Когда луна восходит над землей

VI. 1. Лунная орбита. Движение Луны

Перемещение Луны на фоне звездного неба заметить легко, так как она движется быстрее других планет. Луна перемещается с запа­да на восток, пробегая по небу полный круг за 27 с небольшим суток, т.е. передвигается на 12-13° в сутки или на 0,5° в час. Движение ее неравномерно: на одних участках своего видимого пути она переме­щается быстрее, на других — медленнее. При этом каждый новый круг Луны на небе между звездами заметно отличается от предыду­щего.

Луна, единственный спутник Земли, расположена от нее на сред­нем расстоянии 384 400 км; ее средний радиус 1738 км, отношение массы Земли к массе Луны 81,30; угловой радиус на среднем рассто­янии от Земли — 15’32,58′»

Луна движется среди зодиакальных созвездий с запада на восток со средней угловой скоростью 13,176* за сутки, и как спутник Земли, обращается около общего центра тяжести Земли и Луны — барицен­тра. (Землю и Луну рассматривают как единую систему с общим центром тяжести.) Барицентр находится внутри Земли ближе к ее поверхности, чем к центру.

Луна, обращаясь вокруг Земли по эллиптической орбите (в соот­ветствии с законами Кеплера), вместе с ней движется вокруг Солнца и одновременно вращается вокруг собственной оси. Законы вращения Луны вокруг оси были сформулированы французским ученым Дж. Кассини: 1) наклон лунного экватора к эклиптике (или к орбите Земли) всегда составляет 1град32,3′; 2) плоскости лунного экватора,

лунной орбиты и эклиптики, перенесенные параллельно в центр Земли, пересекаются по одной прямой, причем плоскость эклиптики проходит между плоскостями лунных экватора и орбиты; 3) время оборота Луны вокруг оси равно времени оборота ее вокруг Земли (т.е. период вращения и период обращения равны между собой). Вследствие этого Луна всегда обращена к Земле одной своей сторо­ной.

До Галилея считалось, что плоскость лунного экватора совпадает с плоскостью орбиты Луны и рисунок лунного диска совершенно неизменен. В начале XVII в. Галилей обнаружил явление оптичес­кой либрации («л и б р а ц и я» — от латинского слова «весы») — не­большие перемещения, качания контуров различных структур лунной поверхности относительно среднего положения на видимой стороне Луны. Согласно теории Кассини, ось вращения Луны медлен­но перемещается по круговому конусу вокруг оси эклиптики (физическая либрация Луны).

Суть физической либрации состоит в следующем. Плоскость экватора Луны не совпадает с плоскостью ее орбиты. Кроме того, Луна, вращаясь вокруг оси сравнительно равномерно, обращается вокруг Земли с переменной скоростью, из-за чего она покачивается относительно направления на Землю вперед-назад и сбоку на бок. Луна — не абсолютный шар, поэтому при покачивании притяжение Земли создает в ней крутящие моменты. Величина и направление этих моментов все время меняются, из-за чего непрерывно меняются и возмущающие воздействия. Эти воздействия столь сложны, что до сегодняшнего дня полной теории движения Луны не существует.

А какова орбита Луны относительно Солнца? Она, разумеется, почти сливается с орбитой Земли вокруг Солнца, отклоняясь от нее лишь двенадцатью едва заметными выступами и двенадцатью легкими уплощениями. Путь Луны при этом всюду обращен к Солн­цу своей вогнутостью. По виду он похож на двенадцатиугольник с мягко округленными углами.

Смещаясь вдоль эклиптики за сутки примерно на 13°, Луна вос­ходит над горизонтом, кульминирует и заходит за горизонт позже, чем накануне, в среднем на 52 мин.С запада к востоку Луна переме­щается по большому кругу — лунному пути, наклонение которого к небесному экватору плавно меняется за 9 лет и 3,5 месяца в пределах от 18 до 29°. Полный оборот по нему Луна завершает за промежуток времени Т = 27,32 суток (точнее, Т — 27,3217 дней — 27 дней 7 43 т ) называемый звездным, или сидерическим месяцем.

Лунный путь проходит по зодиакальным созвездиям и пересека­ется с эклиптикой в двух диаметрально противоположных точках, называемых лунными узлами. В одном из них, восходящем узле, Лука поднимается над эклиптикой (т.е. переходит к северу от нее), а в нисходящем узле опускается под нее (т.е. переходит к югу от эклиптики). Наклонение лунного пути к эклиптике составляет в среднем i = 5 e 09′ (с колебаниями от 4°59′ до 5° 19′). (Поэтому Луна всегда находится вблизи эклиптики.) Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел своей орбиты — драконический месяц — составляет 27,21 средних суток.

Плоскость лунного пути сравнительно быстро поворачивается с востока к западу, навстречу движению Луны. Из-за этого лунные узлы непрерывно перемещаются по эклиптике в том же направ­лении, против хода зодиакальных созвездий. За сидерический месяц они сдвигаются почти на 1,5*, т.е. на три видимых лунных диаметра, а за год — на 19,3*. Период обращения лунных узлов по эклиптике равен 18 годам и 7 месяцам, а точнее — 6798 суткам. Таким образом, каждый свой оборот по небу Луна, по существу, совершает по новому пути и только через 18 лет и 7 месяцев возвращается к исходному.

На каждом обороте Луна приближается к Земле и удаляется от нее на неодинаковое расстояние: наименьшее (перигейное) рассто­яние Луны бывает в пределах от 356410 до 369960 км, а наибольшее (апогейное) — от 404170 до 406740 км. Диаметр диска Луны в перигее изменяется от 33,5′ до 32,5′, в апогее — от 29,6′ до 29,3′.

Чаще всего перигейное расстояние Луны 363300 км, апогейное 405500 км и среднее — 384400 км. Аномалистический месяц — про­межуток времени между двумя последовательными прохождениями Луны через перигей — составляет 27,55 средних суток.Ано­малистический месяц длиннее сидерического («звездного»), так как долгота перигея подвержена возмущению и примерно за 9 лет пря­мым движением (к востоку) описывает полный оборот.

Период смены лунных фаз (промежуток времени между полно­луниями или новолуниями) называется синодическим, или лунным месяцем. Он продолжительнее сидерического и составляет 29,53 дня, точнее — 29,5306 суток — 29 дней 12 часов 44 минуты. Такова средняя продолжительность синодического месяца, истинная длительность которого из-за неравномерного движения Луны и Земли колеблется от 29,25 до 29,83 дней.

Через 14 — 15 суток после новолуния Луна приходит в противо­стояние с Солнцем (на 180° от него). Ее фаза становится полной, наступает полнолуние (Ф = 1,0; В= 14,8 дня). Поскольку полная Луна находится в противоположной Солнцу области неба, она восходит при заходе Солнца, заходит при его восходе, а в середине ночи видна в южной стороне неба, вблизи небесного меридиана.

После полнолуния Луна постепенно приближается к Солнцу с запада, освещается им слева (с востока), и поэтому ущерб Луны, т.е. уменьшение ее фазы, начинается с правого края, а выпуклость осве­щенной части обращена к востоку.

Примерно через неделю, когда угловое расстояние между Луной и Солнцем сократится до 90° (Луна в западной квадратуре), насту­пает фаза третьей, или последней, четверти (Ф = 0,50; В — 22,2 дня), при которой Луна восходит вблизи полуночи, к восходу Солнца она оказывается в южной стороне неба, а заходит днем.

При дальнейшем сближении Луны с Солнцем ее убывающие фазы становятся серповидными с выпуклостью влево (к востоку). Луна восходит и видна в восточной области неба незадолго до восхода Солнца, заходит днем перед его заходом и вскоре снова вступает с ним в соединение (новолуние).

Аналогичным образом повторяются все фазы Луны. Из-за пре­вышения синодического лунного месяца над сидерическим одинако­вые фазы наступают в различных точках лунной орбиты и поочередно во всех знаках Зодиака (см. рис. VI.3). Этим и объясня­ется, почему на протяжении года условия видимости Луны в одной и той же фазе резко различны. Зимой, когда Солнце проходит по южным (летним) зодиакальным созвездиям, его суточный путь над горизонтом в северном полушарии низок и короток, полная Луна перемещается по северным (зимним) зодиакальным созвездиям, вы­соко поднимается и подолгу находится над горизонтом. Летом картина противоположная: полная Луна повторяет зимний суточный путь Солнца и иногда даже бывает не видна, скрываясь за неровным рельефом местности.

Наиболее высоко над горизонтом Луна бывает около дня зимнего солнцестояния, а наиболее низко — около дня летнего солнцесто-яния,т.е. чем выше Солнце в полдень, тем ниже Луна в полночь,и наоборот. Именно поэтому в летние месяцы Луна, как правило, редко видна на небе: ночью она находится вблизи горизонта, а днем хотя и высоко над горизонтом, но скрывается в лучах Солнца.

Восходы и заходы Луны приходятся на самые различные часы суток. Когда Луна в новолунии, она восходит и заходит примерно в одно время с Солнцем. Ночи наиболее темные в первой четверти лунного месяца. Когда долгота Луны больше долготы Солнца на 90°, Луна восходит примерно в полдень и заходит в полночь, и первая половина ночи — светлая.

В полнолуние Луна восходит во время захода Солнца, а заходит во время его восхода, т.е. видима всю ночь. В последней четверти восход Луны в полночь, а заход — в полдень. Восходы Луны ежесу­точно отстают от восходов Солнца на 40-50 минут, так как Луна собственным движением перемещается среди звезд с запада на восток (по ходу знаков Зодиака) в среднем на 13,2 е в сутки.

Что касается места восхода и захода Луны на горизонте, то оно отступает от точек востока и запада на еще большую величину, чем восходы и заходы Солнца.

Источник

Наступило суперлуние: Луна подошла к Земле на минимальное расстояние

Луна подошла к Земле на минимальное за 2021 год расстояние. Это явление называют суперлунием, передает РИА Новости.

Это явление происходит, когда Луна приближается к Земле на расстояние менее 362 тыс. км. А моменты прохождения ближайшей к Земле точки орбиты и полнолуния отстоят по времени не более, чем на три дня.

«Суперлуния бывают каждый год, но близкие совпадения этих двух моментов (перигея и полнолуния) бывают довольно редко», – отметили в пресс-службе Московского планетария.

Луна приблизилась к Земле на минимальное расстояние в 4:52 по московскому времени.

Ранее сообщалось, что в среду, 26 мая, россияне смогут наблюдать сразу три редких астрономических явления – суперлуние, полнолуние и багряное лунное затмение.

* Экстремистские и террористические организации, запрещенные в Российской Федерации: «Правый сектор», «Украинская повстанческая армия» (УПА), «ИГИЛ», «Джабхат Фатх аш-Шам» (бывшая «Джабхат ан-Нусра», «Джебхат ан-Нусра»), Национал-Большевистская партия (НБП), «Аль-Каида», «УНА-УНСО», «Талибан», «Меджлис крымско-татарского народа», «Свидетели Иеговы», «Мизантропик Дивижн», «Братство» Корчинского, «Артподготовка», «Тризуб им. Степана Бандеры​​», «НСО», «Славянский союз», «Формат-18», «Хизб ут-Тахрир», «Арестантское уголовное единство» (АУЕ)

Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС 77 — 76209 от 08.07.2019. При использовании материалов сайта просьба ссылаться на телеканал РЕН ТВ, используя гиперссылку.

Источник

С астрономией на «ты». 5-7 классы

Спутник — космическое тело, обращающееся по орбите вокруг другого космического тела большей массы.

Спутник не обязательно должен быть несамосветящимся космическим телом. Спутником можно назвать меньшую звезду в двойной звёздной системе. Спутником можно назвать даже небольшую галактику, которая обращается вокруг более массивной и крупной галактики. Спутником можно назвать Землю по отношению к Солнцу. Спутники есть не только у планет, но и у некоторых астероидов.

Спутники бывают искусственные (созданные человеком) и естественные (созданные природой). Луна — единственный естественный спутник Земли.

Диаметр Луны около 3 474 км (конечно же из-за вращения Луна немного сжата с полюсов, но поскольку это вращение очень медленное, то и сжатие очень небольшое). По диаметру Луна примерно в 4 раза меньше Земли и примерно в 400 раз меньше Солнца. Среди спутников других планет Луна занимает пятое место.

Луна сама не светится, и поэтому с Земли мы можем видеть только освещённую Солнцем часть лунного диска — лунную фазу. Поскольку Луна обращается вокруг Земли, то лунные фазы меняются. В таких случаях говорят о смене лунных фаз.

Основных лунных фаз четыре :

• новолуние — Луна находится между Солнцем и Землёй, к Земле обращено неосвещённое Солнцем полушарие Луны и поэтому с Земли Луну не видно (кроме случаев, когда Луна заслоняет от нас Солнце — солнечных затмений);
• первая четверть — Луна прошла 1/4 часть своей орбиты, на небе выглядит в виде половины диска (выпуклость к западу);
• полнолуние — Земля находится между Солнцем и Луной, к Земле обращено всё освещённое Солнцем полушарие Луны, Луна видна в виде полностью освещённого диска (иногда Луна попадает в тень Земли и тогда мы видим лунное затмение);
• последняя четверть — Луне осталось пройти последнюю четверть своей орбиты до следующего новолуния, Луна выглядит на небе в виде половины диска (выпуклость к востоку).

Между основными фазами находятся промежуточные. Смена лунных фаз происходит всегда в одном и том же порядке:

Средний период смены лунных фаз (от одного новолуния до следующего) составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 03 секунды (29,5305882 суток). Это так называемый синодический лунный месяц (в переводе с греческого «синодос» означает «соединение»; новолуние — это и есть конфигурация соединения Луны с Солнцем). Если разделить его продолжительность на 4, то получим примерно 7,4 суток — столько времени проходит между основными фазами Луны. Это чуть больше недели. От новолуния до полнолуния в течение 2 недель происходит увеличение фазы («растущая Луна»), а затем в течение 2 недель — уменьшение фазы («убывающая Луна»).

Возраст лунной фазы (или возраст Луны) — это количество земных суток, прошедших с момента новолуния. Возраст лунной фазы измеряется в пределах от 0 до 30 суток. Следует научиться по виду лунной фазы определять на глаз её возраст.

Если остановить Землю, то было бы легко заметить направление движения Луны вокруг Земли. Луна обращается вокруг Земли в ту же сторону, в какую вращается сама Земля — с запада на восток. Но т.к. движение Луны вокруг Земли весьма медленное, то при вращении Земли Луна восходит в восточной стороне горизонта, как Солнце и звёзды, и заходит в западной. Как же увидеть смещение Луны относительно звёздного неба?

Для этого нужно выбрать момент, когда поблизости от Луны видна яркая звезда или планета, и сфотографировать их. Если потом их сфотографировать ещё раз через несколько часов, то при сличении снимков сразу станет видно, что Луна сместилась к востоку, отстала от звезды (планеты). В среднем Луна отстаёт от звёздного неба на 13º в сутки. Луна возвращается к одной и той же звезде через каждые 27 суток 07 часов 43,1 минуты (27,321582 суток). Это так называемый сидерический лунный месяц. Он короче синодического лунного месяца примерно на 2 суток 05 часов.

Луна обращается вокруг Земли по эллиптической (слегка вытянутой) орбите. Ближайшая к Земле точка лунной орбиты называется перигей, а наиболее удалённая её точка — апогей лунной орбиты. Когда Луна находится в перигее, расстояние от Земли до неё составляет ≈ 363 100 км, а когда в апогее — ≈ 405 700 км. Расстояние до Луны постоянно и плавно изменяется в пределах 363 100 — 405 700 км. Соответственно, видимый диаметр лунного диска на земном небе тоже плавно изменяется от 33’ 40” до 29’ 24”. Среднее расстояние до Луны (оно обычно используется в задачах) составляет примерно 384 000 км.

Если внимательно наблюдать за Луной в течение месяца, то мы убедимся, что она повёрнута к нам всё время одной и той же стороной. Нам может показаться, что Луна не вращается. Здесь нужно быть внимательным. Относительно Земли Луна действительно не вращается. А вот относительно Солнца, далёких звёзд, планет — вращается. Происходит это оттого, что период вращения Луны совпадает с сидерическим периодом обращения Луны вокруг Земли. Луна смотрит на Землю всё время одним и тем же своим полушарием. Такое движение называется синхронным. Оно присуще не только Луне, но и многим спутникам других планет.

Если посмотреть на ускоренную съёмку изменения лунных фаз в течение лунного месяца, мы заметим также, что Луна как бы покачивается. Эти покачивания называются либрациями (от слова «либра», что в переводе означает «весы»):

Из-за либраций Луны мы с Земли можем видеть 59% лунной поверхности. Если бы либраций не было, то нам было бы доступно только 50% поверхности Луны.

Так как Луна примерно в 400 раз ближе к Земле, чем Солнце, и во столько же раз меньше его по диаметру, то видимые диаметры дисков Луны и Солнца на земном небе примерно одинаковы и составляют ≈ 0,5º. Орбита Луны так расположена относительно орбиты Земли, что диск Луны изредка может загораживать диск Солнца. При этом на поверхности Земли наблюдается солнечное затмение.

Мы уже знаем, что из-за эллиптичности орбиты Земли видимый диаметр солнечного диска на небе изменяется в пределах до 32’ 31” до 32’ 27”, а у Луны — от 33’ 40” до 29’ 24”. Изредка во время полного солнечного затмения случается так, что Солнце имеет наибольший видимый диаметр, а Луна — наименьший. Тогда Луна не может полностью перекрыть солнечный диск — остаётся тонкий светящийся ободок. Такое затмение называется кольцеобразным.

Иногда случается наоборот: Солнце во время солнечного затмения имеет наименьший видимый диаметр, а Луна — наибольший. В этом случае полная фаза солнечного затмения может длиться до 11 минут.

Если солнечные затмения происходят только в новолуния, то лунные затмения происходят только в полнолуния.

Наиболее интересно полное лунное затмение, потому что оно включает все фазы: частную полутеневую, полутеневую, частную теневую и полную теневую. При полутеневом и частном полутеневом лунных затмениях яркость лунного диска уменьшается так незначительно, что для невооружённого глаза это не заметно. Даже странно называть эти явления затмениями.

Полные лунные затмения в Европе будут видны нескоро.

ПРИРОДА ЛУНЫ

Установлено, что Луна образовалась 4,36 миллиарда лет тому назад. А вот как она образовалась, мы можем лишь догадываться. Одна из современных теорий утверждает, что в результате столкновения только что «родившейся» Земли с такой же молодой планетой меньшего размера (её условно назвали Тейя). Большая масса вещества была выброшена за пределы Земли, но не рассеялась в пространстве и не упала обратно на Землю, а оформилась в небольшое шарообразное тело, которое теперь мы называем Луной.

Луна состоит из коры, верхней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны меняется в широких пределах от 0 до 105 км. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

Рельеф поверхности Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря. Лунные моря, которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, представляют собой огромные низины, затопленные базальтовой лавой, которая изливалась постепенно на поверхность после ударов крупных метеоритов и затвердевала.

Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 80-х годов XVIII века . Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная . Согласно вулканической теории, выдвинутой немецким астрономом И. Шрётером , лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Ф. Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера. Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершённые американскими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы ( Марс , Меркурий , Венера ) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Сегодня метеоритная теория образования лунных кратеров является общепринятой.

Кроме морей и кратеров, на Луне встречаются такие формы рельефа, как борозды, купола, хребты. Деталям лунной поверхности присваивают названия.

Хорватский астроном Руджер Бошкович в 1753 г. доказал, что у Луны практически отсутствует атмосфера, так что даже днём небо имеет чёрный цвет, и на нём можно различить яркие звёзды. Отсутствие атмосферы и медленное вращение вокруг оси приводят к тому, что днём поверхность Луны сильно нагевается солнечными лучами. Температура достигает +120 °С. Зато ночью поверхность бысто остывает. Температура опускается до -160 ºС. Такой же эффект наблюдается на Меркурии, т.к. у него тоже почти нет атмосферы.

Одним из первых начал фотографировать Луну Льюис Резерфорд. В 1865 г. он сделал вот эту фотографию:

Первым человеком, ступившим на поверхность Луны, является Нил Армстронг, американец. Это произошло 21 июля 1969 г.

Источник