Луна объект природы или нет

Луна — планета или нет? Описание, история исследований, фото

• 24 Ноября, 2018
• Направления
• Наталья Михаэлис

В 1608 году мастер Иоанн Липперсгей представил миру созданную им подзорную трубу. Этот год считается датой изобретения телескопа. С его помощью человечество смогло более подробно впервые рассмотреть космический спутник своей планеты. Луна с тех пор является наиболее изученным космическим телом, а также первым, на котором побывал человек. После Солнца Луна считается наиболее заметным космическим объектом на нашем небосводе, поэтому человечество всегда проявляло особый интерес к ней. В настоящее время ночное светило, многократно воспетое поэтами, считается объектом наиболее пристального изучения. Однако до сих пор ведутся споры относительно того, что собою являет Луна — это планета или нет? В данной статье мы поговорим об этом более подробно.

Что такое Луна

Благодаря астрономическим исследованиям людям известно очень много информации о самом близком к Земле космическом объекте. Однако некоторые люди до сих пор задаются вопросом о том, что такое Луна — планета или звезда. Чтобы однозначно ответить на данный вопрос, следует разобраться в основных понятиях данных небесных тел.

Происхождение

Луну можно назвать привычным украшением ночного небосвода. Мало кто задается вопросом, откуда она появилась. Многие уверены, что Луна была всегда. Однако именно происхождение нашего естественного спутника является одной из самых главных тайн. В настоящее время существует множество теорий по данному счету, каждая из которых имеет свои подтверждения, а также аргументы в пользу несостоятельности. На основе всех данных можно выделить три главных официальных гипотезы происхождения Луны:

1. Она и Земля сформировались из одного протопланетного облака.
2. К появлению Луны привело столкновение нашей планеты с большим космическим объектом.
3. Полностью сформированный спутник Земли был захвачен нашей планетой.

Понятие звезды

В среде астрономов звездами принято называть газовые массивные шары, излучающие свет и удерживающие равновесие при помощи сил собственного притяжения. В недрах звезд происходят реакции так называемого термоядерного синтеза, а температура там измеряется в миллионах кельвинов.

Как правило, звезды отличаются большим диаметром и высокой массой. Химический состав этих тел представляет собой набор весьма легких элементов, вес которых, как правило, составляет меньше веса гелия. Луна имеет шарообразную форму. В ее составе преобладают тяжелые элементы, например магний, титан, кремний, железо, натрий. Внутри нашего ночного светила не наблюдается никаких термоядерных реакций, температура Луны варьируется в широком диапазоне -160. +120 °С.

Звезда или нет

Так все же, Луна — это звезда или планета? Она имеет собственное гравитационное поле, способное спровоцировать отливы и приливы в Мировом океане нашей планеты, но при этом не способно притягивать крупные объекты к себе. На основе этого можно сделать вывод, что Луна звездой ни в коем случае не является. Что же это тогда? Разбираемся дальше.

Что такое планета?

В астрономии есть четкое определение данного термина. Так называется небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды. Оно должно обладать достаточным объемом гравитационных сил, чтобы приобрести круглую форму, но при этом его массы не хватает для реакций термоядерного синтеза. Многие спрашивают: «Луна — планета или звезда?» Мы с вами уже сделали вывод, что данное небесное тело не является звездой. Основная часть планет состоит из наиболее тяжелых элементов. Однако астрономам известны объекты, у которых в составе преобладают газы: водород, гелий, метан.

Каждая планета образовывалась из жидкого состояния. В течение многих лет наиболее тяжелые элементы сконцентрировались в центре, сформировав ядро, а наиболее легкие остались на поверхности.

Луна — планета или нет?

Весьма часто встречающийся вопрос, на которой порой не могут дать вразумительный ответ даже взрослые. Что ж, давайте попробуем разобраться, является Луна планетой или нет. В целом она соответствует вышеописанным параметрам, то есть в свой состав включает тяжелые вещества, имеет округлую форму и ядро, которое при этом богато железом. Но следует обратить внимание на то, что это небесное тело обладает особенностями, которые не присущи планетам. Прежде всего, у Луны внутреннее ядро довольно маленькое. Кроме того, она имеет невысокую силу притяжения.

Если у большинства данных космических тел ядро в радиусе составляет примерно 50% от общего размера, то у нашего ночного небесного светила оно занимает всего около 20%. Кроме того, отвечая на вопрос о том, Луна — это планета или нет, следует также выделить еще один важный признак. Он заключается в способности планет очищать собственную орбиту от других объектов из космоса. У Луны отсутствует данная способность, поэтому на ее поверхности часто можно встретить небесные крупные тела и разный космический мусор. Таким образом, можно окончательно сказать, что Луна планетой не является. А теперь стоит подробно ознакомиться с определением спутника.

Определение спутника

Мы с вами разобрались, что Луна планетой или звездой не является. Что можно сказать о спутниках? Так называются объекты, вращающиеся по некоторой траектории около других космических тел. Движение их происходит благодаря действию гравитации. При этом орбита может быть как изменяющейся, так и стабильной.

Небесное тело может стать спутником только в том случае, если оно было захвачено гравитационным полем своей космической соседки при своем движении в космосе или же сформировалось из того же газопылевого облака, из которого была образована сама планета. Ну что можно сказать о ночном светиле? Вокруг нашей планеты Луна действительно вращается по заданной орбите, но история ее происхождения будет немного иной. Полагается, что более четырех миллиардов лет назад Земля, бывшая еще протопланетой, в космосе столкнулась с себе подобным телом, называвшемся Тейей.

Данное столкновение произошло по касательной, а далее на околоземную орбиту попало множество обломков, из которых в будущем якобы и образовалась Луна. Несмотря на такую историю, астрономы считают, что Луна является спутником Земли.

Когда у вас спросят: «Луна — это спутник или планета?», вы сможете дать однозначный ответ, что данное тело является спутником Земли.

Спорный вопрос

Впрочем, в последние годы некоторые ученые пытаются доказать, что это небесное тело является все же планетой. Свои выводы, что Луна — это планета, они строят на том, что среди остальных спутников всей Солнечной системы она занимает определенное положение. Прежде всего, у небесного тела слишком большая масса, если сравнивать его с другими спутниками. Также Луна располагается на весьма большом расстоянии от Земли, чтобы быть захваченной ее гравитационной силой. Кроме того, загадочная небесная красавица вращается около нашей голубой планеты не в плоскости экватора, что нехарактерно для настоящих спутников.

Именно по этой причине вопрос о том, что такое Луна — планета это или спутник, по-прежнему остается открытым для многих. Возможно, в ближайшем будущем астрономы смогут признать Луну самостоятельной планетой, однако во всех современных учебниках по астрономии она представляет собой спутник.

Общее описание Луны

Это небесное тело, которое веками сопровождало нашу Землю. Она не излучает света, но способна его отражать. У нас она считается спутником Земли, как мы разобрались с вами выше, который ближе всего находится к Солнцу. По яркости на нашем небосводе Луна считается вторым светилом после Солнца. Человечество всегда наблюдает только за одной ее стороной, так как вращение Луны является синхронным с вращением Земли вокруг собственной оси. Движется она вокруг нашей планеты неравномерно, то отдаляется, то приближается к ней. Многие астрономы издавна пытались разгадать тайну особенностей ее движения. Данный процесс является невероятно сложным, на который также влияет сплюснутость планеты и даже притяжение Солнца.

Поверхность Луны

Когда мы смотрим на нашу загадочную спутницу, она кажется нам желтой, светящейся изнутри. Иногда она бывает почти белой или темно-оранжевой, но всегда очень красивой. Все эти метаморфозы вызваны тем, что смотрим мы на Луну через земную атмосферу. В ней во взвешенном состоянии находятся миллионы различных мелких частичек, способных менять спектр отраженного света.

На самом деле поверхность Луны далеко не желтая и не серебристая. На ней можно наблюдать равнинные участки, называемые морями. По сути, это огромные кратеры, возникшие от столкновения с космическими объектами и заполнившиеся лавой. Кроме того, на Луне есть возвышенности, образующие гористый рельеф.

Начало исследований

Еще в древние времена данное небесное тело тревожило человечество, не давая ему покоя. Первые исследования спутника Земли проводились еще Гиппархом во втором веке до нашей эры, который пытался описать движение Луны, вычислить ее размеры, а также расстояние до нее от Земли.

Как уже было сказано ранее, в 1608 году был изобретен телескоп. Благодаря ему астрономы смогли изучать поверхность спутника, разглядеть на нем горы и кратеры. В результате в 1651 году Джованни Риччиоли создал первую лунную карту. В те времена и зародился термин «море», который обозначал темные зоны поверхности Луны. Их астрономы начали называть в честь известных личностей.

На помощь астрономам в XIX веке приходит фотография, позволившая производить наиболее точные исследования рельефа спутника. В результате этого через некоторое время был создан фотографический атлас.

Американцы на Луне

Соединенные Штаты Америки явно отставали в освоении лунных просторов, так как первые успехи принадлежали именно Советскому Союзу. В 1961 году президент США Кеннеди сделал серьезное заявление о том, что в 1970 году люди высадятся на спутнике планеты. И это будут американцы.

Чтобы осуществить подобный план, нужна была надежная почва. Для этих целей тщательно изучались снимки поверхности Луны, проводились исследования аномальных явлений на ее поверхности.

Первый пробный пилотируемый полет, который осуществлялся без высадки, произвел «Аполлон-8». Тогда космонавты сделали съемку местности, чтобы организовать будущую экспедицию. На корабле «Аполлон-10» был осуществлен второй полет вокруг спутника. Космонавты во время него опускались на расстояние до 15 километров от Луны.

После таких длительных подготовок к спутнику был отправлен «Аполлон-11», а в 1969 году, 21 июля, согласно официальным источникам информации, около моря Спокойствия высадились американцы. Самым первым на Луну ступил Нил Армстронг. Вторым был Эдвин Олдрин. Всего на спутнике космонавты находились в течение 21,5 часа.

Влияние Луны на земные процессы

Луна — естественный спутник Земли. При этом она способна влиять и на планету, и на ее жителей. Мощным эффектом обладают приливы и отливы. Силой своей гравитации спутник Земли притягивает воды Мирового океана, вызывая тем самым отлив от побережья. С противоположной стороны планеты вода при этом, наоборот, будто бы вдавливается, образуя приливы.

Человеческие биоритмы также связаны с лунным 28-суточным циклом. Дело в том, что гравитация нашего спутника воздействует на человеческие органы, а также на кровеносную систему. Психика человека тоже испытывает своего рода давление этого небесного тела. Интенсивность влияния Луны зависит от ее фазы.

Интересные факты

Мы с вами выяснили, что Луна является спутником Земли. Теперь давайте ознакомимся с некоторыми интересными фактами нашего естественного спутника:

Примерно на 4 см в год Луна отдаляется от нашей планеты.

Как вы заметили, Солнце и Луна в небе выглядят одинаково по своим размерам. Это связано с удивительным совпадением: наш естественный спутник примерно в 400 раз меньше по своему объему небесного светила, но Солнце находится в 400 раз дальше от планеты.

От поверхности Луны отражается примерно 7% солнечного света.

Заключение

Даже беспрецедентная экспедиция американцев не помогла ответить на все вопросы, связанные с Луной. Каждый день ученые узнают о ней что-то новое. Зачастую полученные данные порождают еще большее количество сомнений и загадок.

С давних времен естественный спутник Земли является уникальным объектом, который привлекает внимание человечества. В 20 веке началось масштабное освоение беспилотными спутниками космического пространства. Благодаря новейшим технологиям мы смогли «побывать» в самых отдаленных уголках нашей Солнечной системы, подробно рассмотреть поверхности Урана, Нептуна, Сатурна, Меркурия, Юпитера, а также более близких к нам Венеры и Марса. Однако до сих пор ученые не пришли к единому мнению по поводу того, является Луна спутником или планетой.

Источник

Природа Луны

Луна — естественный спутник Земли. Самый близкий к Солнцу спутник планеты, так как у ближайших к Солнцу планет, Меркурия и Венеры, спутников нет. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планеты Солнечной системы. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (примерно 30 диаметров Земли).

Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе: −12,71m.

Луна является единственным внеземным астрономическим объектом, на котором побывал человек.

Орбита

С древних времён люди пытались описать и объяснить движение Луны. Со временем появлялись всё более точные теории.

Основой современных расчётов является теория Брауна. Созданная на рубеже XIX—XX веков, она описывала движение Луны с точностью измерительных приборов того времени. Современная наука может рассчитывать движение Луны и проверять эти расчёты с ещё большей точностью. Методами лазерной локации расстояние до Луны измеряется с ошибкой в несколько сантиметров.

В первом приближении можно считать, что Луна движется по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,0549 и большой полуосью 384 399 км. Действительное движение Луны довольно сложное и при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля. Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких движений:

• обращение вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,32166 суток, это так называемый сидерический месяц (то есть движение измерено относительно звёзд);
• поворот плоскости лунной орбиты: её узлы (точки пересечения орбиты с эклиптикой) смещаются на запад, делая полный оборот за 18,6 лет. Это движение является прецессионным;
• поворот большой оси лунной орбиты (линии апсид) с периодом 8,8 лет (происходит в противоположном направлении, чем указанное выше движение узлов, то есть долгота перигея увеличивается);
• периодическое изменение наклона лунной орбиты по отношению к эклиптике от 4°59′ до 5°19′; периодическое изменение размеров лунной орбиты: перигея от 356,41 до 369,96 тыс. км, апогея от 404,18 до 406,74 тыс. км;
• постепенное удаление Луны от Земли вследствие приливного ускорения (на 38 мм в год), таким образом, её орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.

Общее строение

Луна состоит из коры, верхней мантии (астеносферы), средней мантии, нижней мантии и ядра. Атмосфера практически отсутствует. Поверхность Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

Толщина коры Луны меняется от 0 до 105 км, при этом толщина лунной коры в среднем меньше на 8-12 км на том полушарии, которое обращено к Земле.

Атмосфера Луны

Атмосфера Луны крайне разрежена. Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −173°C ночью до +127°C в подсолнечной точке), в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35°C. Ввиду практического отсутствия атмосферы небо на Луне всегда чёрное и со звёздами, даже когда Солнце находится над горизонтом. Однако на дневных фотографиях звёзды не видны, так как для их отображения потребовалась бы такая экспозиция, при которой освещённые Солнцем объекты были бы пересвечены.

Приливы и отливы на Земле

Гравитационное влияние Луны вызывает на Земле некоторые интересные эффекты. Наиболее известный из них — морские приливы и отливы. На противоположных сторонах Земли образуются (в первом приближении) две выпуклости — со стороны, обращённой к Луне, и с противоположной ей. В мировом океане этот эффект выражен намного сильнее, чем в твёрдой коре (выпуклость воды больше). Амплитуда приливов (разность уровней прилива и отлива) на открытых пространствах океана невелика и составляет 30—40 см. Однако вблизи берегов вследствие набега на твёрдое дно приливная волна увеличивает высоту точно так же, как обычные ветровые волны прибоя. Учитывая направление обращения Луны вокруг Земли, можно составить картину следования приливной волны по океану. Сильным приливам больше подвержены восточные побережья материков. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.

Хотя для земного шара величина силы тяготения Солнца почти в 200 раз больше, чем силы тяготения Луны, приливные силы, порождаемые Луной, почти вдвое больше порождаемых Солнцем. Это происходит из-за того, что приливные силы зависят не только от величины гравитационного поля, а ещё и от степени его неоднородности. При увеличении расстояния от источника поля неоднородность уменьшается быстрее, чем величина самого поля. Поскольку Солнце почти в 400 раз дальше от Земли, чем Луна, то приливные силы, вызываемые солнечным притяжением, оказываются слабее.

Магнитное поле

Считается, что источником магнитного поля планет является тектоническая активность. Например, у Земли поле создаётся движением расплавленного металла в ядре, у Марса — последствиями прошлой активности.

«Луна-1» в 1959 году установила отсутствие однородного магнитного поля на Луне. Результаты исследований учёных Массачусетского технологического института подтверждают гипотезу, что у неё было жидкое ядро. Это укладывается в рамки самой популярной гипотезы происхождения Луны — столкновение Земли примерно 4,5 миллиарда лет назад с космическим телом размером с Марс «выбило» из Земли огромный кусок расплавленной материи, который позже превратился в Луну. Экспериментально удалось доказать, что на раннем этапе существования у Луны было аналогичное земному магнитное поле.

Внутреннее строение Луны

Луна — дифференцированное тело, она имеет геохимически различную кору, мантию и ядро. Оболочка внутреннего ядра богата железом, она имеет радиус 240км, жидкое внешнее ядро состоит в основном из жидкого железа с радиусом примерно 300—330 километров. Вокруг ядра находится частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 480—500 километров. Эта структура, как полагают, появилась в результате фракционной кристаллизации из глобального океана магмы вскоре после образования Луны 4,5 миллиарда лет назад. Лунная кора имеет в среднем толщину

Наблюдение

Угловой диаметр Луны очень близок к солнечному и составляет около половины градуса.

Так как Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет, с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности (в фазах Луны, близких к новолунию, то есть в начале первой четверти и в конце последней четверти, при очень узком серпе можно наблюдать «пепельный свет Луны» — слабое освещение её лучами Солнца, отражёнными от Земли). Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между Землёй, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз. Период времени между последовательными новолуниями в среднем составляет 29,5 дней (709 часов) и называется синодический месяц. То, что длительность синодического месяца больше, чем сидерического, объясняется движением Земли вокруг Солнца: когда Луна относительно звёзд совершает полный оборот вокруг Земли, Земля к этому времени проходит уже 1/13 часть своей орбиты, и чтобы Луна снова оказалась между Землёй и Солнцем, ей нужно дополнительно около двух суток.

Лунные либрации

Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть обращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси синхронизировано. Эта синхронизация вызвана трением приливов, которые производила Земля в оболочке Луны. Согласно законам механики, Луна ориентирована в поле тяготения Земли так, что на Землю направлена большая полуось лунного эллипсоида.

Явление либрации, открытое Галилео Галилеем в 1635 году, позволяет наблюдать около 59% лунной поверхности. Дело в том, что вокруг Земли Луна обращается с переменной угловой скоростью вследствие эксцентриситета лунной орбиты (вблизи перигея движется быстрее, вблизи апогея медленнее), в то время как вращение спутника вокруг собственной оси равномерно. Это позволяет увидеть с Земли западный и восточный края обратной стороны Луны (оптическая либрация по долготе). Кроме того, в связи с наклоном оси вращения Луны к плоскости её орбиты с Земли можно увидеть северный и южный края обратной стороны Луны (оптическая либрация по широте).

Существует ещё физическая либрация, обусловленная колебанием спутника вокруг положения равновесия в связи со смещённым центром тяжести, а также в связи с действием приливных сил со стороны Земли. Эта физическая либрация имеет величину 0,02° по долготе с периодом 1 год и 0,04° по широте с периодом 6 лет.

Из-за рефракции в атмосфере Земли при наблюдении Луны низко над горизонтом наблюдается приплюснутость её диска.

Из-за неровностей рельефа на поверхности Луны во время полного солнечного затмения можно наблюдать чётки Бейли. Когда же, наоборот, Луна попадает в тень Земли, можно наблюдать другой оптический эффект: она краснеет, будучи подсвеченной рассеянным в атмосфере Земли светом.

«Суперлунием» называют астрономическое явление, при котором момент прохождения Луной перигея совпадает с её полной фазой. Менее распространён термин «микролуние», когда Луна в полной фазе находится в апогее, то есть в дальней точке своей орбиты вокруг Земли. Для земного наблюдателя угловой размер диска Луны в момент «суперлуния» больше на 14% и яркость его на 30% выше, чем в момент «микролуния».

Происхождение

Первую научную теорию возникновения Луны выдвинул в 1878 году британский астроном Джордж Говард Дарвин. Согласно этой теории, Луна отделилась от Земли в виде магматического сгустка под действием центробежных сил. Альтернативная «теория захвата» предполагала существование Луны как отдельной планетезимали, захваченной гравитационным полем Земли. Теория совместного формирования предполагает одновременное формирование Земли и Луны из единого массива мелких обломков породы. Анализ грунта, доставленного миссией Аполлон, показал, что лунный грунт по составу значительно отличается от земного. Кроме того, современные компьютерные модели показали нереальность отделения от Земли массивного тела под действием центробежных сил. Таким образом, ни одна из трёх первоначальных теорий не выдерживает критики.

В 1984 году на Гавайской конференции по планетологии была коллективно выдвинута теория возникновения Луны, получившая название теории Гигантского столкновения. Теория утверждает, что Луна возникла 4,6 млрд лет назад после столкновения Земли с гипотетическим небесным телом, получившим название Тейа. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км (сейчас

384 тыс. км). Земля в результате удара получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Хотя у этой теории тоже есть недостатки, в настоящее время она считается основной.

Подтверждением теории столкновения планет по касательной можно указать:

• диаметр мантии Луны составляет 80% от общего диаметра. Обычно у подобных космических тел он составляет 50%
• мантия Луны преимущественно содержит каменные породы.

Протопланета Тейя «содрала» с Земли каменную оболочку, которую впоследствии присоединила к себе. Железные ядра планет остались нетронутыми. В противном случае, при прямом столкновении, планеты могли полностью разрушиться или Земля вобрала бы в себя железное ядро Тейи.

По оценкам, основанным на содержании стабильного радиогенного изотопа вольфрама-182 (возникающего при распаде относительно короткоживущего гафния-182) в образцах лунного грунта, в 2005 году учёные-минералоги из Германии и Великобритании определили возраст разделения на силикатную и металлическую оболочки в 4 млрд 527 млн лет (±10 млн лет), в 2011 году её возраст был определён в 4,36 млрд лет (±3 млн лет), в 2015 году — в 4,47 миллиарда лет, а в 2017 году — в 4,51 млрд лет.

Иллюзия Луны

Иллюзия Луны — обман зрения, который заключается в том, что когда Луна находится низко над горизонтом, она кажется намного больше, чем когда она висит высоко в небе. На самом деле, угловой размер Луны практически не меняется с её высотой над горизонтом (а точнее, слабо меняется наоборот: около горизонта он слегка меньше, чем в зените, поскольку в этом случае расстояние от наблюдателя до Луны больше на величину земного радиуса). В настоящее время существует несколько теорий, которые объясняют эту ошибку зрительного восприятия разными причинами.

Источник