ЛУНА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРОЕНИЕ, ОРБИТА, ФАЗЫ, ДВИЖЕНИЯ - ARTE - 2025

Луна является естественным спутником Земли, связанным с ним гравитационным притяжением. Поскольку это ближайшая к нашей планете звезда, она наиболее знакома каждому и первая звезда, которую посетило человечество. Это каменистое тело с радиусом 1738 километров, что составляет почти половину радиуса Земли, а его масса составляет лишь 1/81 массы Земли.

Что касается его средней плотности, то она в 3,3 раза больше, чем у воды, а средняя плотность Земли - 5,5. И, конечно же, гравитация, которая в 0,17 раза больше земной.

Рисунок 1. Полная луна. Источник: Pixabay.

В масштабной модели с Землей размером с баскетбольный мяч Луна будет теннисным мячом, а два мяча будут находиться на расстоянии около 10 метров друг от друга.

Реальное расстояние Земля-Луна примерно 385 тысяч километров более или менее. Свет, отражаемый Луной от Солнца, достигает Земли за 1,3 секунды.

Другой важной характеристикой является то, что на Луне нет собственной атмосферы, почти нет следов некоторых газообразных элементов, таких как водород, гелий, неон, аргон и других в ничтожных количествах.

И еще более поразительная деталь: Луна всегда обращена к Земле одним и тем же лицом. Это потому, что его период вращения вокруг своей оси равен периоду его орбиты вокруг Земли: приблизительно 27 дней.

Если бы между этими двумя периодами была какая-то разница, обратная сторона Луны была бы видна с Земли в какой-то момент, но это не так и происходит из-за эффекта, называемого приливной связью. Более подробно этот эффект будет рассмотрен позже.

Строение Луны

Рисунок 2. Поперечное сечение Луны, показывающее ее многослойную структуру и приблизительный радиус каждого из них. Источник: Wikimedia Commons. Брайан Дерксен из английской Википедии. Внутреннее строение Луны известно благодаря сейсмографам, установленным миссиями Аполлона. Сейсмографы - это устройства, которые регистрируют движения Земли и на Луне, способные регистрировать лунные землетрясения, волны, возникающие при ударах метеоритов.

Из этих записей известно, что Луна имеет следующую слоистую структуру:

- Карк толщиной примерно 80 км, тоньше на поверхности, обращенной к Земле, и толще на противоположной стороне из-за приливных сил.

-Манто, с расчетным радиусом около 1300 км, состоит в основном из оксидов железа и магния.

-Ядро, маленькое, радиусом около 587 км, которое, в свою очередь, состоит из внутреннего твердого ядра, внешнего и жидкого ядра и полурасплавленного окружающего слоя.

-Луна не имеет тектонической активности, в отличие от Земли, поскольку она потеряла почти все свое внутреннее тепло из-за очень быстрого охлаждения.

Лунная поверхность

Рисунок 3. Изображение лунной поверхности на дальней стороне. Источник: НАСА через Wikimedia Commons.

Поверхность Луны покрыта липкой абразивной пылью, называемой реголитом. Выделенные темные области называются морями от латинского «mare», хотя они не содержат воды, а содержат застывшую лаву.

Считается, что эти моря возникли в результате удара крупных астероидов около 4 миллиардов лет назад, а позже они были заполнены лавой, текущей из недр. Маре Имбриум - самый крупный, его ширина составляет 1200 км.

Самые чистые области, которые можно увидеть вокруг морей, - это горные районы с горными цепями, названными в честь таковых на Земле, например, Альпы и Карпаты.

Отличительной особенностью является наличие множества кратеров всех размеров, возможно, вызванных ударами небольших астероидов и метеоритов. Они названы в честь известных людей, например, кратера Коперника.

Другая теория происхождения лунных кратеров считает, что они имеют вулканическое происхождение, хотя теория происхождения метеоров пользуется большей поддержкой со стороны астрономов.

На поверхности Луны также существуют глубокие трещины, происхождение которых еще не совсем понятно, хотя считается, что они происходят из древних потоков лавы. Примером может служить рифт Гигинус, с двумя ответвлениями в центре которого находится одноименный кратер.

На изображениях, сделанных космическим кораблем со стороны, которую мы не можем видеть, показана поверхность, аналогичная поверхности на видимой стороне, но с меньшим количеством морей.

Orbit

Благодаря гравитационному притяжению, оказываемому Землей, Луна движется по эллиптической орбите с небольшим эксцентриситетом с востока на запад вокруг нашей планеты, согласно законам Кеплера.

Поэтому указанное в начале 385 тысяч километров расстояние Земля-Луна является средним расстоянием, хотя из-за своего небольшого эксцентриситета орбита почти круглая. То есть иногда Луна ближе (перигей), а иногда - дальше (апогей).

Более того, это не фиксированная орбита, поскольку существуют другие возмущения, такие как гравитационное притяжение Солнца и других планет, которые постоянно изменяют ее.

Плоскость, которая следует за лунной орбитой, не совсем совпадает с плоскостью, которая следует за орбитой Земли, а наклонена примерно на 5º. Во время обращения Луна расположена примерно на 5º выше и ниже плоскости орбиты Земли. Обе орбиты пересекаются в точках, называемых лунными узлами.

Ниже представлено изображение Земли, вращающейся вокруг Солнца, и Луны вокруг Земли:

Синхронное вращение

Луна всегда показывает Земле одно и то же лицо, поэтому есть темная сторона, которую отсюда не видно. Объяснение состоит в том, что Земля и Луна образуют систему под действием взаимной гравитации, но Земля имеет большую массу.

В этом случае меньшее тело связывает свое движение с движением большего тела, то есть оно уравнивает свой период вращения с периодом поступательного движения.

Рисунок 4. Синхронное вращение Луны и Земли. Источник: Wikimedia Commons Фернандо де Горочика Система Земля-Луна пришла к этому из-за приливных сил, как было сказано вначале. И в то же время это происходит потому, что гравитационное притяжение «распределено» неравномерно, поскольку Земля и Луна имеют заметные размеры.

Другими словами, части каждого из них, наиболее близкие к другому, притягиваются сильнее, чем крайние точки, расположенные дальше, и эта разница может быть достаточно большой, чтобы вызвать выпуклость на планете.

Вот как Луна отвечает за земные приливы, потому что океаны «поднимаются» в ответ на гравитационное притяжение спутника. Но лунная кора также деформировалась, что привело к появлению сил трения, которые привели к постепенному уменьшению периода ее вращения.

Это явление часто встречается между планетой и ее лунами, например, Плутон и его спутник Харон синхронно вращаются друг с другом.

Темная сторона Луны

Давным-давно, когда Луна только сформировалась, она вращалась вокруг своей оси быстрее и была ближе к Земле, чем сейчас. Так что в какой-то момент ранней истории Земли он должен был выглядеть как огромный серебряный диск, освещающий ночное небо.

Это полушарие Луны всегда одно и то же, если смотреть с Земли, как уже объяснялось. Однако одна половина Луны всегда получает солнечный свет (и там очень жарко, примерно 134 ºC), а другая половина - нет, если только не происходит затмение. Но эти половинки не соответствуют лицам, которые мы видим отсюда.

Полушарие Луны, которое получает солнечный свет, - это то, которое смотрит прямо на него, в то время как другое находится в темноте и очень холодно, около -153 ºC. Тонкая лунная атмосфера ответственна за такое большое изменение температуры.

Эти полушария изменяются по мере того, как Луна продолжает поступательное движение вокруг Земли, так что вся Луна фактически получает свет от Солнца в какой-то момент.

Фазы луны

Рисунок 5. Иллюстрация фаз луны. Источник: Wikimedia Commons. Орион 8.

Если смотреть с Земли, Луна претерпевает изменения в своей освещенной части в течение примерно месяца. Это так называемые лунные фазы: новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть, которые постоянно повторяются в том же порядке.

На самом деле, время, необходимое для прохождения Луной всех своих фаз, составляет чуть меньше месяца. Этот период называется лунным или синодическим месяцем и длится 29 дней и 12 часов.

Фазы Луны зависят от относительного положения Луны, Земли и Солнца. Давайте посмотрим:

Новолуние

В новолуние или новолуние едва ли можно различить Луну, потому что, находясь между Землей и Солнцем, видимая сторона отсюда не освещается.

Полумесяц четверть

Затем в течение примерно 7,4 дней, что составляет примерно продолжительность каждой фазы, освещенная область постепенно увеличивается, пока не достигнет первой четверти, где освещается половина лунного диска. Его можно наблюдать с полудня до полуночи.

полнолуние

Освещенная область продолжает увеличиваться после первой четверти до достижения полнолуния или полнолуния, когда Луна находится за Землей, а Солнце полностью освещает ее спереди (рисунок 1). Полную Луну можно увидеть с момента захода Солнца до восхода солнца, достигая максимальной высоты в полночь.

Последняя четверть

Наконец, размер Луны постепенно уменьшается, приближаясь к последней четверти, когда снова освещается половина диска. Видно, как он уходит около полуночи, пока не достигнет максимальной высоты на восходе солнца. Затем он продолжает уменьшаться, чтобы начать новый цикл.

Следует отметить, что из северного полушария свет движется справа налево, а в южном полушарии - наоборот.

Так, например, мы можем знать, растет или убывает Луна. Если он в форме полумесяца, то правая сторона Луны - это та, которая освещена в северном полушарии, и левая сторона, если она находится в южном полушарии.

Движение Луны: вращение и перевод

Луна совершает полный оборот вокруг Земли за 27,32 дня, называемый сидерическим месяцем (не путать с синодическим месяцем, состоящим из 29 дней и 12 часов). Он делает это со скоростью 1 км / с.

Разница между сидерическим месяцем и синодическим месяцем связана с тем, что, пока Луна движется по своей орбите, Земля продвигается на 27º в своем поступательном движении вокруг Солнца. Когда это происходит, относительные положения Солнца-Земли-Луны снова становятся равными. тот же самый.

Наш спутник также совершает вращение вокруг собственной оси за тот же период времени из-за синхронного вращения.

Наведения курсора

Луна совершает больше движений, кроме вращения вокруг своей оси и поступательного движения, которые считаются основными движениями. Кроме них в нем есть ховеры.

Либрации - это колебательные движения Луны, которые позволяют нам наблюдать 59% ее поверхности вместо ожидаемых 50% из-за того, что она всегда обращена к Земле одним лицом. Они известны со времен Галилея.

Сочинение

Луна каменистая и имеет очень разреженную атмосферу. Присутствие жидкой воды в полушариях Луны, поочередно подвергающихся воздействию Солнца, исключено из-за высоких температур, которые там достигаются.

Однако на полюсах Луны есть кратеры, до которых не доходило солнечное тепло миллионы лет. Температура может опускаться до -240ºC.

Там зондам, отправленным Индией и США, удалось обнаружить воду в виде льда.

Что касается состава лунных пород, то они богаты кислородом: до 43%. Кроме того, по оценкам, 20% кремния, 19% магния, 10% железа, 3% кальция, 3% алюминия, 0,42% хрома, 0,18% титана и 0,12% марганца. Серебро и ртуть также были обнаружены в лунной пыли.

Но вместо этого нет свободного углерода, азота и водорода, элементов, из которых состоит живое вещество. А в лунных породах нет воды, в отличие от земных пород, в строении которых она находится.

Повышение квалификации

Наиболее широко принятая в научном сообществе теория состоит в том, что Луна образовалась в результате столкновения Земли с объектом, похожим на Марс или превышающим его размеры, по имени Тейя, во время формирования Солнечной системы.

Помимо возникновения Луны, столкновение с Тейей изменило наклон оси вращения Земли и дестабилизировало раннюю атмосферу.

Эта теория объясняет, почему Луна менее плотная, чем Земля, поскольку столкновение с Тейей разорвало часть ее мантии, плотность которой аналогична плотности Луны. Однако это не объясняет существование полурасплавленного ядра Луны, о существовании которого известно благодаря сейсмической информации.

Другая альтернативная теория считает, что Луна образовалась в другом месте Солнечной системы и в какой-то момент была захвачена земной гравитацией.

В основе этих идей лежит то, что лунные породы, хотя и содержат те же элементы, что и на Земле, и имеют тот же возраст, но имеют много различий с химической точки зрения.

Затмения

лунное затмение

Рисунок 6. Затмение Луны. Источник> Wikimedia Commons.

Видимые диаметры Солнца, Земли и Луны такие же, как с Земли. Поэтому, когда Земля находится между Солнцем и Луной, можно наблюдать лунное затмение.

Лунное затмение может произойти только во время полнолуния и когда оно попадает в тень Земли, называемую тенью. Таким образом он затемняется, приобретая красноватый или оранжевый оттенок в зависимости от атмосферных условий на Земле. Это можно увидеть на следующем изображении:

Луна может полностью или частично попасть в тень Земли, в первом случае затмение полное, а в противном случае - частичное. Частичные затмения можно ошибочно принять за фазу луны, пока затмение не закончится и не снова взойдет полная луна.

В отличие от солнечных затмений, лунные затмения можно увидеть из любой точки мира, где бы они ни находились ночью, и также могут длиться несколько часов.

Солнечное затмение

Рисунок 7. Затмения Солнца. Источник> Wikimedia Commons.

Когда диски Солнца и Луны совпадают, если смотреть с какой-то точки на Земле, происходит затмение Солнца. Луна кажется проходит перед Солнцем, для чего необходимо, чтобы она была в новолуние, хотя солнечные затмения они случаются не каждое новолуние.

Чтобы солнечное затмение произошло, выравнивание между Солнцем, Землей и Луной должно быть полным, и это происходит не все время, а по крайней мере два раза в год, максимум до пяти. Что касается продолжительности, время, в течение которого Солнце остается затемненным, варьируется и составляет порядка 8-10 минут.

Затмения Солнца могут быть полными, частичными или кольцевыми, в зависимости от того, полностью или частично закрывает Луна Солнце. В случае кольцевых затмений относительного диаметра Луны недостаточно, чтобы полностью покрыть Солнце, оставляя светящееся кольцо видимым. Ниже приведено полное солнечное затмение:

Полные солнечные затмения - это потрясающее небесное явление, которое дает прекрасную возможность изучить детали самых внешних слоев Солнца.

Влияние на жизнь на Земле

Земля и Луна составляют замечательный дуэт, который с незапамятных времен оказал влияние на жизнь и человечество, в частности:

-Благодаря Луне есть времена года.

-Каждый год Луна удаляется примерно на 4 см от Земли, что помогает замедлить вращение Земли и удлиняет дни на несколько тысячных долей секунды. Это расстояние непостоянно, так как во многом зависит от расположения континентальных и водных масс Земли, которые, как мы знаем, сильно изменились с момента образования обеих.

- Благодаря этому удлинению дней у растений было достаточно времени для фотосинтеза.

-Если теория столкновения с Тейей верна, атмосфера Земли претерпела изменения, которые сделали ее более подходящей для возникновения жизни.

- Луна служила проводником во время развития человечества, например, фермеры даже сегодня используют лунные фазы для обработки полей.

-Океанские приливы возникают благодаря гравитационному взаимодействию между Землей и Луной и чрезвычайно важны для рыбалки и климата, а также являются источником энергии.

Рисунок 8. Старая приливная мельница в Уэльве, Испания. Источник: Wikimedia Commons.

- Существует распространенное мнение, что полнолуние влияет на настроение людей, делая их более восприимчивыми с психологической точки зрения в этот период.

- Луна послужила источником вдохновения для бесчисленных научно-фантастических романов и фильмов еще до начала космической гонки.

Ссылки

1. Astromy. Лунная поверхность. Получено с: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. Фазы луны. Получено с: geoenciclopedia.com.
3. Иглесиас, Р. Ла Луна: первый космический континент. Получено с: redalyc.org.
4. Остер, Л. 1984. Современная астрономия. От редакции Reverté.
5. Ромеро С. Любопытства о Луне. Получено с: muyinteresante.es.
6. Wikipedia. Геология Луны. Получено с: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Луна. Получено с: es.wikipedia.org.