С незапамятных времен люди с удивлением и удивлением смотрели на Луну. Пока на этой планете была жизнь, Луна вращалась вокруг нее. Со временем ученые и астрономы стали регулярно наблюдать за ним и вычислять его орбиту. При этом они узнали довольно интересные вещи о его поведении.
Например, у Луны есть период обращения, который совпадает с периодом вращения. В сущности, он полностью привязан к Земле, что означает, что он всегда представляет нам то же лицо, что и вокруг нашей планеты. И в ходе своей орбиты он также кажется все больше и меньше в небе, что связано с тем, что иногда он ближе, чем в другое время.
Орбитальные параметры:
Для начала, Луна следует по эллиптической траектории вокруг Земли - со средним эксцентриситетом 0,0549 - что означает, что ее орбита не идеально круглая. Его среднее орбитальное расстояние составляет 384 748 км, которое варьируется от 364 397 км в ближайшем, до 406 731 км в самом дальнем.
Эта некруглая орбита вызывает изменения угловой скорости Луны и ее видимого размера, когда она движется к наблюдателю на Земле и от него. Когда она заполнена и находится ближе всего к Земле (перигей), Луна может выглядеть на 10% больше и на 30% ярче, чем когда она находится в более отдаленной точке своей орбиты (апогей).
Средний наклон орбиты Луны к плоскости эклиптики (то есть видимый путь Солнца через небо) составляет 5,145 °. Из-за этого наклона Луна находится над горизонтом на Северном и Южном полюсах почти две недели каждый месяц, хотя Солнце находится ниже горизонта в течение шести месяцев в году.
Сидерический орбитальный период Луны и период вращения одинаковы - 27,3 дня. Это явление, известное как синхронное вращение, позволяет постоянно находиться лицом к Земле на одном и том же полушарии. Следовательно, почему дальней стороной в разговорной речи называют «Темная сторона», но это название вводит в заблуждение. Поскольку Луна вращается вокруг Земли, разные части находятся в солнечном свете или в темноте в разное время, и ни одна из сторон не является постоянно темной или освещенной.
Поскольку Земля движется так же - вращается вокруг своей оси, вращаясь вокруг Солнца, - кажется, что Луна вращается вокруг нас каждые 29,53 дня. Это называется синодическим периодом, который представляет собой количество времени, необходимое для того, чтобы Луна вновь появилась в том же месте на небе. В течение синодического периода Луна претерпит изменения в своем внешнем виде, которые известны как «фазы».
Лунный цикл:
Эти изменения внешности происходят из-за того, что Луна получает более или менее освещение (с нашей точки зрения). Полный цикл этих фаз известен как Лунный цикл, который спускается на орбиту Луны вокруг Земли и нашу общую орбиту вокруг Солнца. Когда Солнце, Луна и Земля идеально выровнены, угол между Солнцем и Луной составляет 0 градусов.
В этот момент сторона Луны, обращенная к Солнцу, полностью освещена, а сторона, обращенная к Земле, окутана тьмой. Мы называем это новолунием. После этого фаза Луны меняется, потому что угол между Луной и Солнцем увеличивается с нашей точки зрения. Через неделю после новолуния Луна и Солнце разделены на 90 градусов, что влияет на то, что мы увидим.
И затем, когда Луна и Солнце находятся на противоположных сторонах Земли, они находятся под углом 180 градусов, что соответствует полнолунию. Период, в течение которого Луна переходит от новолуния к полнолунию и обратно, также известен как «Лунный месяц». Один из них длится 28 дней и охватывает так называемые «растущие» и «убывающие» луны. В течение предыдущего периода Луна осветляется, а ее угол относительно Солнца и Земли увеличивается.
Когда Луна находится между Землей и Солнцем, сторона Луны, обращенная от Земли, полностью освещена, и сторона, которую мы видим, окутана тьмой. Когда Луна вращается вокруг Земли, угол между Луной и Солнцем увеличивается. В этот момент угол между Луной и Солнцем составляет 0 градусов, который постепенно увеличивается в течение следующих двух недель. Это то, что астрономы называют растущей луной.
После первой недели угол между Луной и Солнцем составляет 90 градусов и продолжает увеличиваться до 180 градусов, когда Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах Земли. Когда Луна снова начинает уменьшать свой угол, начиная от 180 градусов вниз до 0 градусов, астрономы говорят, что это убывающая Луна. Другими словами, когда Луна уменьшается, у нее будет все меньше и меньше освещения каждую ночь, пока не наступит новолуние.
Когда Луна больше не полна, но не достигла четверти луны, то есть когда она наполовину освещена с нашей точки зрения, мы говорим, что это Убывающая луна Гиббуса. Это полная противоположность растущей гиббусной луне, когда яркость луны увеличивается от новолуния к полнолунию.
Далее следует Луна в третьей четверти (или последней четверти). В течение этого периода будет освещаться 50% диска Луны (левая сторона в северном полушарии и правая в южном), что противоположно тому, как оно будет выглядеть в первом квартале. Эти фазы часто называют «полумесяцем», так как половина диска освещается в то время.
Наконец, Убывающий Полумесяц - это когда Луна выглядит как полоска на ночном небе, где после полнолуния освещается от 49 до 1% одной стороны (опять же, слева в северном полушарии, прямо в южном). Это противоположность восковому полумесяцу, когда 1-49% от другой ширины освещается до того, как он достигнет полнолуния.
Будущее орбиты Луны:
В настоящее время Луна медленно отходит от Земли со скоростью примерно 1-2 см в год. Это напрямую связано с тем, что здесь, на Земле, день становится длиннее - со скоростью 1/500 секунды за столетие. На самом деле, по оценкам астрономов, примерно 620 миллионов лет назад, день длился всего 21 час, а Луна находилась ближе к 6 200 - 12 400 км.
Теперь дни длятся 24 часа и становятся длиннее, а Луна уже находится на среднем расстоянии 384 400 км. В конце концов, Земля и Луна будут привязаны друг к другу, поэтому одна и та же сторона Земли всегда будет обращена к Луне, точно так же, как одна и та же сторона Луны всегда представляет одно и то же лицо к Земле. Но это не произойдет в течение миллиардов лет.
Пока люди смотрели на ночное небо, Луна была частью нашего мира. И в течение примерно 4,5 миллиардов лет, когда это был наш единственный естественный спутник, отношения между ним и нашей планетой изменились. Со временем это будет продолжать меняться; но для нас это все еще будет Луна.
Мы написали много статей о Луне для журнала Space. Вот интересные факты о Луне: «Что такое Луна?», «Является ли Луна планетой?», «Каков диаметр Луны?», «Каково расстояние до Луны?» И «Луна вращается вокруг Солнца?».
Если вам нужна дополнительная информация о Луне, ознакомьтесь с Руководством НАСА по исследованию Солнечной системы на Луне, и вот ссылка на страницу НАСА о лунных и планетарных науках.
Мы также записали эпизод «Астрономического каста» о Луне. Послушайте, Эпизод 113: Луна, часть 1.
Источники:
- Википедия - Орбита Луны
- Окна во Вселенную - орбита Луны
- НАСА - Луна Земли
- Исследование Солнечной системы - Луна Земли
