Sắc màu mặt trăng

Thi thoảng lại nghe báo đài nhắc bá tánh chuẩn bị đón xem trăng xanh (blue moon), trăng máu, trăng dâu (strawberry moon) hay trăng hường (rose moon). Một nhiếp ảnh gia còn bỏ cả chục năm để ghi lại đủ 48 sắc màu Mặt trăng, thứ tưởng chỉ có mỗi màu xám ngoét.

Tại sao người trái đất lại có thể chiêm ngưỡng Mặt trăng với nhiều màu như vậy? Tùy theo màu gì mà có câu trả lời khác nhau.

Thầy bói xem trăng

Loài người tinh khôn đã ngước nhìn lên các thực thể lúc tròn lúc khuyết, khi bán nguyệt khi lưỡi liềm hơn chục vạn năm, trước khi các cuộc thám hiểm Mặt trăng đầu tiên diễn ra vào cuối thập niên 1960.

Tưởng có người tận mục sở thị thì không còn gì phải bàn cãi về chuyện Mặt trăng màu gì, nhưng hai chuyến thăm chị Hằng của người Mỹ - nhiệm vụ Apollo 8 (tháng 12-1968) và Apollo 10 (tháng 5-1969) - lại đưa ra báo cáo gây ra tranh cãi về màu sắc cận cảnh của thực thể này. Theo tạp chí Smithsonian, các phi hành gia Apollo 8 mô tả bề mặt Mặt trăng có màu xám trắng, giống như "cát biển bị bẩn", trong khi đồng nghiệp Apollo 10 của họ nhìn thấy màu nâu vàng.

Mãi về sau, chuyện tranh cãi này vẫn không có hồi kết. Tàu Apollo 11 nói trăng màu hồng; đến thời Apollo 15 là các gam màu hoàng thổ từ nâu vàng, vàng, trắng cho đến xám, nâu; Charlie Duke - đồng đội của Neil Armstrong trên Apollo 16 - miêu tả Mặt trăng trông có vẻ "xanh nhạt"…

Ngay cả khi đi trên bề mặt cung trăng, các phi hành gia cũng nhìn thấy sự chuyển đổi màu sắc đáng kinh ngạc. Neil Armstrong và Buzz Aldrin, những người đầu tiên đặt chân lên Mặt trăng, mô tả bề mặt màu hồng, còn phi hành đoàn Apollo 12 nhận xét thế này trong báo cáo khoa học sau chuyến bay: "Ngày đầu tiên, mọi thứ dường như xám xịt. Tất nhiên, nếu nhìn rất kỹ, thỉnh thoảng chúng tôi có thể quan sát thấy một tảng đá trắng hoặc có lẽ có một màu xám hơi khác ở khu vực mà chúng tôi đã xáo trộn đất. Giữa ngày thứ nhất và ngày thứ hai, màu sắc thay đổi rõ rệt, trong khi góc Mặt trời cũng đổi. Sang ngày thứ hai, mọi thứ tưởng chừng như đều màu xám vào ngày đầu tiên bắt đầu chuyển sang màu nâu sẫm hoặc nâu nhạt".

Ai nhuộm màu trăng?

Khi nhìn hình chụp Mặt trăng từ vệ tinh hay do phi hành đoàn cung cấp, cứ tưởng là ảnh trắng đen, nhưng ngó qua sắc lung linh của lá cờ trên bộ đồ phi hành gia hay ánh sáng đồng lấp lánh trên tàu vũ trụ Apollo, ta mới biết đấy là ảnh màu. Và đó là sự thật trần trụi, bất chấp mộng mơ về trăng: nó xám xịt và buồn bã.

Màu sắc xám của Mặt trăng đến từ những thành phần chính cấu tạo nên bề mặt của nó, như magiê, sắt, canxi, silicon và pyroxene, theo trang vũ trụ và thiên văn học Starlust. Nhưng chính màu xám đó lại trở nên rất khác nếu nhìn từ Trái đất. 

Theo Wall Street Journal, những thành phần cấu tạo kể trên khiến Mặt trăng chỉ phản chiếu 12% ánh sáng mặt trời. Với tỉ lệ này, Mặt trăng vẫn có thể xem như khá sáng sủa so với không gian tối mịt xung quanh. Vì vậy, theo hiệu ứng Gelb - giải thích hiện tượng bộ não con người có xu hướng diễn dịch vật thể sáng nhất trong một khung cảnh nhất định thành màu trắng - khi đứng ở Trái đất nhìn Mặt trăng trên bầu trời đêm, chúng ta thường gán cho nó màu trắng.

Wall Street Journal cho biết thêm ngoài phần lớn đất đá xám đen, trên Mặt trăng cũng có những khối đá mang màu sắc khác do hàm lượng sắt và titan của chúng có khác biệt. Trong chuyến du hành của tàu Apollo 17, các phi hành gia ở khoang điều khiển hết sức ngạc nhiên khi nghe người đồng nghiệp Harrison Schmitt, vốn được giao nhiệm vụ thám hiểm bề mặt, thông báo rằng ông đang đứng trên "đất màu cam". 

Khoảng đất mà Schmitt đề cập vẫn chủ yếu màu xám nhưng lốm đốm những hạt thủy tinh nhỏ màu cam núi lửa. Một số tảng đá khác có chút màu xanh lá cây và xanh lam, dù rất mờ nhạt.

Từ Trái đất, chúng ta không thể nhìn thấy được những chi tiết nhỏ đó, nhưng lại thấy tổng thể Mặt trăng có nhiều màu khác nhau tùy thời điểm. Mắt trần của chúng ta không thấy trăng màu xám, mà đa dạng nhiều màu sắc như thể được "cà app". Chiếc app cung cấp bộ lọc (filter) màu sắc tự nhiên đó chính là bầu khí quyển bao quanh Trái đất.

Tạp chí National Geographic giải thích: khí quyển chứa nhiều loại khí cùng với hơi nước và hạt bụi. Các hạt có thể khúc xạ hoặc tán xạ những bước sóng ánh sáng khác nhau, và hệ quả là làm thay đổi màu sắc ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy. 

Điều tương tự cũng xảy ra với ánh sáng từ Mặt trăng. Vì vậy, tùy vào từng thời điểm, góc và vị trí quan sát khác nhau, ánh sáng mặt trời được phản chiếu từ bề mặt của Mặt trăng rồi quay trở lại Trái đất sẽ có những màu sắc khác nhau khi truyền đến mắt người.

Khi Mặt trăng ở gần đường chân trời, ánh sáng phải đi một quãng đường xa hơn qua bầu khí quyển, tiếp xúc với số lượng hạt lớn hơn, và đồng nghĩa với việc những ánh sáng có bước sóng ngắn như tím và xanh lam bị tán xạ nhiều hơn. 

Khi ấy, ta thấy Mặt trăng màu cam hoặc hơi đỏ. Khi Mặt trăng ở xa đường chân trời, ánh sáng ít bị ảnh hưởng bởi bầu khí quyển hơn, vì vậy hầu như vẫn giữ được màu xám nguyên thủy.

Theo Smithsonian, trong những trường hợp rất hiếm như cháy rừng hoặc núi lửa phun trào dữ dội thổi nhiều khói hoặc tro vào bầu khí quyển của Trái đất, bộ lọc tự nhiên này có thể "nhuộm" Mặt trăng thành màu xanh lam. 

Nếu những hạt bụi hoặc tro rộng khoảng 1 micron (một phần triệu mét), chúng có thể tương tác với ánh sáng phản chiếu từ Mặt trăng, tán xạ ánh sáng đỏ có bước sóng dài và chỉ để lại ánh sáng xanh truyền tới người xem trên Trái đất. 

Điều này đã xảy ra nhiều lần trong lịch sử, chẳng hạn như vụ phun trào núi Pinatubo ở Philippines vào tháng 6-1991 khiến Mặt trăng hóa xanh ở một số nơi trên thế giới.

Khi diễn ra nguyệt thực, dù Mặt trăng nằm lọt thỏm trong bóng của Trái đất và không nhận được ánh sáng chiếu đến từ Mặt trời, bầu khí quyển của Trái đất đã bẻ cong các bước sóng có ánh sáng đỏ theo hiện tượng tán xạ Rayleigh. Những ánh sáng đỏ này chiếu đến Mặt trăng và tạo nên màu đỏ sẫm hay còn gọi là trăng máu (blood moon) khi nhìn từ Trái đất, trang space.com cho biết.

Khen ai khéo gọi tên trăng

Một sự thật khác về những hiện tượng trăng màu độc lạ: chúng chỉ là tên gọi hữu danh vô thực, chớ chẳng dính gì đến màu thật của trăng.

Mới đây nhất, trăng xanh (blue moon) xuất hiện vào tối 30-8 được xem là trăng tròn lớn nhất và sáng nhất trong năm 2023, hay còn gọi là siêu trăng. Trang space.com giải thích siêu trăng là khi Mặt trăng chạm đến điểm gần Trái đất nhất trên quỹ đạo, cách chúng ta chỉ hơn 357.000km. Tuy nhiên, so với trăng tròn thông thường, siêu trăng chỉ lớn hơn khoảng 7%, Smithsonian cho biết.

Những ai ngắm trăng xanh lần đầu trong đời vào tối 30-8 vừa qua hẳn được một phen hoang mang vì chẳng thấy ông trăng có chút gì gọi là xanh. Thật ra, cái tên trăng xanh chẳng hề dính dáng gì đến màu sắc của Mặt trăng vào ngày này, mà thuần túy chỉ là vấn đề lịch sử - văn hóa. Smithsonian giải thích: vào đầu những năm 1900, nông dân bang Maine (Mỹ) dùng thuật ngữ "trăng xanh" để chỉ hiện tượng khi bốn lần trăng tròn xảy ra trong một mùa nhất định, thay vì ba lần như thông thường, trăng tròn thứ ba được gọi là "xanh lam".

"Trăng xanh" không phải cái tên đầy màu sắc hữu danh vô thực duy nhất được dùng cho vệ tinh tự nhiên của Trái đất. Khi lần trăng non thứ hai xuất hiện trong vòng một tháng, một số người gọi nó là "trăng đen". Trăng tròn trong tháng 4 đôi khi được gọi là "trăng hồng".

Theo Đài NPR, các bộ lạc người Mỹ bản địa thời kỳ đầu đặt nhiều tên gọi phong phú cho trăng tròn theo mùa màng, chẳng hạn "trăng dâu" đánh dấu thời điểm dâu tây chín nhất ở vùng đông bắc nước này, trăng tròn tháng 3 được gọi là "trăng giun", trăng tròn tháng 5 là "trăng hoa".

Ở châu Âu, "trăng mật" là trăng trước cuối tháng 6, khi mật ong đã sẵn sàng thu hoạch, "trăng hồng" là để bày tỏ lòng tôn kính đối với những bông hồng nở vào tháng 6. Một số nguồn khác theo tìm hiểu của NASA cho rằng cái tên "trăng hồng" cũng đề cập đến màu đỏ hồng của Mặt trăng khi nó ở vị trí thấp trên bầu trời.■

Màu Mặt trăng, tóm lại là do mắt nhìn và cách gọi của con người. Nữ nhiếp ảnh gia người Ý Marcella Giulia Pace đã dành 10 năm để chụp được Mặt trăng với 48 sắc màu khác nhau, dựa vào đường đi.

Theo National Geographic, Pace đã khai thác cách bầu khí quyển của Trái đất làm thay đổi màu sắc và hình dạng của Mặt trăng để thực hiện bộ ảnh. Chẳng hạn, cô chọn vùng khí quyển dày nhất để chụp trăng màu cam, kết hợp ánh sáng xanh trên bầu trời ban ngày để pha cùng mặt trăng đỏ (cũng do thời gian và vị trí chụp) để có trăng tím.