Движение и фазы Луны
Луна — единственное небесное тело, которое обращается вокруг Земли, если не считать искусственных спутников Земли, созданных человеком за последние годы.
Луна непрерывно перемещается по звездному небу и по отношению к какой-нибудь звезде за сутки смещается навстречу суточному вращению неба приблизительно на 13°, а через 27,1/3 суток возвращается к тем же звездам, описав по небесной сфере полный круг. Поэтому промежуток времени, в течение которого Луна совершает полный оборот вокруг Земли по отношению к звездам, называется звездным (или сидерическим) месяцем; он составляет 27,1/3 суток.
При своем движении Луна нередко на время загораживает от нас звезды и планеты. Значит, Луна к нам ближе, чем звезды и планеты. Видимое движение Луны по небесной сфере происходит вблизи эклиптики, но плоскость лунной орбиты немного наклонена к ней (на 5°). Точки пересечения лунной орбиты с плоскостью эклиптики называются узлами лунной орбиты.
Среднее расстояние Луны от Земли составляет 384 400 км, или приблизительно 30 земных диаметров.
Изменение вида Луны — смена ее фаз — происходит от того, что Луна занимает различные положения относительно Земли и освещающего ее Солнца.
Луна — это темное шарообразное тело. Когда Луна находится между Землей и Солнцем, обращенное к нам ее полушарие не освещается Солнцем, и мы Луны не видим. Эта фаза Луны называется новолунием. Когда Земля находится между Солнцем и Луной, все обращенное к нам полушарие Луны ярко освещено Солнцем. Эта фаза называется полнолунием. В промежуточных положениях мы видим те или иные части освещенного сбоку полушария Луны: полукруг (первая четверть и последняя четверть), более или менее узкий серп и др. Рисунок 61 показывает связь лунных фаз с положением Луны на ее орбите: солнечные лучи падают сверху, в плоскости чертежа.
Рисунок 61 — Схема, поясняющая смену фаз Луны.
Верхняя кульминация Луны происходит при полнолунии — в полночь — около 6ч (по местному времени»). Этим можно пользоваться для приближенной ориентировки на местности или для грубой оценки времени ночью.
Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем; он равняется 29,5 суток.
Синодический месяц больше сидерического месяца, так как одинаковые фазы Луны наступают при одинаковых положениях Луны относительно Солнца и Земли. На рисунке 62 Луна в точке L изображена в положении новолуния — между Землей Т и Солнцем S. За время полного оборота Луны вокруг Земли Земля с Луной успеет пройти V13 часть своей орбиты относительно Солнца и окажется в точке Т1. Луна, двигаясь в направлении, указанном стрелкой, окажется в положении L1 которое, как мы видим, не будет еще соответствовать новолунию. Чтобы прийти в положение новолуния L1’,Луне надо повернуться на орбите еще на угол L1,T1L1′, на что требуется около двух суток.
Земля, освещаемая Солнцем, при наблюдении с Луны тоже должна менять фазы и с тем же периодом, но фазы их обратны друг другу: когда мы видим новолуние, с Луны видно «полноземелие» и т. д.
Рисунок 62 — Синодический месяц длиннее звездного месяца.
Поверхность Земли больше поверхности Луны в 14 раз. Кроме того, земная поверхность отражает солнечные лучи в семь раз лучше, чем лунная. Поэтому в новолуние Луна освещается Землей значительно сильнее, чем в полнолуние Земля освещается Луной. Этим объясняется явление «пепельного света»: так называется слабое голубовато-зеленое свечение не освещенной Солнцем части лунного диска незадолго до новолуния или вскоре после него, когда Луна видна как узкий серп. В это время Земля ярко освещает лунную поверхность.
Источник
Движение Луны
Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. В результате этого мы видим перемещение Луны на небосводе на фоне звезд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается примерно на 13 градусов, а через 27,3 суток описывает на небесной сфере полную окружность.
Как проводить наблюдения:
- Выберите место с хорошим обзором (чтобы не мешал свет фонарей, окон домов). Лучше всего начать наблюдения, когда Луна видна как узкий серпик невысоко над горизонтом сразу после захода Солнца.
- Зарисуйте Луну, определите угловое расстояние от точки захода Солнца.
- Повторите наблюдения в течение 2-3 недель примерно в то же время (сразу после захода Солнца).
- Зарисуйте результаты наблюдения
Наблюдаем фазы Луны
Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее вида- сменой фаз. Фаза- это отношение наибольшей ширины освещенной части лунного диска к его диаметру. Смена фаз происходит из-за того, что при изменении положения Луны относительно Солнца происходит изменение ее освещенности солнечными лучами и перераспределение света и тени. Линию, разделяющую светлую и темную части Луны, называют терминатором. Фазы полнолуния и новолуния называют сизигиями ( от греч. «сизигия»- соединение).
Наблюдение фаз Луны проводим по вышеприведенному плану.
Наблюдение объектов на поверхности Луны
Со времен Галилея астрономы начали составлять первые лунные карты видимого полушария Луны. «Морями» и «океанами» были названы темные пятна на поверхности Луны. «Материки» — более светлые возвышенности- занимают большую часть поверхности Луны. На Луне есть несколько горных хребтов. Основной формой рельефа являются кратеры.
Лунный рельеф в основном изучают тогда, когда соответствующая местность лежит вблизи терминатора. Тогда неровности, освещенные Солнцем, отбрасывают тени и легко заметны. С Земли, как известно, видно только одно полушарие Луны.
Как проводить наблюдения:
- Выберите место с хорошим обзором (чтобы не мешал свет фонарей, окон домов). Лучше всего начать наблюдения, когда Луна полная, в полнолуние.
- Зарисуйте Луну, найдите как можно больше деталей лунной поверхности:
- Море Дождей, Море Ясности, Океан Бурь, Море Холода, Море Кризисов, Море Спокойствия и другие.
- Горы Пиренеи, Горы Алтай, Горы Карпаты, Горы Апеннины, Горы Кавказ, горы Альпы и другие.
- Кольцевые горы (кратеры).
- Нанесите эти объекты на поверхность Луны.
- Зарисуйте результаты наблюдения.
- Очень интересно в течение часа проследить в телескоп за тем, как вблизи терминатора на ночной стороне загораются светлые точки- это вершины валов лунных кратеров.
Наиболее и наименее благоприятные фазы для наблюдения за Луной |
Фаза | 3 дня | Первая четверть | Полнолуние | Последняя четверть | 25 день |
---|---|---|---|---|---|
Благоприятное | Конец апреля | Весеннее равноденствие | Зимнее солнцестояние | Осеннее равноденствие | Конец июля |
Неблагоприятное | Конец октября | Осеннее равноденствие | Летнее солнцестояние | Весеннее равноденствие | Конец января |
Перед проведением наблюдений за Луной определите время оптимальной видимости с помощью любой программы-планетария.
Траектория движения Луны вокруг Земли имеет форму эллипса. Среднее расстояние между центрами Луны и Земли равно 384 402 км, однако реальное расстояние постоянно варьируется от 356 410 до 406 720 км. В связи с этим меняется и видимый размер Луны – от 29′ 22» в апогее до 33′ 30» в перигее.
Разница видимого размера при наблюдении за Луной
Разумеется, наблюдателю не стоит ждать момента, когда Луна максимально приблизится к Земле. Просто помните о том, что в перигей вы можете изучать тончайшие детали на поверхности спутника, которые скрыты в обычное время.
Начиная исследование, нужно направить трубу телескопа на любую точку около терминатора – линии, разделяющей Луну на светлую и темную половины. Во время убывающей Луны терминатор показывает место захода Солнца, во время растущей – на место восхода.
Фотография Луны через любительский телескоп. Изображение получено через 125-мм рефрактор
Наблюдение Луны у терминатора позволит исследователю изучить структуру горных вершин, освещенных солнечными лучами. При этом нижняя часть гор прячется в тени. Пейзаж у линии терминатора претерпевает изменения в режиме реального времени. Поэтому многочасовые наблюдения какой-либо достопримечательности будут вознаграждены великолепным зрелищем.
Это важно! Во время исследования Луны между фазами последней или первой четверти и полнолунием включите умеренно яркий свет белого цвета за своей спиной. Безусловно, источник света не должен располагаться в прямой видимости, бить в глаза или бликовать на окуляре. Это позволит вам сохранить более совершенное дневное зрение и рассмотреть множество деталей на поверхности спутника.
Необходимое оборудование
Чтобы наблюдать Луну и получить качественные фото, нужно знать как правильно выбрать или купить телескоп. Луна – это объект с очень ярким свечением. Во время наблюдений через телескоп она может запросто ослепить исследователя. Существует несколько способов сделать наблюдения более комфортными, снизив яркость Луны. К примеру, можно применить поляризационный с переменной плотностью или нейтральный серый фильтр. Первый использовать разумнее, поскольку с ним можно изменять уровень передачи света (1% — 40%). Это удобно тем, что уровень лунного свечения напрямую зависит от ее фазы и используемого увеличения. А при применении нейтрального фильтра изображение Луны будет постоянно меняться от излишне темного до излишне яркого.
Лунный фильтр компании Celestron
Фильтр с переменной яркостью сгладит эти перепады, позволив вам установить необходимый параметр яркости.
Во время исследования Луны не принято использовать цветные фильтры. Исключение составляет лишь красный фильтр, с помощью которого можно повысить контрастность областей с повышенным содержанием базальта. Кроме того, он стабилизирует изображение в неустойчивой атмосфере и минимизирует лунный блеск.
Решив заняться изучением Луны, приобретите лунный атлас или карту. Кроме того, используйте приложение «Виртуальный Атлас Луны», которое предоставит вам всю информацию при подготовке к исследованию.
Простейшая карта Лунной поверхности
Для опытных астрономов предлагаем вашему вниманию более детализированную карту Луны, где отображены все формирования поверхности:
Скачать (Размер изображения: 2725 х 2669, Вес: 1.86 мб).
Детали на Луне в зависимости от оборудования
Поскольку Луна располагается близко от Земли, любители астрономии обожают наблюдать ее как невооруженным глазом, так и с помощью специального оборудования. Так, даже невооруженным глазом можно увидеть характерный пепельный оттенок Луны, который особенно очевиден по утрам на убывающей Луне и в вечерних сумерках на растущей. Кроме того, с легкостью можно наблюдать общие черты спутника.
Изображение Луны, полученное через 114-мм телескоп + 2х линза Барлоу
С помощью небольшого телескопа или бинокля можно более пристально рассмотреть лунные кратеры, моря, горные цепи. Поверьте, вы найдете здесь немало интересного!
При увеличении апертуры растет и чисто видимых объектов. Через телескоп с апертурой 200 – 300 мм вы сможете изучать тонкие детали на поверхности крупных кратеров, исследовать структуру горных хребтов, увидите многочисленные складки, борозды, цепочки мелких кратеров.
А это изображение получено уже через 279-мм телескоп Celestron C11 XLT
Рассчитать возможности каждого конкретного телескопа крайне сложно, поскольку решающую роль здесь играет состояние атмосферы. Чаще всего, по ночам максимальная граница крупного телескопа равна 1”. Периодически атмосфера успокаивается на пару секунд. И в это время наблюдать должен использовать свою технику на пределе ее возможностей. К примеру, в прозрачную и спокойную ночь с помощью 200-миллиметрового телескопа можно рассмотреть кратеры с диаметром до 1800 метров, в с помощью 300-миллиметрового прибора – 1200 метров.
Как наблюдать Луну
Обычно наблюдения Луны проводятся вдоль терминатора, поскольку у этой линии повышен контраст лунных деталей. А игра теней делает пейзажи лунной поверхности по-настоящему волшебными. При этом не стоит бояться экспериментов. Играйте с увеличением и выберете то, что будет оптимальным в конкретных условиях наблюдения. Чаще всего, вам понадобится комплект из 3 окуляров.
Окуляр с небольшим увеличением, который часто называют поисковым. Используется для комфортного изучения полного лунного диска и общего знакомства с достопримечательностями на поверхности спутника. Кроме того, с ним можно наблюдать лунные затмения и устраивать лунные экскурсии для друзей.
Окуляр со средним увеличением (от 80х до 150х) пользуется наибольшей популярностью. Крайне полезен при нестабильной атмосфере.
Мощный окуляр (2D-3D) используется для профессионального изучения Луны при максимальных возможностях оптической техники. Может применять только при отличной атмосфере и абсолютной термостабилизации телескопа.
Лунная через 300-мм телескоп и 2-х линзы Барлоу
Повысить эффективность наблюдений можно с помощью списка Чарльза Вуда «100 лучших объектов Луны». Кроме того, прочтите статьи цикла «Неизвестная Луна», которые посвящены обзору достопримечательностей на поверхности спутника.
Наверняка, вы увлечетесь поиском крошечных кратеров, которые можно рассмотреть только на пределе возможностей телескопа.
Обязательно ведите дневник наблюдений. В специальных графах заносите данные о времени и фазе Луны, условиях наблюдения, состоянии атмосферы, используемом увеличении. Здесь же можно делать зарисовки
Что наблюдать на Луне
Кратеры — объекты, которыми испещрена вся лунная поверхность. Этот термин происходит от греческого слова, означающего «чаша». Чаще всего лунные кратеры формируются от ударов космических тел о поверхность спутника.
Лунные моря – темные области, контрастирующие с остальной поверхностью Луны. По сути представляют собой низины, занимающие до 40% площади поверхности , видимой с Земли. Во время полнолуния темные пятна придают Луне «лицо».
Борозды — долины на поверхности Луны. В длину они достигают многих сотен километров, в ширину – 3500 метров, а в глубину – до 1000 метров.
Складчатые жилы — внешне выглядят как веревки. Они формируются в результате сжатия и деформации от опускания морей.
Горные цепи — горы на поверхности Луны. Их высота варьируется от 100 до 20000 метров.
Купола — настоящая тайна Луны. До сих пор нет достоверных данных об их природе. Сегодня есть данные о паре десятков куполов, представляющих собой малые (до 15 км в диаметре) гладкие и круглые возвышения.
10 самых интересных лунных объектов
Залив Радуги (Sinus Iridum) T (возраст Луны в днях) — 9, 23, 24, 25
Находится в северо-западной области Луны. Можно наблюдать даже в бинокль с увеличением 10х. С помощью телескопа со средним увеличением визуализируется как удивительный объект диаметром 260 км и размытыми краями. На плоском дне Залива располагается россыпь мелких кратеров
Кратер Коперник (Copernicus) T – 9, 21, 22
Входит в число наиболее известных лунных объектов, которые можно исследовать с помощью малого телескопа. Кратер окружен системой лучей, которые расходятся на 800 км от кратера. Глубина кратера составляет 3,75 км, диаметр – 93 км. Когда над кратером восходит или заходит Солнце, наблюдатель может наслаждаться великолепными картинами.
Прямая стена (Rupes Recta) Т — 8, 21, 22
Представляет собой тектонический разлом, который легко визуализируется с помощью 60-миллиметрового телескопа. Длина объекта – 120 км. Находится на дне древнего разрушенного кратера, следы которого вы увидите у восточного края Прямой стены.
Возвышенность Рюмкер (Rümker Hills) T — 12, 26, 27, 28
Огромный вулканический купол, который можно наблюдать с помощью 60-миллиметрового телескопа или мощного астрономического бинокля. Диаметр холма составляет 70 км, а его высшая точка располагается на высоте 1,1 км от лунной поверхности.
Апеннины (Apennines) Т — 7, 21, 22
Горный хребет, длина которого составляет 604 км. Его можно рассмотреть с помощью бинокля, однако для более серьезных наблюдений потребуется телескоп. Некоторые вершины имеют высоту в 5 км. А в определенных участках горной цепи есть глубокие борозды.
Кратер Платон (Plato) Т — 8, 21, 22
Визуализируется с помощью бинокля, что делает кратер Платона одним из наиболее популярных объектов у астрономов-любителей. Диаметр кратера составляет 104 км. «Большое Черное Озеро» — такое поэтическое название дал кратеру Ян Гевелий – польский астроном (1611-1687). И действительно, с помощью телескопа любительского уровня или бинокля объект визуализируется как крупное темное пятно, контрастирующее со светлой поверхностью Луны.
Мессье и Мессье А (Messier and Messier A) Т — 4, 15, 16, 17
Пара небольших кратеров, наблюдать которые можно с помощью телескопа от 100 мм. Мессье – это объект вытянутой формы с размером 11 на 9 км. Мессье А чуть больше – 13 на 11 км. К западу располагается пара светлых лучей, длина которых превышает 60 км.
Кратер Петавий (Petavius) Т — 2, 15, 16, 17
Кратер визуализируется в небольшой бинокль, но только мощный телескоп с серьезным увеличением превращает его в удивительный объект. Дно кратера – куполообразное, испещренное трещинами и бороздками.
Кратер Тихо (Tyсho) Т — 9, 21, 22
Входит в число наиболее известных лунных объектов, который стал известен своей огромной системе лучей вокруг кратера. Система простирается на 1500 км. Увидеть лучи можно даже в любительский бинокль.
Кратер Гассенди (Gassendi) T — 10, 23, 24, 25
Кратер овальной формы, длина которого составляет 110 км. Отлично визуализируется в бинокль 10х. С помощью телескопа можно увидеть огромное число расселин, холмов и гор на дне кратера. Также вы обязательно увидите, что стены кратера частично разрушены. У северного края располагается кратер Гассенди, который делает объект похожим на перстень с бриллиантом.
От автора
Что же делать, если в настоящее время ваше небо хмурое или у вас нет астрономического оборудования? Наш портал позаботился и об этом. Представляет вашему вниманию интерактивную 3D модель Луны и сервис, позволяющий наблюдать за Луной в режиме реального времени.
Источник
➤ Adblockdetector