Луна: общая информация

Луна 18 августа 2000 г. Fuji Film 100

Луна - ближайшее к Земле небесное тело (среднее расстояние от Земли 384 400 км). Ее радиус равен 1737 км, масса в 81,3 раза меньше массы Земли, а средняя плотность в полтора раза меньше земной. Температура на лунном экваторе колеблется от +130°С в полдень до -170°С в полночь, причем продолжительность солнечных суток на Луне составляет 29,5 земных.
Изучение Луны начал Галилей, впервые направивший на нее построенный им телескоп. В марте 1610 г. он в "Звездном вестнике" писал: "Из наблюдений, неоднократно повторенных, мы пришли к заключению, что поверхность Луны не гладкая, и не ровная, и не в совершенстве сферическая, как полагал в отношении ее великий легион философов, а, напротив того, неровная, шероховатая, испещренная углублениями и возвышенностями, наподобие поверхности Земли".
Уже невооруженным глазом на Луне хорошо различаются светлые области - "материки", занимающие около 60% лунного диска, и темные "моря" (40%). Наиболее эффективными деталями лунной поверхности являются кратеры. Установлено, что их число N Обратно пропорционально квадрату диаметра кратера D(N ~ D^-2). Отсюда следует, что почти все они - результат выпадения на поверхность Луны метеоритных тел, для которых распределение по размерам подчиняется той же зависимости.
По аналогии с земными "образцами" на Луне выделяют: 1) маары - мелкие (диаметром до 5 км) круговые впадины, обрамленные более высокими краями, 2) кальдеры - кратеры с плоски дном, расположенные на вершине горы, и 3) куполообразные горы с небольшими кратерами на вершине. Для лунного ландшафта характерны также протяженные системы лучей, гигантские трещины и борозды.
"Моря" - это области, заполненные темным веществом, напоминающим застывшую вулканическую лаву. Краевые поднятия на периферии морей называются кордильерами. Различная яркость отдельных участков поверхности Луны объясняется тем, что "материки" в среднем отражают примерно 9% солнечных лучей, тогда как "моря" - всего около 4%.
В результате продолжительной бомбардировки лунной поверхности метеоритами на ней образовался рыхлый обломочный покров толщиной около шести метров, названный реголитом. Одна из его составляющих - брекчия - смесь мелких частиц минералов (обломки горных пород), сцементированных стеклом.
Установленные на Луне сейсмометры регистрировали от 600 до 3000 лунотрясений в год, однако выделяемая сейсмическая энергия в миллиард раз меньше, чем на Земле (среднее лунотрясение оценивается двумя баллами по шкале Рихтера). Было выделено два типа лунотрясений. Первые связаны с процессами в глубоких недрах Луны (около 1000 км), их спусковым механизмом, по-видимому, являются приливные силы: эти лунотрясения наблюдаются при прохождении Луны через перигей или апогей своей орбиты, т.е. через каждые 13,6 суток. Колебания второго типа происходят в лунной коре. В итоге удалось построить модель внутреннего строения Луны.
При рассмотрении внутреннего строения Луны принято выделять кору тощиной около 60 км, верхнюю мантию толщиной 250 км, среднюю мантию, расположенную на глубинах 300-800 км, нижнюю мантию и небольшое железное ядро радиусом в несколько сотен километров. Эти две последние образуют вместе астеносферу - зону пониженной прочности, возможно находящуюся в частично расплавленном состоянии. Температура в верхней части этого слоя оценивается в 1800К.
Атмосферы как таковой Луна не имеет, хотя крайне разреженная газовая оболочка у нее и обнаружена. Основными ее компонентами являются водород, гелий, неон и аргон. Их концентрация в 10¹³ раз меньше, чем концентрация частиц в земной атмосфере. Тем не менее она все же в 100-1000 раз больше, чем концентрация частиц в солнечном ветре. По-видимому, Луна окружена пылевым облаком, протяженность которого сравнима с радиусом лунного шара, а концентрация в нем пылевых частиц размером ~70 мкм в 10⁴ - 10⁵ раз больше, чем в межпланетном пространстве.

Видимое движение Луны:
Наблюдая за положением Луны среди звезд, нетрудно заметить, что на протяжении часа она смещается к востоку приблизительно на величину своего диаметра, т.е. несколько больше, на на 0,5°. За сутки Луна передвигается влево (в северном полушарии) на 13,2°. Поэтому каждый последующий ее восход (и заход) происходит примерно на 50 минут позже, чем накануне. Через 27,321661 средних суток (что составляет 27^d07^h43^m11,5^s), Луна описывает по небу полный круг и снова возвращается к той же звезде. Этот промежуток времени и называется звездным или сидерическим месяцем. На протяжении сидерического месяца прямое восхождение Луны a и ее эклиптическая долгота l непрерывно увеличиваются, описывая полный цикл.
Предположим, что в какой-то определенный момент времени эклиптическая долгота Луны была равна долготе Солнца и какой-то фиксированной звезды. Но спустя 27,3 суток, когда Луна закончит один оборот вокруг Земли и вернется к той же звезде, Солнце сдвинется на восток примерно на 27°. Так как за сутки Луна передвигается на небесной сфере к востоку примерно на 13°, а Солнце на 1°, то Луна догоняет Солнце со скоростью 12° в сутки. Разрыв в 27° Луна преодолевает за 27/12 дня. Таким образом, следующий момент, когда эклиптические долготы Солнца и Луны будут одинаковыми, наступит через (27,3 + 2,3) суток. Точнее, этот промежуток времени равен 29,53058818 суток или 29^d12^h44^m2,8^s. Промежуток времени, по истечении которого Луна возвращается в прежнее положение относительно Солнца, называется синодическим месяцем.
Внимательно фиксируя положение центра Луны относительно звезд на протяжении синодического месяца и нанося их на карту звездного неба, любитель астрономии обнаружит, что большой круг, по которому движется Луна, не совпадает с эклиптикой, а наклонен к ней под углом 5°9'. Путь Луны на небе пересекается с эклиптикой в двух точках, которые называются узлами лунной орбиты - восходящим и нисходящим. Продолжая наблюдения на протяжении нескольких синодических месяцев, нетрудно обнаружить, что лунные узлы непрерывно перемещаются навстречу Луне, т.е. к западу, совершая полный оборот за 18,6 года. Ежегодно долгота восходящего узла уменьшается примерно на 20°, а за один поный оборот Луны - на 1,5°.

Фазы Луны:
На протяжении синодического месяца происходит непрерывное изменение внешнего вида Луны, который принято называть фазой Луны (по определению, фаза равна отношению наибольшей ширины освещенной части лунного диска к его диаметру). Смена фаз Луны, являющейся, как и Земля, темным, непрозрачным шарообразным телом, происходит вследствие изменения ее положения относительно Солнца.
Заметим, что линия, отделяющая темную часть диска Луны от светлой, называется терминатором, а угол между направлениями от Солнца к Луне и от Луны к Земле - фазовым углом.
Во время новолуния Луна находится между Солнцем и Землей. В этот момент Луна обращена к Земле своей темной стороной. Удаляясь от Солнца к востоку ежедневно на 12°, Луна через 2-3 дня уже видна в западной части вечернего неба в виде узкого серпа, обращенного выпуклостью вправо. Через 7-8 дней после новолуния, когда восточная элонгация Луны достигает 90° (Луна находится в восточной квадратуре), наступает фаза первой четверти, примерно через 15 дней после новолуния - полнолуние, еще через 7-8 дней - последняя или третья четверть (западная квадратура). Соединение Луны с Солнцем во время новолуния и противостояние во время полнолуния называют еще сизигиями (от греческого "сизигия" - соединение).

Главные фазы	Видимость Луны
Новолуние	Не видна
Первая четверть (через 7 суток и 9 часов)	На юге - при заходе Солнца; на западе - около полуночи
Полнолуние (через 14 суток и 19 часов)	На востоке - вечером (при заходе Солнца); на юге - в полночь; на западе - утром (при восходе Солнца)
Последняя четверть (по истечении 22 суток и 4 часов)	На востоке - в полночь; на юге - утром (при восходе Солнца)
Новолуние (через 29 суток и 13 часов)	Не видна

Возраст Луны исчисляется в днях с момента новолуния. Обычно, уже на второй после новолуния день, в западной части неба, на фоне вечерней красноватой зари виден узкий серп "молодого" месяца. Но хорошо видна и темная часть Луны, называющаяся благодаря своему свечению пепельным светом. Пепельный свет хорошо наблюдать в периоды после новолуния до наступления первой четверти и после последней четверти до новолуния. При наблюдениях в телескоп вблизи терминатора в неосвещенной части Луны можно наблюдать светлые точки, которые являются горными вершинами на Луне, освещаемыми восходящим Солнцем. Также в телескоп в области пепельного света можно наблюдать контуры лунных морей.

:: любительские наблюдения Луны :: кратковременные явления :: фотографии Луны от METEOWEB :: покрытия звезд (или планет) Луной ::