Mặt Trăng Đầy Sắc Màu

Mặt Trăng Đầy Sắc Màu hay phases của Mặt Trăng là sự xuất hiện của các mặt phẳng được chiếu sáng bởi Mặt Trời khi nhìn từ một điểm quan sát, thường là từ Trái Đất. Các pha của Mặt Trăng thay đổi một cách tuần hoàn khi Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, phụ thuộc vào sự thay đổi vị trí tương đối của ba thiên thể Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời. Một nửa bề mặt của Mặt Trăng luôn được chiếu sáng bởi Mặt Trời (ngoại trừ lúc nguyệt thực), và tỉ lệ phần trăm bề mặt chiếu sáng khi quan sát từ Trái Đất thay đổi từ 0% (trăng mới hay trăng đầu tháng hoặc sóc) đến 100% (trăng tròn hay trăng đầy). Biên của vùng chiếu sáng và không chiếu sáng của bán cầu được gọi là ranh giới chiều sáng hoặc chạng vạng.

Tổng quan

Các pha của Mặt Trăng phụ thuộc vào góc nhìn chiếu sáng của Mặt Trăng từ các vị trí hình học khác nhau; những mảng tối không phải là do Trái Đất che khuất Mặt Trăng trong ngày trăng tròn. Mặt Trăng thể hiện các pha khác nhau khi vị trí hình học tương đối của Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng thay đổi, trăng tròn (vọng) xuất hiện khi Mặt Trời và Mặt Trăng ở hai phía đối diện của Trái Đất, và trăng mới (sóc) xuất hiện khi chúng cùng ở một phía so với Trái Đất. Các pha trăng tròn và trăng mới là những ví dụ của hiện tượng sóc vọng, xảy ra khi Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời nằm gần cùng một đường thẳng. Thời gian giữa hai lần trăng tròn (tháng âm lịch) trung bình khoảng 29,53 ngày (29 ngày 12 giờ 44 phút) (từ đây, khái niệm về chu kỳ thời gian của một tháng được suy ra). Tháng giao hội này dài hơn thời gian Mặt Trăng quay một vòng quanh quỹ đạo của Trái Đất so với các ngôi sao cố định ở xa (gọi là tháng thiên văn, dài khoảng 27,32 ngày). Sự khác biệt này là do trong khi hệ Mặt Trăng-Trái Đất quay quanh Mặt Trời thì Mặt Trăng cũng di chuyển trên quỹ đạo quanh Trái Đất.

Thời gian thực giữa hai lần sóc vọng hoặc hai pha thay đổi một chút do quỹ đạo của Mặt Trăng có dạng elip và chịu nhiều nhiễu loạn có chu kỳ, làm cho vận tốc trên quỹ đạo của nó thay đổi. Khi Mặt Trăng gần Trái Đất hơn, nó di chuyển nhanh hơn, khi xa hơn, nó di chuyển chậm hơn. Quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời cũng là một hình elip, do đó vận tốc của nó cũng thay đổi, và tổng hợp lại ảnh hưởng đến các pha của Mặt Trăng.

Chúng ta mong đợi rằng mỗi tháng khi Mặt Trăng đi vào giữa Trái Đất và Mặt Trời trong giai đoạn trăng mới, bóng của nó sẽ chiếu lên Trái Đất gây ra hiện tượng nhật thực. Tương tự, trong giai đoạn trăng tròn, chúng ta mong rằng bóng của Trái Đất sẽ che khuất Mặt Trăng, dẫn đến hiện tượng nguyệt thực. Tuy nhiên, hai hiện tượng này không xảy ra hàng tháng do mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất nghiêng khoảng 5 độ so với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời (gọi là mặt phẳng hoàng đạo). Vì vậy, khi đến thời điểm trăng mới hoặc trăng tròn, Mặt Trăng nằm ở phía bắc hoặc nam theo đường nối giữa Trái Đất và Mặt Trời. Mặc dù thiên thực chỉ có thể xảy ra khi Mặt Trăng ở thời điểm trăng mới hoặc trăng tròn, vị trí của nó cũng phải nằm gần giao điểm của mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng với mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất (còn gọi là giao điểm Mặt Trăng). Vị trí thuận lợi của Mặt Trăng xảy ra khoảng hai lần một năm, do đó có từ 4 đến 7 lần thiên thực trong năm. Hầu hết chúng chỉ là sự che khuất một phần, và hiện tượng che khuất toàn phần hiếm khi xảy ra.

Tên của các pha Mặt Trăng

Các tên gọi của các giai đoạn của Mặt Trăng theo thứ tự là như sau (có 8 giai đoạn của Mặt Trăng):

Khi Mặt Trời và Mặt Trăng nằm thẳng hàng với nhau so với Trái Đất, Mặt Trăng là 'mới' và không thấy được phần của Mặt Trăng được Mặt Trời chiếu sáng. Khi Mặt Trăng tròn dần (diện tích bề mặt chiếu sáng của nó tăng lên khi nhìn từ Trái Đất), các giai đoạn của Mặt Trăng bao gồm trăng mới, trăng lưỡi liềm, bán nguyệt đầu tháng, trăng khuyết, trăng tròn, sau đó là trăng khuyết, bán nguyệt cuối tháng, trăng lưỡi liềm và không có Trăng (bắt đầu trăng non). Nửa vầng Trăng thường được gọi là bán nguyệt đầu tháng (trăng thượng huyền) hoặc bán nguyệt cuối tháng (trăng hạ huyền). Thuật ngữ tuần trăng (thượng tuần, trung tuần và hạ tuần) được sử dụng để chỉ sự kéo dài của chu kỳ giai đoạn của Mặt Trăng.

Khi một hình cầu được chiếu sáng trên bán cầu của nó và nhìn từ một góc, tỉ lệ diện tích được chiếu sáng mà chúng ta có thể thấy là một hình hai chiều xác định bởi sự giao của một hình elip và một hình tròn (trong đó trục lớn của elip bằng đường kính của hình tròn). Nếu một nửa của hình elip là lồi với một nửa hình tròn thì kết quả thu được là hình tròn khuyết (phình ra bên ngoài), trong khi nếu một nửa elip là lõm với một nửa hình tròn thì kết quả thu được là hình lưỡi liềm. Khi Trăng lưỡi liềm xuất hiện, hiện tượng ánh sáng của Trái Đất có thể xảy ra, trong đó phần tối của Mặt Trăng phản chiếu ánh sáng mờ từ Trái Đất.

Ở Bắc bán cầu, nếu phần bên trái của Mặt Trăng là tối thì diện tích được chiếu sáng sẽ tăng dần trong tháng, và Mặt Trăng được gọi là tròn dần (dần dần trở thành trăng tròn). Nếu phần bên phải của Mặt Trăng là tối thì diện tích được chiếu sáng sẽ dần giảm, và Mặt Trăng được gọi là khuyết dần (dần dần trở thành trăng mới). Giả sử vị trí quan sát của chúng ta là ở Bắc bán cầu, phần bên phải của Mặt Trăng luôn tăng lên (nếu phần phải đang tối, thì Mặt Trăng sẽ dần tối đi, nếu phần phải của Mặt Trăng sáng, thì Mặt Trăng sẽ dần sáng lên).

Lịch

Độ dài trung bình của một tháng trong năm là khoảng 30,44 ngày, trong khi chu kỳ pha của Mặt Trăng (chu kỳ giao hội) là khoảng 29,53 ngày. Vì vậy, việc tính thời gian cho các giai đoạn của Mặt Trăng cần điều chỉnh trung bình một ngày cho các tháng tiếp theo. Khi chụp ảnh các giai đoạn của Mặt Trăng mỗi ngày trong một tháng, bắt đầu từ buổi tối sau khi Mặt Trời lặn, chụp ảnh đều sau khoảng 25 phút ở các ngày tiếp theo và kết thúc vào cuối tháng vào buổi sáng trước khi Mặt Trời mọc, chúng ta sẽ có được một bức ảnh tổng hợp như hình ở trên từ ngày 8 tháng 5 năm 2005 đến ngày 6 tháng 6 năm 2005. Không có ảnh cho ngày 20 tháng 5 vì phải chụp ảnh trước nửa đêm ngày 19 tháng 5 và sau nửa đêm ngày 21 tháng 5. Tương tự, chúng ta có thể liệt kê thời gian mọc và lặn của Mặt Trăng trong lịch, một số ngày sẽ bị bỏ qua. Khi Mặt Trăng mọc vừa trước nửa đêm của một đêm, nó sẽ mọc vừa sau nửa đêm của đêm tiếp theo. 'Ngày bỏ qua' là do lịch nhân tạo và không phải do sự bất thường của Mặt Trăng.