皆既月食で月が赤く見えるのはなぜ? そのとき月から地球を見ると?

月は太陽の光を反射して明るく見えます。太陽の光を地球が邪魔をして、月が地球の影に入ると月食が起きます。ただ月が地球の影(本影)の中に完全に入ったとしても、月は真っ暗にはなりません。皆既月食のとき、月は暗い赤色(しばしば「赤銅色」と表現されます)に見えます。これは地球に大気があることと関係しています。

Credit: 国立天文台 天文情報センター
Credit: 国立天文台 天文情報センター

太陽の光は、波長の短い青い光から波長の長い赤い光まで、さまざまな波長の光が含まれています。地球の大気を太陽光が通り過ぎるとき、波長の短い光は大気中の分子によってほとんどが散乱されてしまい通り過ぎることができません。一方で波長の長い赤い光は散乱されにくいため地球の大気を通り過ぎることができます。また大気によって光が屈折して影の中に入りこみます。その赤い光が月面を照らすことで赤銅色に見えるのです。

Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

こちらはNASA(アメリカ航空宇宙局)のウェブページで公開されている動画の1コマです。波長の長い赤い光だけが月に届くようすが表現されています。

Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

こちらは月食のときに月から見た地球のイメージです(NASAのウェブページで公開されている動画の1コマ)。地球の大気層が赤くぼんやりと光っているのが描かれています。

(参照)国立天文台Goddard Media Studios