3. 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.
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.
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.