Движение Луны. Теории происхождения Луны

Луна-самое близкое к Земле естественное небесное тело. Ее среднее расстояние от Земли составляет 384400 км, что почти в 10 раз превышает длину земного экватора. Это-небольшое небесное тело диаметром 3476 км и массой, составляющей 1/81 массы Земли, поэтому и скорость убегания для нее равна 2,4 км/с, что слишком мало, чтобы удержать заметную атмосферу.

Движение Луны. Когда говорят, что Луна обращается вокруг Земли, это не совсем верно. Более правильно было бы сказать, что Земля и Луна обращаются вокруг «барицентра»-центра масс системы Земля + + Луна. Но вследствие огромного различия масс барицентр этой системы лежит глубоко внутри земного шара; поэтому простое утверждение «Луна обращается вокруг Земли» в большинстве случаев достаточно точно. Период обращения Луны вокруг Земли составляет 27,3 суток; за это же самое время Луна совершает один оборот вокруг своей оси, в результате чего она всегда обращена к Земле одним полушарием.

Орбита Луны не вполне круговая, поэтому видимый диаметр ее диска изменяется, хотя и в узких пределах. Всем известные фазы Луны обусловлены тем, что она не всегда повернута освещенной стороной к Земле. Граница между освещенной (дневной) и неосвещенной (ночной) сторонами называется терминатором; она неровная и с зазубринами вследствие неровностей лунной поверхности: горная вершина уже освещена лучами восходящего Солнца, тогда как долина внизу еще погружена во тьму. До облета Луны в 1959 г. советской автоматической межпланетной станцией «Луна-3» об обратной стороне Луны ничего определенного не было известно. Эффекты, возникающие вследствие неравномерности в движении Луны и называемые либрациями, дают возможность видеть с Земли только 59% всей ее поверхности (хотя одновременно никогда не видно более 50%).

Луна-небольшой мир по сравнению с Землей. Ее масса намного меньше земной, а плотность-ниже. Однако различие между Землей и Луной гораздо меньше, чем между другими планетами и их спутниками (масса самого крупного спутника Нептуна - Тритона составляет всего лишь 1/750 массы планеты). Система Земля-Луна может рассматриваться как двойная планета

Луна не имеет собственного света. Ее дневная сторона отражает солнечный свет, ночная- «земной свет». В положении 1 Луна обращена к Земле своей темной стороной (фаза новолуния). При этом Луна видна только в период солнечного затмения. Между положениями 1 и 3 Луна имеет форму полумесяца; в положении 3 (первая четверть) видна половина диска; в положении 4 она приобретает выпуклую форму, а в положении 5 - Луна полная. Затем следует третья четверть (6) и последняя (7). Наконец Луна опять предстает в виде серпа на утреннем небе (8), после чего вновь следует новолуние.

Либрации -это неправильности в движении Луны. Либрация в широте (А) обусловлена наклоном лунной оси к плоскости ее орбиты. Это позволяет нам заглянуть за северный (В) и южный полюсы. Либрация в долготе (Б) обусловлена различием в скорости орбитального обращения Луны- она быстрее движется в перигее (1) и медленнее - в апогее (3). Эта либрация позволяет слегка заглянуть за лимб (Г).

Теории происхождения Луны. Луну принято считать спутником Земли, хотя она, казалось бы, слишком велика, чтобы в действительности быть второстепенным телом. В Солнечной системе имеются и другие спутники планет, по своим размерам превосходящие Луну (три спутника Юпитера, один-Сатурна и один - Нептуна), но они обращаются вокруг планет-гигантов. Так, Тритон, самый большой из спутников Нептуна, составляет по массе только 1/750 долю массы своего «патрона», хотя он, вероятно, больше Меркурия и определенно больше Луны.

В таком случае систему Земля-Луна, по-видимому, было бы правильнее рассматривать как двойную планету, что ставит вопрос о происхождении Луны. Приливная гипотеза, предложенная Джорджем Дарвином (1845-1912) в XIX в., была популярна в течение многих лет. Согласно этой гипотезе, Земля и Луна были когда-то единым телом, которое быстро вращалось и потому потеряло устойчивость. В конце концов шарообразное тело так сильно деформировалось, что часть его отделилась, образовав Луну.

Эта гипотеза, однако, встречает столь серьезные математические возражения, что лишь немногие астрономы все еще поддерживают ее в той или иной форме. Гораздо более вероятно, что Земля и Луна образовались одинаковым путем из Солнечной туманности-либо рядом в пространстве, либо вполне независимо; в последнем случае Луна, вероятно, была захвачена Землей позже. Исходя из современного уровня знаний, первое более вероятно.

Во время полного затмения Луна (А) не исчезает из вида совсем, поскольку на нее падает некоторое количество солнечного света, преломляющегося в земной атмосфере. Граница между освещенной и темной частями никогда не бывает резкой. Наблюдаются частные затмения (Б). Когда Луна проходит через область полутени, находящуюся по обе стороны основного конуса тени, наблюдаемый эффект становится менее впечатляющим.

Затмения случаются не каждое полнолуние, поскольку орбита Луны наклонена к орбите Земли на 5° Чаще всего полная Луна проходит или над или под тенью (А). Лунное затмение (Б) происходит, когда Луна проходит через тень, отбрасываемую Землей.

Детали поверхности: моря и кратеры. Первые телескопические карты Луны были составлены в 1609 г. Вероятно, впервые это сделал Томас Харриот (1560-1621), нарисовавший карту, на которой можно опознать многие детали лунной поверхности. Продолжительные систематические наблюдения Луны начали проводиться с 1610 г. Галилеем, который относительно подробно описал горы, кратеры и серые равнины. Серые области на Луне были названы «морями», и с тех пор это наименование сохранилось, хотя уже столетия назад было известно, что в лунных морях нет воды. В научной литературе названия морей нередко приводятся по-латыни, так, например, Море Облаков - Маге Nubium, а Океан Бурь – Oceanus Procellarum.

На всей лунной поверхности преобладают правильные, окруженные валом структуры, называемые кратерами. Они разнообразны по размерам-от обширных впадин диаметром более 240 км до таких крошечных ямок, которые неразличимы с Земли. Стены типичного кратера обычно невысоко выступают над окружающей поверхностью, дно опущено, и на нем иногда имеется центральная горка или даже группа горок. Высота вала некоторых кратеров по отношению к самой низкой части его превышать 3000 м. Существуют бесчисленные гипотезы насчет происхождения кратеров. Основной вопрос заключается в том, образовались кратеры под действием внешних сил (метеоритные удары) или внутренних (вулканизм). Несомненно, что как и на Земле, на Луне есть кратеры обоих типов. Подобно кратерам, некоторые из безводных морей имеют более или менее округлые очертания и ограничены горами. Гигантское Море Дождей -Маге Imbrium,- например, окаймлено Апеннинами, Карпатами и Альпами, хотя эта горная окантовка и не сплошная, в ней есть широкие разрывы. Наиболее замечательные из лунных гор-Апеннины, их горные пики поднимаются более чем на 4570 м.

Среди других лунных образований следует назвать холмы-купола с пологими склонами, имеющие на вершине один или несколько мелких небольших кратеров, отдельные разломы и многочисленные трещиноподобные детали, именуемые бороздами или долинами.

На диске полной Луны видны темные моря и светлые материки. В южном полушарии выделяется кратер Тихо

Залив Центральный, сфотографированный «Аполлоном-10», один из относительно гладких морских участков

Лунные Апеннины, сфотографированные через 30-см рефлектор. Самые высокие пики поднимаются до 4570 м над равниной. Это самые впечатляющие из лунных пиков

Большой кратер Лан грен имеет массивные стены с множеством террас и сложную центральную группу горок

Небольшой кратер на обратной стороне Луны сфотографирован «Аполлоном-10»