馬斯·拉克姆（Thomas Rackham）拍攝到了首張月表大範圍發光的照片。他們發表在《科學美國人》雜誌上的文章將此變成了最廣為人知的月球瞬變現象事件。與其他人一樣，科帕爾認為產生這一現象的原因可能是太陽高能粒子。
  
• 1969年阿波羅11號任務期間，休斯頓向阿波羅11號發出無線電通訊：“我們得到報告，在阿里斯塔克斯隕石坑附近顯示有月球瞬變現象，如有時間，請前往查看。”位於西德波鴻的天文學家在月球表面觀察到一道明亮的光芒-類似吸引了數世紀月球謎們的怪異冷光。這一報告被傳送至休斯頓，然後由休斯頓傳給太空人。太空人收到信息後立刻報告：“嘿，休斯頓，我正看向北面的阿里斯塔克斯坑，那裡確有一處比周圍區域更耀眼，似乎有一些螢光”。
  
• 1992年，位於巴黎天文台天文學家奧杜安·多爾菲斯（Audouin Dollfus）使用一架3.2英尺天文望遠鏡觀察到朗倫環形山坑底表面的異常特徵。1992年12月29日當晚開始觀測時的情況是正常的，但接下來在外觀未發生改變的情況下，卻記錄到長達6分鐘的異常高反照率和偏振現象。三天后，該區域附近又出現類似的現象，但範圍更小。當時該區域的觀察環境類似於鏡面，從觀測到的振幅數據來看，這種現象與鏡面反射的陽光並不一樣。最能接受的說法是這是由於泄出氣體形成的顆粒雲霧所導致的光散射，而這種泄出的氣體可能來源於隕石坑底表的裂隙。
  

解釋

對於月球瞬變現象的解釋都可歸集於以下四種：釋氣、撞擊事件、靜電現象以及不良觀測條件。

釋氣

一些瞬變現象可能是由月球地下洞穴群中釋出的氣體所引起。這些氣體據說顯示獨特的淡紅色，有的呈現如白雲或朦朧的薄霧。大部分出現的瞬變現象都與底表開裂的隕石坑、月海邊緣區或其他有火山地質活動的地方有關。然而，這些都是月球上最常見的目標，這種相關性可能是一種觀測偏差。

支持釋氣說的證據是，月球探勘者號的α粒子光譜儀數據顯示了最近泄出在月表的氡氣。特別是阿里斯塔克斯隕石坑和克卜勒隕石坑附近釋放的氡氣，就產生於該衛星運行的兩年間。這些觀察結果反映了月表氣體的擴散是緩慢而難以察覺的，或是由一系列間歇的噴發所構成。而支持爆炸性釋氣的證據為，月球表面有一處直徑約3公里(1.9英里)的區域，因釋氣事件而“最近”才發生了改變。該特徵的年齡據認為在100萬年左右，這表明此類大的現象只是很少發生。

撞擊事件

不斷發生在月球表面的撞擊事件，大多與流星雨期間的微隕石有關。地球上的天文台已多次或同時檢測到此類事件的撞擊閃光。通過攝像機拍攝的撞擊記錄自2005年來就一直存在，其中許多次就與流星雨有關。此外，歐洲航天局的SMART-1衛星、印度的月球撞擊探測器及美國宇航局月球坑觀測和感測衛星都檢測到碰撞後產生的撞擊雲。撞擊事件在月表會留下明顯的痕跡，通過分析事件發生前後的高解析度照片就可檢測出來。在克萊門汀號（全球解析度100米，選定區域7-20米）和SMART-1衛星（解析度50米）環行期間沒有檢測到新形成的撞擊坑。

靜電現象

有提議認為，靜電可解釋部分月球瞬變現象。其中一種可能是近表地層（如岩石）斷裂所產生的電磁效應，它會對所有可能存在的氣體充電，如吹入的太陽風或放射性核元素衰變產物。如果這發生在月球表面，隨後這些氣體的放電將引發在地球上可看到的瞬變現象。另一種可能是塵埃雲中懸浮顆粒的摩擦起電效應，引發了地球上可見的靜電放電現象。最後，月球晝夜線附近帶靜電的懸浮塵埃也可能會引發此等現象。

不利觀察條件

許多瞬變現象很可能與月球本身並沒有關係，只是由於不利的觀測條件或地球自身的有關現象所造成。例如，一些報導中所觀測到的月球瞬變現象是因為使用了只具備近距解析度的望遠鏡。地球大氣層會造成明顯的短暫失真，而這種失真亦有可能會與真實的瞬變現象混淆（一種稱為視寧度的效應）。其他非月球因素的解釋包括地球軌道衛星、流星以及觀測誤差。

月球瞬變現象的爭論現狀

月球瞬變現象報告面臨的最大問題，就是這些現象中絕大多數要么由單個的觀察者，要么是在地球上某一單獨位置(或兩者都有)所發現。用於支持眾多報導瞬變現象存在的證據都發生在月球的同一地方，然而，並沒有多位觀察者在地球不同地方對同一"事件"的目擊報告，因此，必須以謹慎的態度來面對這些。正如上面所討論的，對某些事件同樣可信的說法是：它們是由地球大氣層擾動造成的。但如果某一事件同時在地球上兩個不同的地方被觀察到，那么，這就可以作為反駁大氣層原因的證據。

為甄別克萊門汀號飛船繞月期間通過業餘天文學愛好者網路所報導的月球瞬變事件的真偽，曾進行過一次分析。在數個報導過的事件中，選擇了其中四個飛船之前和之後所拍攝的照片，然後對這些照片進行仔細的比對，但結果顯示它們與網站上的圖片並沒有明顯的差別。但這並不一定意味著這些報告就是觀測誤差，有可能是釋氣事件後月球表面並未留下可見的痕跡，然而，這也並不意味就肯定了這些事件都是真實的瞬變現象。

月球和行星觀察協會以及英國天文協會正在協調各天文台重新觀察曾報導發生過月球瞬變現象的地點。通過記錄這些特徵在相同光照和攝動條件下的外觀，可判斷一些報告是否只是觀察者因視覺偏差而造成的誤解。此外，藉助數字圖像對大氣層產生的光色散、寧視模糊和光散射的模似，可確定這些因素能否來解釋一些早期報告的月球瞬變現象。

最常觀察到瞬變現象的對象

對象	現象
阿方索環形山	坑底暗斑形狀改變，亮度增高並且中央山丘顏色改變。
阿里斯塔克斯隕石坑	陰影下整體或局部有發光或閃爍現象，或亮度增高、或出現亮斑、變色、朦朧。
阿基米德隕石坑	底部出現閃光點。
阿特拉斯隕石坑及里喬利環形山	月食和月相期間底部暗斑形狀改變。
韋達環形山	隕石坑南部暗斑形狀改變。
伽桑狄環形山	月食期間，陰影中有閃光，瞬變現象移動。
戈丁隕石坑和阿格里巴環形山	月食期間散發白色背光。
格里馬爾迪環形山	月食期間坑底暗斑形狀改變，坑底有光閃爍。
康德隕石坑	隕石坑被霧籠罩。
克卜勒隕石坑	月食期間發光、亮度增加、變模糊。
哥白尼環形山	亮度提高，月食時散發白光。
朗倫環形山	坑底發光。
林奈隕石坑	月食時亮斑尺寸增大。
利希滕貝格隕石坑	出現偏紅的斑塊。
曼尼里烏斯隕石坑和門納勞斯隕石坑	月食時散發白光、閃爍和發光。
梅森環形山	不透明的"浮雲"。
梅西耶隕石坑及衛星坑"梅西耶 A"	變模糊。
靜海	移動的瞬變現象。
皮卡德隕石坑	變暗，變模糊。
柏拉圖隕石坑	亮斑，坑底部位亮度改變，日食期間閃爍灰色輝光。
普林尼隕石坑	陰影下閃現光暈。
波希多尼環形山	變模糊。
普羅克洛斯隕石坑	在地球陰影下發亮。
特埃特圖斯隕石坑	出現白色“浮雲”。
特內里費山脈	散發白光。
梯摩恰里斯隕石坑	散發紅光。
第谷環形山	日食期間幽暗的邊緣外形發生變化，在地球陰影遮擋下射紋線發亮。
許癸努斯月溪	暗斑形狀改變。
厄拉多塞隕石坑	坑底暗斑形狀改變。