Giải mã hiện tượng mặt trăng "thơ thẩn trên trời" vào ban ngày

Thông thường chúng ta không thể thấy mặt trăng lẫn các vì sao vào ban ngày. Tuy vậy vẫn có những ngày bạn lại nhìn thấy mặt trăng "hiển thị" trên nền trời cùng lúc với mặt trời. Mời bạn đọc cùng tìm hiểu hiện tượng độc đáo này qua bài viết sau đây.

Như bạn đã biết, vào ban ngày chúng ta không thể thấy được các vì sao. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng này là vì sự chiếu sáng mạnh mẽ của mặt trời trên bầu trời đã che khuất hào quang mờ nhạt của các vì sao. Những kẻ nghiện khoa học còn đi xa hơn và cho bạn biết rằng thật sự các vì sao biến mất vì bầu khí quyển của trái đất đã góp phần tán xạ ánh mặt trời chiếu tới hành tinh xanh.

Với ngôi sao đặc biệt là vệ tinh tự nhiên của trái đất thì có hai lý do giúp nó được nhìn rõ giữa ban ngày: mặt trăng đủ sáng để bạn thấy được nó phía trên nền trời màu sáng/xanh, có những khoảng thời gian mặt trăng ở trên đường chân trời của trái đất cùng lúc với mặt trời.

Mặt trăng không tỏa ra ánh sáng của mình mà nó chỉ phản chiếu ánh sáng mặt trời để soi rọi bầu trời trái đất về đêm. (Ảnh: Science ABC).

Mặt trăng đủ sáng để hiện hữu ngay giữa ban ngày

Có thể bạn biết điều này hoặc không, mặt trăng không tỏa ra ánh sáng của mình mà nó chỉ phản chiếu ánh sáng mặt trời để soi rọi bầu trời trái đất về đêm. Một điều thú vị đáng chú ý là thật ra mặt trăng khá tối, vì vậy nó chỉ phản chiếu khoảng 3% ánh sáng mặt trời phát xạ trên bề mặt của nó. Con số 3% ít ỏi này là đủ để chiếu sáng ngược lại lên quả đất của chúng ta.

Tóm lại, dù gần như không có nơi nào trên quả đất này mà mặt trăng sáng giống mặt trời, nhưng ánh trăng vẫn lung linh hơn ngôi sao sáng nhất trên bầu trời. Do đó, trăng có thể tỏa sáng xuyên qua ánh sáng trắng của bầu trời ban ngày để chúng ta thấy được nó kể cả lúc mặt trời đứng bóng (giữa trưa)!

Ảnh hưởng của việc trái đất tự quay đến sự "hiển thị" vào ban ngày của mặt trăng

Khả năng nhìn thấy mặt trăng từ trái đất phụ thuộc hoàn toàn vào vị trí ban đầu của mặt trăng trên quỹ đạo của nó. Vòng quay của mặt trăng quanh trái đất kéo dài 29,5 ngày và nó xuất hiện dưới những hình dạng khác nhau trên bầu trời trong chu kỳ này. Các hình dạng đó thường được biết đến với cách gọi phổ biến là 8 pha của mặt trăng (ảnh dưới).

Ảnh minh họa của Carson-Dellosa thể hiện 8 pha trong chu kỳ mặt trăng: new moon (trăng mới hay trăng đầu tháng), waxing crescent (lưỡi liềm), first quarter (bán nguyệt đầu tiên), waxing gibbous (trăng khuyết), full moon (trăng tròn), waning gibbous (khuyết cuối tháng), last quarter (bán nguyệt thứ hai), waning crescent (lưỡi liềm già). Mặt trăng tiếp nhận ánh sáng từ mặt trời (Sun's Ray) và phát tỏa lại lên trái đất. Trong hình chiều quay của trăng quanh trái đất (Moon's orbit) và trái đất tự quay quanh mình (Earth's orbit) đều ngược chiều kim đồng hồ.

Các pha của mặt trăng

Hình dạng mặt trăng khi "hiển thị" trên bầu trời tùy thuộc vào góc mà nó tạo thành với ánh sáng mặt trời chiếu lên bề mặt nó.

Xét một phần chu kỳ trăng quay quanh trái đất cho trước, ví dụ khoảng thời gian trăng tròn, vì trên bầu trời mặt trăng nằm đối diện mặt trời nên ta sẽ thấy mặt trăng mọc khi mặt trời lặn. Do vậy, vào mỗi dịp trăng tròn, bộ ba mặt trời, mặt trăng và trái đất cùng xếp thẳng hàng theo hướng mà chúng ta có thể thấy được cảnh tượng mặt trời lặn (sunset) và mặt trăng mọc (moonrise) cùng một lúc.

Ảnh minh họa vị trí mặt trời, trái đất và mặt trăng buổi hoàng hôn ngày trăng tròn của Science ABC. Lúc này mặt trăng đối diện trực tiếp với mặt trời (directly opposite the Sun). Earth' rotation là sự tự quay của trái đất.

Tuy nhiên, sau pha trăng tròn, mỗi ngày trôi qua, mặt trăng sẽ ở gần mặt trời hơn cho đến khi nó ở vị trí rất gần hành tinh lớn nhất trong Thái Dương hệ (khoảng thời gian của một mặt trăng mới), mọc và lặn gần như cùng lúc với Thái Dương Tinh. Kết quả là bạn sẽ ít thấy mặt trăng vào ban đêm hơn mà lại thấy nó nhiều hơn vào ban ngày.

Và bởi vì trái đất liên tục tự quay, mặt trăng sẽ "hiển thị" phía trên đường chân trời khoảng 12 tiếng trên tổng số 24 giờ của một ngày. Vào một số ngày, 12 tiếng này lại trùng khớp với 12 tiếng ở phía trên đường chân trời của mặt trời. Và thế là điều bất ngờ xảy ra: chúng ta có thể ngắm trăng trong cả ban ngày!

Mặt trăng đủ sáng để bạn thấy được nó phía trên nền trời màu sáng/xanh. (Ảnh: Science ABC).

Vào lúc đó, mặt trăng lại bắt đầu di chuyển ra xa mặt trời cho tới khi nó trở lại pha trăng tròn và chu kỳ ở trên được lặp lại.

Một điều thú vị nữa là chúng ta có thể thấy mặt trăng ban ngày gần như mỗi ngày (chỉ trừ những ngày gần tới pha trăng mới) nhưng để phát hiện ra nó thì bạn cần phải quan sát bầu trời một cách cẩn thận. Đó là lý do vì sao hầu hết những người quan sát nghiệp dư thường khó thấy được cảnh tượng nêu trên.

Dành cho tất cả những người thích quan sát các vì sao: mặt trăng "hiển thị" trên bầu trời ban ngày sau pha trăng tròn cho tới một vài ngày trước khi có trăng mới. Bạn sẽ không thể thấy trăng vào pha trăng mới vì lúc đó phía được chiếu sáng của mặt trăng nằm đối diện trái đất theo hướng ngược lại chứ không đối diện trực tiếp, như trong ảnh minh họa ở trên. Bạn phải chịu khó theo dõi các pha của mặt trăng hàng ngày thì mới có thể biết được thời gian chính xác để phát hiện ra quả cầu trắng dịu nhẹ đang tỏa sáng mờ ảo trên bầu trời ban ngày.