Луна – естественный спутник Земли
Луна — единственный естественный спутник планеты Земля. Это второй самый яркий объект в небосводе после Солнца. Так как Луна вращается по орбите кругом Земли с временем в один месяц, угол меж Землей, Луной и Солнцем меняется; мы видим этот эффект как цикл лунных фаз.
Хотя Луна и вертится вокруг собственной оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Дело в том, что она производит один кругооборот вокруг собственной оси за то же время (27,3 дней), что и один оборот вокруг Земли. А так как направленность обоих вращений совпадает, его противоположную сторону с Земли узреть нереально.
При этом вращение Луны вокруг Земли по эллиптической орбите проистекает неравномерно, с Земли имеется возможность видеть 59% лунной поверхности.
- Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, является «Луна-2». Он был запущен в СССР 12 сентября 1959 года.
- Впервые нога человека ступила на Луну 20 июля 1969 года. Это были американские астронавты «Аполлона-11».
Еще до того, как стали проводиться космические исследования, астрономы уже заявляли о необычности Луны.
Ее плотность меньше плотности любой планеты земной группы (Земли, Марса, Венеры, Меркурия) — всего лишь в 3,3 раза больше плотности воды. Даже этот факт является свидетельством необычных условий образования спутника.
По пробам грунта с ее поверхности был установлен химический состав, а также возраст Луны (самые старые образцы – 4,1 млрд. лет), и это обстоятельство еще больше запутало представление землян о происхождении данного небесного тела.
В настоящее время большинство ученых считают, что Луна сформировалась в результате столкновения крупного небесного тела с Землей.
Луна по сравнению со спутниками других планет
Несмотря на не столь выдающиеся в сравнении с другими спутниками Солнечной системы размеры, Луна является самым крупным по отношению к своей планете – Земле – спутником.
Луна является достаточно большим спутником. По размерам ее превосходят лишь такие спутники других планет, как Ио, Каллисто, Ганимед, Титан. Таким образом, размер Луны позволяет занимать этому небесному телу среди 91 спутника всей Солнечной системы пятое место.
Орбита Луны
- Перигей (ближайшая к Земле точка орбиты): 363 104 километра (изменяется в пределах 356 400 – 370 400 километров).
- Апогей (самая далекая от Земли точка орбиты): 405 696 километров (изменяется в пределах 404 000 – 406 700 километров).
- Средняя скорость движения Луны по орбите составляет около 1,023 километра в секунду.
- Лунавращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,3 суток, постепенно удаляясь от нее вследствие приливного ускорения на 38 миллиметров в год, то есть ее орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.
Физические характеристики Луны
- Температура поверхности Луны колеблется от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна −35 °C.
- Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, то есть примерно 0,273 радиуса Земли.
- Площадь поверхности Луны составляет 3,793 х 107 квадратных километров.
- Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамм на кубический сантиметр.
- Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 метра на секунду в квадрате (0,165 g).
- Масса Луны равна 7,3477 х 1022 килограмм.
Система Земля – Луна
Разумеется, не совсем верно говорить о движении Луны вокруг Земли. Точнее, оба эти тела обращаются вокруг их общего центра массы, лежащего ниже поверхности Земли. Анализ колебаний Земли показал, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.
Гравитационное притяжение Луны вызывает приливы и отливы на Земле.
Приливные движения в результате трения замедляют вращение Земли, увеличивая продолжительность земных суток на 0,001 с за столетие.
Поскольку момент импульса системы Земля – Луна сохраняется, замедление вращения Земли приводит к медленному удалению Луны от Земли. Однако в нынешнюю эпоху расстояние между Землей и Луной уменьшается на 2,5 см в год из-за сложного взаимодействия Солнца и планет с Землей.
Луна всегда обращена к Земле одной стороной.
Детальный анализ ее гравитационного поля показал, что Луна деформирована в направлении Земли, но искажение ее формы слишком велико для современного приливного эффекта. Это искажение считают «замороженным приливом», оставшимся с тех пор, когда Луна была ближе к Земле и испытывала с ее стороны более сильное приливное влияние, чем сейчас. Но эта выпуклость может представлять собой и неоднородность внутреннего строения Луны.
Лунная иллюзия
Рядом с горизонтом Луна по размерам кажется гораздо больше, нежели высоко на небосводе. Это оптический обман.
Согласно психологическим опытам, в подсознании наблюдателя формируется собственное представление о размерах объекта под воздействием восприятия величины соседствующих объектов. Чем выше в небе, тем Луна воспринимается меньше, поскольку находится в большом пустом пространстве. Но ближе к горизонту ее размеры легко сравнимы с расстоянием от Луны до горизонта, ввиду чего неосознанно усиливается впечатление о лунном размере.
Изменения видимой формы Луны
Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.
Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.
В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.
Луна проходит следующие фазы освещения:
- новолуние — состояние, когда Луна не видна.
- молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
- первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
- прибывающая луна
- полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком.
- убывающая луна
- последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны.
- старая луна
Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.
Мнемоническое правило определения фаз Луны
Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть. Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р» — луна «Растущая», то есть это первая четверть.
Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.
Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лёжа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы.
В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С», а убывающий (от полнолуния до новолуния) похож на букву «D» без палочки.
Если по направлению движения луны передний край освещённый — луна растущая, затенённый — убывающая.
Разница между Луной и Землей
Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.
Сравнение
Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.
Сравнение размеров Луны, Земли и Марса
Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.
Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.
Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).
Лунные горы, вероятнее всего, сформировались после столкновения с поверхностью огромных метеоритов, в то время как горы на Земле – результат тектонических процессов.
Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.
На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.
Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.
Выводы
- Земля в 81 раз тяжелее Луны.
- Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
- На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
- Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
- Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
- Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
- На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
- У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
- Химический состав двух астрономических объектов различен.
Видео
Источник
Луна все горные цепи
Ученые-планетологи из американского Университета штата Огайо (Ohio State University — OSU) объяснили происхождение самых заметных деталей ландшафта Луны — «морей» и «океанов». Ученые считают, что они возникли при столкновении с астероидом, который врезался в Луну с противоположной стороны. Согласно новым исследованиям, чрезвычайно крупный объект некогда поразил невидимую сторону Луны и смог послать ударную волну даже сквозь лунное ядро к той стороне Луны, что обращена к Земле.
Лунные Моря: (темные области на карте)
Горы на Луне: (вершины и горы Луны)
Северо-Восток: Лунные кратеры
В данной таблице приведены списки морей, гор и кратеров, которые вы могли увидеть на Луне в бинокль или маленький телескоп. В таблице указаны самые известные названия картографических мест на видимой с Земли поверхности Луны. Информация и карта поверхности луны получена с сайта Астронет — Российская астрономическая сеть.
Происхождение морей и океанов Луны
Лунная кора там местами «отшелушилась» и «полопалась» — и вот теперь Луна имеет характерные шрамы от того давнего катаклизма. Это открытие имеет большое значения для грядущей разведки лунных полезных ископаемых, ну а кроме того, вероятно, все это поможет решить и кое-какие земные геологические загадки, связанные с воздействием на Землю столкновений с крупными небесными телами.
Уже первые полеты советских лунных станций и американских «Аполлонов» показали, что форма Луны далека от идеальной сферы. И наиболее значительные отклонения от этой сферы наблюдаются сразу в двух местах, причем выпуклости на той стороне, что всегда обращена к Земле, соответствует вмятина на невидимой стороне Луны. Однако долгое время считалось, что эти поверхностные особенности вызваны воздействием лишь земной гравитации, «вытянувшей» этот горб из Луны еще на заре ее существования, когда лунная поверхность была расплавленной и пластичной.
Теперь же Ларами Поттс (Laramie Potts) и профессор геологических наук Ральф фон Фресе (Ralph von Frese) из Университета штата Огайо смогли объяснить появление этих особенностей воздействием древних соударений с астероидами. Поттс и фон Фресе пришли к такому заключению после того, как изучили данные по вариациям гравитационного поля Луны ( что в принципе позволяет отображать карту лунных «внутренностей» и найти указания на места концентрации минералов, полезных для человека), полученные с помощью спутников NASA «Клементина» (Clementine, DSPSE) и «Лунный Разведчик» (Lunar Prospector).
Ожидалось, что смещения материала, вызываемые мощными столкновениями с крупными небесными телами с поглощением энергии соударения (эти места соответствуют огромным кратерам ударного происхождения на поверхности), можно будет отследить и в слоях, расположенных ниже лунной коры, на уровне мантии (то есть в обширном слое, отделяющем металлическое лунное ядро от его тонкой внешней коры), но не более того. Однако выяснилось, что обширным вмятинам не просто соответствуют такие же выпуклости на противоположной стороне Луны, но и, более того, подобные выступы имеются и в слое мантии — как будто выдавленные каким-то мощным ударом, шедшим прямо из лунных недр. Можно таким образом отследить путь ударных волн, воздействовавших на лунные недра в определенном выделенном направлении.
Под лунной поверхностью, где произошло предполагаемое столкновение обнаружили «вогнутую область», где мантия углубляется в ядро. «Вмятина» в ядре расположена в 700 километрах под поверхностью. — Ученые говорят, что не ожидали увидеть следы «космической катастрофы» настолько глубоко.
Из этого следует, что расплавленный слой не смог погасить мощный удар астероида — и волна распространилась дальше вглубь Луны. Поттс и фон Фресе считают, что все ключевые события, определившие нынешний рисунок лунных «морей», произошли около 4 миллиардов лет назад, в ходе того периода, когда наша Луна была еще геологически активна — ее ядро и мантия тогда были жидкими и заполненными текущей магмой.
Луна в те времена располагалась гораздо ближе к Земле, чем сейчас (позднее она постепенно удалилась вследствие приливно-отливных взаимовлияний), так что гравитационные взаимодействия между этими небесными телами были особенно сильны. Когда магма была высвобождена из глубин Луны соударениями с астероидами и создала своеобразный обширный «холм», то земная гравитация как бы «подхватила» его и уже не выпустила из своих объятий до тех пор, пока все там не затвердело. Так что исковерканная поверхность на видимой и невидимой сторонах Луны и характерные внутренние особенности, соединяющие впадину и выступ, являются прямым наследием тех давних времен, которые Луна так никогда и не смогла залечить.
Странноватые темные долины-«моря» на видимой с Земли лунной стороне объясняются вытекшей на поверхность, да так навсегда и застывшей магмой (это «замороженный океан магмы», по выражению фон Фресе). Каким именно образом столь обширным объемам магмы удалось найти путь к лунной поверхности, остается пока неясным, однако ученые предполагают, что те мощнейшие катаклизмы, о которых шла речь выше, возможно, спровоцировали появление геологической «горячей точки» — концентрации магматических пузырей у поверхности. Спустя какое-то время часть содержащейся там под давлением магмы смогла просочиться сквозь трещины в коре.
Источник