Самая большая и знакомая картина в ночном небе — Луна . Его присутствие, вероятно, очаровывало наблюдателей еще до появления современного человека , миллионы лет назад. С тех пор Луна считалась божеством во многих культурах, и рассказывались истории о ее поэтической красоте, ее магии и силе, ее роли в превращении людей в оборотней и других зверей, а также ее способности склонять тех, кто находится на грани. перешел на сторону безумия. Теперь мы побывали на Луне, изучили ее породы и узнали о ее взаимодействии с приливами, но когда дело доходит до того, как была создана Луна, у нас все еще есть лишь немногочисленные теории. Все, что следует ниже, — лучшие предположения человечества.
Коаккреция: Луна и Земля образуют вместе
Коаккреция — это первая из трех старых идей, описывающих, как образовалась Луна. Эта теория утверждает, что Луна и Земля были сформированы в одно и то же время из первичного аккреционного диска — дискообразного потока газа , плазмы , пыли или частиц вокруг астрономического объекта, который медленно схлопывается внутрь, — что могло бы помочь объяснить геологическое сходство между два. Газ из облака конденсировался в материал и обломки, которые втягивались и прикреплялись к одному или другому из этих тел. Земля втянула больше материала и увеличила свою массу. Из двух тел масса Земли позволила ему развить доминирующее гравитационное притяжение, и Луна начала вращаться вокруг Земли. Однако критики отметили, что эта модель не могла объяснить нынешнюю момент количества движения Луны вокруг Земли.
Деление Земли создает Луну
В другом наборе ранних теорий образования Луны — одна из которых возникла в голове сэра Джорджа Дарвина , английского астронома и сына натуралиста Чарльза Дарвина, — Земля когда-то вращалась так быстро, что с ее поверхности летели куски материала. Считалось, что позже этот материал сконденсировался на Луне. Хотя теории деления казались убедительными, поскольку состав мантии Земли и Луна были похожи — они со временем выдохлись, потому что никто не смог обнаружить правильную комбинацию свойств вращающейся прото-Земли, которая могла бы генерировать правильный вид прото-Луны. В частности, ученые просто не верили, что Земля может когда-либо вращаться достаточно быстро, чтобы отбрасывать части себя. Кроме того, до сих пор не было обнаружено никаких свидетельств такого быстрого вращения на Земле или Луне.
Захват: Земля заманивает в ловушку уходящую Луну на своей орбите
Третья группа более старых теорий утверждала, что Луна могла образоваться где-то еще в пределах Солнечной системы, но за пределами гравитационного влияния Земли. Некоторые ученые считают, что Луна, возможно, какое-то время даже находилась в плену у другой планеты, прежде чем вырвалась на свободу. Согласно теории, через некоторое время Луна прошла близко к Земле. Путь был настолько близок, что Земля смогла захватить его на своей орбите. Хотя другие планеты, такие как Марс, как полагают, захватили небольшие астероиды, которые с тех пор стали де-факто лунами, ученым еще предстоит выяснить механику того, как Земля могла захватить Луну и заставить ее двигаться быстрее. затормозить достаточно сильно, чтобы он оставался на орбите. Кроме того, теории захвата потеряли популярность после того, как было обнаружено, что Земля и Луна геологически похожи друг на друга.
Остатки расколотой Тейи сливаются в Луну
Первая из трех теорий, которые полагаются на насильственное столкновение планеты размером с Марс, называемой Тейя, с Землей, этот вариант предполагает, что Тейя состоит из другого, возможно, более слабого материала, чем Земля. Когда Тейя ударила, Земля осталась относительно нетронутой. Однако Тейя распалась, и оставшиеся части со временем слились в Луну. Хотя эта теория была убедительной, она провалилась, потому что Земля и Луна состоят из одинаковых элементов ( в частности, кремния и кислорода ) в одинаковых концентрациях.
Воздействие Тейи производит «синестию»
Что, если Тейя ударит молодую протоземлю с такой силой, что оба тела испарятся? Некоторые ученые предполагают, что в результате удара могло образоваться странное вращающееся облако в форме бублика, называемое синестией. Они утверждают, что эта структура могла действовать как своего рода вращающаяся чаша для смешивания, которая равномерно смешивала химические элементы, обнаруженные в каждом теле. Со временем материал на самой внешней стороне синестии слился в Луну, в то время как остальная часть материала слилась с Землей.
Столкновение двух подобных тел
В этом сценарии Тейя все еще ударяет по Земле, но испарения не происходит, и обломки от удара по-прежнему объединяются в Луну. Уникальность этой теории заключается в том, что в ней материал, из которого состоит Тейя, оказывается тем же материалом, что и Земля. Никакого вреда, никакого фола, правда? Возникает вопрос: как образовалась Тейя? Возможно, и Тейя, и Земля образовались на противоположных сторонах одного аккреционного диска (материал которого был равномерно распределен по всей поверхности). Позже что-то нарушило орбиту Тейи вокруг Солнца и заставило ее уйти от своего первоначального местоположения, что в конечном итоге привело к врезанию Тейи в Землю.
Согласно этой теории, ранняя Земля подверглась не одному, а нескольким ударам. Считается, что каждый удар создавал поле обломков, которое в конечном итоге превратилось в крошечный лунный свет. Позже эти меньшие луны слились друг с другом и образовали Луну. Эта гипотеза уникальна тем, что не полагается на один-единственный «дымящийся пистолет». Это позволяет нескольким событиям постепенно увеличивать Луну. Модель отмечает, что диск материала будет формироваться в течение нескольких часов после каждого удара, и что этот материал будет конденсироваться в одну лунку в течение нескольких сотен лет. Израильские ученые предложили эту идею в начале 2017 года и утверждали, что совокупный эффект множества высокоскоростных ударов мог дать достаточно материала для образования Луны.
Источник
По биологии что такое луна
Выберитесь подальше от городских огней темной ночью и полюбуйтесь на прекрасное лунное сияние. Луна — это единственный земной спутник, выполняющий вращение вокруг Земли более 3.5 млрд. лет. То есть, Луна сопровождает человечество с момента его появления.
Из-за яркости и доступности в прямом наблюдении спутник отразился во многих мифах и культурах. Некоторые думали, что это божество, а другие пытались использовать, чтобы предсказывать события. Давайте внимательно рассмотрим интересные факты о Луне.
Интересные факты о Луне
Существует много историй, где фигурирует обратная сторона Луны. В реальности обе стороны получают одинаковый объем солнечного освещения, но лишь одно из них доступно для земного обзора. Дело в том, что время осевого лунного вращения совпадает с орбитальным, а значит он повернут к нам одним боком всегда. Но «темную сторону» мы исследуем космическими аппаратами.
Из-за гравитации Луна создает две выпуклости на нашей планете. Одна находится на повернутой к спутнику стороне, а вторая – на обратной. Эти выступы вызывают высокие и низкие приливы по всей Земле.
Каждый год спутник отдаляется от нас на 3.8 см. Если так продолжится и дальше, то через 50 млрд. лет Луна просто сбежит. На тот момент она будет тратить 47 дней на орбитальный пролет.
Луна уступает земной гравитации, поэтому вы будете весить на 1/6 меньше на спутнике. Именно поэтому астронавтам приходилось передвигаться прыжками, как кенгуру.
В 1969 году первый на спутник шагнул Нил Армстронг в период миссии Аполлон-11. Последним стал Юджин Сернан в 1972 году. С тех пор к Луне отправляют только роботов.
Это значит, что поверхность Луны, как видно на фото, лишена защиты от космического излучения, метеоритных ударов и солнечного ветра. Также заметны серьезные температурные колебания. Вы не услышите звуков, а небо всегда кажется черным.
Создаются земной гравитацией. Астронавты использовали сейсмографы и выяснили, что в нескольких километрах под поверхностью есть трещины и разрывы. Полагают, что спутник обладает расплавленным ядром.
Первым на Луне побывал советский аппарат Луна-1. Он пролетел мимо спутника на удаленности в 5995 км, а затем вышел на орбиту вокруг Солнца.
В диаметре земной спутник простирается на 3475 км. Земля в 80 раз крупнее Луны, но их возраст примерно одинаковый. Главная теория заключается в том, что в начале формирования в нашу планету врезался крупный объект, вырвавший материал в пространство.
НАСА планирует создать на лунной поверхности колонию, чтобы там всегда были люди. Работы могут начаться уже в 2019 году.
Это был тайный проект времен холодной войны – проект А119. Это бы показало значительный перевес одной из стран.
Размер, масса и орбита
Следует изучить характеристику и параметры Луны. Радиус составляет 1737 км, а масса – 7.3477 х 10 22 кг, поэтому во всем уступает нашей планете. Однако, если сопоставлять с небесными телами Солнечной системы, то видно, что по размеру довольно крупная (на второй позиции после Харона). Показатель плотности – 3.3464 г/см 3 (на втором месте среди лун после Ио), а гравитация – 1.622 м/с 2 (17% от земной).
Эксцентриситет – 0.0549, а орбитальный путь охватывает 356400 – 370400 км (перигелий) и 40400 – 406700 км (афелий). На полный обход вокруг планеты уходит 27.321582 дней. К тому же спутник находится в гравитационном блоке, то есть всегда смотрит на нас одной стороной.
Физические характеристики Луны
Полярное сжатие
0,00125
Экваториальный
радиус
1738,14 км 0,273 земных
Полярный радиус
1735,97 км 0,273 земных
Средний радиус
1737,10 км 0,273 земных
Окружность большого
круга
10 917 км
Площадь поверхности
3,793·10 7 км² 0,074 земных
Объём
2,1958·10 10 км³ 0,020 земных
Масса
7,3477·10 22 кг 0,0123 земных
Средняя плотность
3,3464 г/см³
Ускорение свободного
падения на экваторе
1,62 м/с²
Первая космическая
скорость
1,68 км/с
Вторая космическая
скорость
2,38 км/с
Период вращения
синхронизирован
Наклон оси
1,5424°
Альбедо
0,12
Видимая звёздная величина
−2,5/−12,9 −12,74 (при полной Луне)
Состав и поверхность
Луна повторяет Землю и также располагает внутренним и внешним ядром, мантией и корой. Ядро – сплошная железная сфера, простирающаяся на 240 км. Вокруг нее сосредоточено внешнее ядро из жидкого железа (300 км).
Далее идет наполовину расплавленный слой (500 км). Полагают, что он сформировался из-за кристаллизации глобального океана магмы 4.5 млрд. лет назад. Этот процесс создал мантию с магнием и железом.
Также в мантии можно обнаружить магматические породы, где железа больше чем у нас. Кора простирается на 50 км. Ядро охватывает всего 20% от всего объекта и вмещает не только металлическое железо, но и небольшие примеси серы и никеля. Можете увидеть, как выглядит строение Луны на схеме.
Внутреннее строение Луны
Ученым удалось подтвердить наличие на спутнике воды, большая часть которой сосредоточена на полюсах в затененных кратерных формированиях и подповерхностных водохранилищах. Думают, что она появилась из-за контакта спутника с солнечным ветром.
Лунная геология расходится с земной. Спутник лишен плотного атмосферного слоя, поэтому на нем нет погоды и ветровой эрозии. Небольшой размер и низкая гравитация приводят к быстрому охлаждению и отсутствию тектонической активности. Можно отметить огромное количество кратеров и вулканов. Повсюду хребты, морщины, нагорья и впадины.
Сильнее всего замечается контраст между яркими и темными территориями. Первые именуют лунными возвышенностями, а вот темные – моря. Нагорья сформировались магматическими породами, представленными полевым шпатом и следами магния, пироксена, железа, оливина, магнетита и ильменита.
Камера LROC отобразила лунную территорию Южного полюса с протяжностью в 600 км
Базальтовая порода легла в основу морей. Часто эти участки совпадают с низинами. Можно отметить каналы. Они бывают дугообразными и линейными. Это лавовые трубы, охлажденные и разрушенные с момента вулканической спячки.
Интересная особенность – лунные купола, созданные выбросом лавы в вентиляционные отверстия. Они обладают пологими склонами, и диаметром в 8-12 км. Морщины появились из-за сжатия тектонических плит. Большинство встречается на территории морей.
Борозда Ариадеус, запечатленная миссией Аполлон-10. Темная территория справа сверху – половина кратера Босковича
Примечательная особенность нашего спутника – ударные кратеры, формирующиеся при падении крупных космических камней. Кинетическая ударная энергия формирует ударную волну, приводящую к депрессии, из-за чего вырывается много материала.
Кратеры простираются от небольших ям до 2500 км и глубины 13 км (Айткен). Самые крупные появились в ранней истории, после чего начали уменьшаться. Можно отыскать примерно 300000 углублений с шириной в 1 км.
Кроме того, интерес представляет лунная почва. Она сформировалась из-за ударов астероидов и комет миллиарды лет назад. Камни раскрошились в мелкую пыль, которая покрыла всю поверхность.
Снимок исторического следа от ботинка, оставленного астронавтами Аполлона-11
Химический состав реголита отличается в зависимости от позиции. Если в горах много алюминия и двуокиси кремния, то моря способны похвастаться железом и магнием. Геологию исследовали не только телескопическими наблюдениями, но и анализом образцов.
Атмосфера
У Луны есть слабый слой атмосферы (экзосфера), из-за чего показатель температуры сильно колеблется: от -153°C до 107°C. Анализ показывает наличие гелия, неона и аргона. Первые два создаются солнечными ветрами, а последний – распад калия. Также есть данные о замороженных водных запасах в кратерах.
Формирование
Есть несколько теорий появления земного спутника. Некоторые думают, что все дело в гравитации Земли, которая притянула уже готовый спутник. Они вместе сформировались в солнечном аккреционном диске. Возраст – 4.4-4.5 млрд. лет.
Главная теория состоит в ударе. Полагают, что в прото-Землю влетел крупный объект (Тейя) 4.5 млрд. лет назад. Вырванный материал начал вращаться по нашему орбитальному пути и сформировал Луну. Это подтверждают и компьютерные модели. К тому же проверенные образцы показали практически идентичные с нами изотопные композиции.
Связь с Землей
Луна вращается вокруг Земли за 27.3 дней (звездный период), но оба объекта перемещаются вокруг Солнца одновременно, поэтому на одну фазу для Земли спутник тратит 29.5 дней (известные фазы Луны).
Присутствие Луны оказывает воздействие на нашу планету. Прежде всего речь идет о приливных эффектах. Мы замечаем это при повышении уровня моря. Земное вращение происходит в 27 раз быстрее лунного. Океанические приливы также усиливаются фрикционным сцеплением воды с земным вращением через океанические полы, водной инерцией и колебанием бассейнов.
Угловой момент ускоряет лунную орбиту и поднимает спутник выше с более длительным периодом. Из-за этого дистанция между нами возрастает, а земное вращение замедляется. В год спутник отходит от нас на 38 мм.
В итоге мы достигнем взаимной приливной блокировки, повторяя ситуацию Плутона и Харона. Но на это уйдут миллиарды лет. Так что скорее Солнце станет красным гигантом и поглотит нас.
Приливы отмечаются и на лунной поверхности с амплитудой в 10 см в течение 27 дней. Кумулятивный стресс приводит к лунным лучам. И они длятся дольше на час, потому что нет воды, способной заглушить вибрации.
Не будем забывать о таком великолепном событии, как затмение. Это случается, если Солнце, спутник и наша планета выстраиваются в прямую линию. Лунное появляется, если полная Луна показывается за земной тенью, а солнечное – Луна расположена между звездой и планетой. При полном затмении можно рассмотреть солнечную корону.
Модель полного лунного затмения
Лунная орбита расположена под наклоном в 5° к земной, поэтому затмения происходят в определенные моменты. Спутнику нужно находиться возле пересечения орбитальных плоскостей. Периодичность охватывает 18 лет.
История наблюдений
Как же выглядит история исследования Луны? Спутник расположен близко и заметен в небе, поэтому за ним могли следить еще доисторические жители. Ранние примеры записи лунных циклов начинаются в 5-м веке до н. э. Это сделали ученые в Вавилоне, отметившие 18-летний цикл.
Анаксагор из Древней Греции верил, что Солнце и спутник выступают масштабными сферическими скалами, где Луна отражала солнечный свет. Аристотель в 350 г до н.э. считал, что спутник является границей между сферами элементов.
О связи приливов и Луны заявил Селевк во 2-м веке до н.э. Также он думал, что высота будет зависеть от лунного расположения по отношению к звезде. Первую удаленность от Земли и размер добыл Аристарх. Его данные улучшил Птолемей.
Предсказывать лунные затмения начали китайцы в 4-м веке до н.э. Они уже тогда знали, что спутник отражает солнечный свет и выполнен в сферической форме. Альхазен говорил, что солнечные лучи не обиваются зеркально, а излучаются из каждого лунного участка во всех направленностях.
До момента появления телескопа все верили, что видят сферический объект, а также совершенно гладкий. В 1609 году появляется первый набросок от Галилео Галилея, который изобразил кратеры и горы. Это и наблюдения прочих объектов помогли продвинуть гелиоцентрическую концепцию Коперника.
Развитие телескопов привело к детализации поверхностных особенностей. Все кратеры, горы, долины и моря получили наименования в честь ученых, художников и видных деятелей. До 1870-х гг. все кратеры считались вулканическими формированиями. Но только позже Ричард Проктор предположил, что они могут быть следами от ударов.
Изучение
Космическая эпоха лунных исследований позволила ближе взглянуть на соседа. Холодная война между СССР и США стала причиной того, что все технологии развивались быстро, а Луна стала главной целью исследований. Началось все с запусков аппаратов, а закончилось человеческими миссиями.
Советский космический зонд Луна-1
В 1958 году стартовала советская программа «Луна», где первые три зонда разбились об поверхность. Но уже через год страна успешно доставляет 15 аппаратов и добывает первые сведения (информация о гравитации и снимки поверхности). Образцы доставили миссиями 16, 20 и 24.
Среди моделей были и инновационные: Луна-17 и Луна-21. Но советскую программу закрыли и зонды ограничились лишь съемкой поверхности.
В НАСА запуск зондов стартовал в 60-х гг. В 1961-1965-х гг. действовала программа Рейнджер, которая создавала карту лунного ландшафта. Далее в 1966-1968-х гг. высаживали роверы.
В 1969 году случилось настоящее чудо, когда астронавт Аполлона-11 Нил Армстронг сделал первый шаг на спутнике и стал первым человеком на Луне. Это была кульминация для миссии Аполлон, которая изначально нацеливалась на человеческий полет.
На миссиях Аполлон-11-17 побывало 13 астронавтов. Они сумели добыть 380 кг породы. Также все участники занимались различными исследованиями. После этого наступило длительное затишье. В 1990-м году Япония стала третье страной, которой удалось установить свой зонд над лунной орбитой.
В 1994 году США отправляют корабль Климентину, который занимался созданием масштабной топографической карты. В 1998 году разведчик сумел отыскать ледяные залежи в кратерах.
Посадочная площадка Чаньэ-3 и лунная поверхность
В 2000-м году многие страны загорелись желанием исследовать спутник. ЕКА отправили корабль SMART-1, который впервые детально проанализировал химический состав в 2004 году. Китай запустил программу Чаньэ. Первый зонд прибыл в 2007 году и пробыл на орбите 16 месяцев. Второй аппарат сумел запечатлеть также прилет астероида 4179 Тутатис (декабрь 2012 года). Чаньэ-3 в 2013 году спустил на поверхность ровер.
В 2009 году на орбиту вышел японский зонд Кагуя, изучающий геофизику и создавший два полноценных видео-обзора. С 2008-2009 года на орбите вращалась первая миссия от индийской ISRO Чандраян. Они смогли создать химическую, минералогическую и фотогеологическую карты в высоком разрешении.
НАСА в 2009 году использовали аппарат LRO и спутник LCROSS. Внутреннюю структуру рассматривали еще два дополнительных ровера НАСА, запущенные в 2012 году.
Договор между странами гласит, что спутник остается общим владением, поэтому все страны могут запускать туда миссии. Китай активно готовит проект по колонизации и уже тестирует свои модели на людях, которых закрывают на длительное время в специальные купола. Не отстает и Америка, которая также намерена заселить Луну.
Воспользуйтесь ресурсами нашего сайта, чтобы рассмотреть красивые и качественные фото Луны в высоком разрешении. Полезные ссылки помогут узнать максимально известный объем информации о спутнике. Чтобы понять, какая Луна сегодня, просто перейдите в соответствующие разделы. Если не можете купить телескоп или бинокль, то посмотрите на Луну в онлайн телескоп в режиме реального времени. Картинка постоянно обновляется, демонстрируя кратерную поверхность. Сайт также отслеживает фазы Луны и ее положение на орбите. Есть удобная и увлекательная 3D-модель спутника, Солнечной системы и всех небесных тел. Ниже расположена карта лунной поверхности.
