MĚSÍC: CHARAKTERISTIKY, STRUKTURA, ORBITA, FÁZE, POHYBY - ARTE - 2025

Měsíc je přirozená družice Země, je s ním spojen pomocí gravitační silou. Protože je to nejbližší hvězda naší planety, je nejznámější pro každého a první, kterou lidstvo navštívilo. Je to skalnaté těleso s poloměrem 1738 kilometrů, téměř polovinou poloměru Země, zatímco jeho hmotnost je stěží 1/81 hmotnosti Země.

Pokud jde o jeho průměrnou hustotu, je to 3,3krát větší než voda, zatímco průměrná hustota Země je 5,5. A samozřejmě je to jeho gravitace, která je 0,17krát větší než hodnota Země.

Obrázek 1. Úplněk. Zdroj: Pixabay.

V měřítkovém modelu se Zemí o velikosti basketbalu by Měsíc byl tenisový míček a oba míče byly od sebe vzdáleny asi 10 metrů.

Skutečná vzdálenost Země-Měsíc asi 385 tisíc kilometrů více či méně. Trvá 1,3 sekundy, než se světlo, které Měsíc odráží od Slunce, dostane na Zemi.

Další významnou charakteristikou je, že Měsíc nemá žádnou vlastní atmosféru, sotva existují stopy některých plynných prvků, jako je vodík, helium, neon, argon a další v nepatrných množstvích.

A ještě výraznější detail je, že Měsíc vždy ukazuje na Zemi stejnou tvář. Je to proto, že jeho doba rotace kolem její osy je stejná jako na oběžné dráze kolem Země: přibližně 27 dní.

Pokud by existoval nějaký rozdíl mezi oběma obdobími, byla by v určitém bodě viditelná i vzdálená strana Měsíce, ale není tomu tak a je to kvůli efektu zvanému přílivová vazba. Tento efekt bude podrobněji rozebrán později.

Struktura Měsíce

Obrázek 2. Průřez Měsíce ukazující jeho strukturu vrstev a přibližný poloměr každé z nich. Zdroj: Wikimedia Commons. Bryan Derksen na anglické Wikipedii Vnitřní struktura Měsíce je známa díky seismografům instalovaným misemi Apollo. Seismografy jsou zařízení, která zaznamenávají pohyby Země a že na Měsíci jsou schopny zaznamenávat měsíční otřesy, vlny produkované dopadem meteoritů.

Z těchto záznamů je známo, že Měsíc má následující vrstvenou strukturu:

-Jádro, přibližně 80 km silné, tenčí na tváři obrácené k Zemi a tlustší na opačné tváři kvůli přílivovým silám.

- Manto, s odhadovaným poloměrem asi 1300 km, složený převážně z oxidů železa a hořčíku.

-Nukle, malý, o poloměru přibližně 587 km, který je zase tvořen vnitřním pevným jádrem, vnějším a kapalným jádrem plus polotavenou okolní vrstvou.

-Měsíc postrádá tektonickou aktivitu, na rozdíl od Země, protože ztratil téměř veškeré své vnitřní teplo, velmi rychlým ochlazením.

Lunární povrch

Obrázek 3. Obrázek měsíční plochy na druhé straně. Zdroj: NASA prostřednictvím Wikimedia Commons.

Lunární povrch je pokryt lepkavým abrazivním prachem zvaným regolit. Temné oblasti, které se odlišují, se nazývají moře, od latinské „klisny“, ačkoli neobsahují vodu, ale ztuhlé lávy.

Předpokládá se, že tato moře byla způsobena dopadem velkých asteroidů před asi 4 miliardami let a že byla později naplněna lávou proudící z vnitřku. Mare Imbrium je největší s šířkou 1200 km.

Nejjasnějšími oblastmi, které lze vidět kolem moří, jsou horské oblasti s pohořím, které byly pojmenovány po oblastech na Zemi, například Alpy a Karpaty.

Výrazná je přítomnost mnoha kráterů všech velikostí, pravděpodobně způsobených dopady malých asteroidů a meteoritů. Jsou pojmenovány po slavných lidech, například kráteru Copernicus.

Další teorie o původu lunárních kráterů se domnívá, že mají sopečný původ, ačkoli teorie původu meteorů má větší podporu ze strany astronomů.

Hluboké trhliny také existují na povrchu Měsíce, jehož původ není dosud zcela jasný, ačkoli se věří, že pocházejí ze starověkých lávových proudů. Příkladem je trhlina Hyginus, se dvěma větvemi, jejichž středem je kráter se stejným názvem.

Snímky pořízené kosmickou lodí na straně, kterou nevidíme, ukazují povrch podobný povrchu na viditelné straně, i když s menším množstvím moří.

Obíhat

Díky gravitační přitažlivosti Země, Měsíc sleduje eliptickou oběžnou dráhu malé excentricity od východu na západ kolem naší planety, podle Keplerových zákonů.

To je důvod, proč vzdálenost Země-Měsíc uvedená na začátku 385 tisíc kilometrů je průměrnou vzdáleností, i když díky malé excentricitě je oběžné dráze téměř kruhové. To znamená, že Měsíc je někdy blíž (perigee) a jindy je dál (apogee).

Navíc to není pevná oběžná dráha, protože existují další poruchy, jako je gravitační přitažlivost Slunce a dalších planet, které ji neustále modifikují.

Rovina, která sleduje měsíční orbitu, se přesně neshoduje s rovinou, která následuje po oběžné dráze Země, ale je přibližně nakloněna asi o 5 °. Během revoluce je Měsíc umístěn asi 5 ° nad a pod rovinou oběžné dráhy Země. Obě oběžné dráhy se protínají v místech zvaných lunární uzly.

Toto je reprezentace Země točící se kolem Slunce a Měsíce kolem Země:

Synchronní rotace

Měsíc vždy ukazuje na Zemi stejnou tvář, proto existuje temná strana, kterou nelze odtud vidět. Vysvětlení je, že Země a Měsíc tvoří systém pod vzájemnou gravitační činností, ale Země má větší hmotnost.

V tomto případě menší tělo spojí svůj pohyb s pohybem většího těla, to znamená, že vyrovná svou periodu otáčení s dobou translace.

Obrázek 4. Synchronní rotace Měsíce a Země. Zdroj: Wikimedia Commons Fernando de Gorocica Systém Země-Měsíc k tomu dospěl kvůli přílivovým silám, jak bylo řečeno na začátku. A současně se to stává, protože gravitační přitažlivost není rovnoměrně „distribuována“, protože Země a Měsíc mají značné rozměry.

Jinými slovy, části každé z nich nejblíže k druhé přitahují silněji než extrémy dále od sebe a tento rozdíl může být dostatečně velký, aby na planetě vytvořil bouli.

Takto je Měsíc zodpovědný za příliv Země, protože oceány „stoupají“ v reakci na gravitační tah satelitu. Měsíční kůra se však zdeformovala a vyvolala třecí síly, které způsobily postupné snižování doby rotace.

Tento jev je často mezi planetou a jejími měsíci, například Pluto a jeho satelit Charon se vzájemně synchronně otáčí.

Odvrácená strana Měsíce

Kdysi dávno, když se Měsíc právě vytvořil, točil se rychleji kolem své osy a byl blíže k Zemi, než je nyní. Takže v určitém okamžiku v rané historii Země to muselo vypadat jako obrovský stříbrný disk osvětlující noční oblohu.

Tato polokoule Měsíce je vždy stejná, jak bylo vidět ze Země, jak bylo vysvětleno. Jedna polovina Měsíce však vždy dostává sluneční světlo (a tam je velmi horká, přibližně 134 ° C) a druhá polovina není, pokud nedojde k zatmění. Tyto poloviny však neodpovídají obličejům, které zde vidíme.

Měsíční hemisféra, která přijímá sluneční světlo, je ta, která se na ni dívá přímo, zatímco druhá je ve tmě a je velmi chladná, asi -153 ° C. Tenká měsíční atmosféra je zodpovědná za tuto velkou změnu teploty.

Tyto hemisféry se mění, když Měsíc pokračuje ve svém translačním pohybu kolem Země, takže celý Měsíc v určitém okamžiku skutečně přijímá světlo od Slunce.

Fáze měsíce

Obrázek 5. Ilustrace fází měsíce. Zdroj: Wikimedia Commons. Orion 8.

Při pohledu ze Země Měsíc prochází změnami ve své osvětlené části po dobu asi jednoho měsíce. Jsou to tzv. Lunární fáze: nový měsíc, první čtvrtletí, úplněk a poslední čtvrtletí, které se neustále opakují ve stejném pořadí.

Ve skutečnosti je doba, po kterou Měsíc projde všemi jeho fázemi, necelý měsíc. Toto období se nazývá lunační nebo synodický měsíc a trvá 29 dní a 12 hodin.

Fáze měsíce závisí na relativní poloze mezi Měsícem, Zemí a Sluncem. Uvidíme:

Nový měsíc

V novém měsíci nebo novém měsíci je stěží možné rozlišit Měsíc, protože viditelná strana odtud není mezi světlem a Sluncem osvětlena.

Půlměsíc

Poté v průběhu přibližně 7,4 dne, což je přibližně trvání každé fáze, se osvětlená plocha postupně zvětšuje, dokud nedosáhne první čtvrtiny, kde je osvětlena polovina lunárního disku. To lze pozorovat od poledne do půlnoci.

úplněk

Osvětlená oblast se po prvním čtvrtletí dále zvětšuje, dokud nedosáhne úplňku nebo úplňku, když je Měsíc za Zemou, a Slunce ho zcela osvětluje zepředu (obrázek 1). Úplněk je vidět od okamžiku, kdy Slunce zapadá do východu slunce a dosahuje maximální výšky o půlnoci.

Poslední čtvrtina

Nakonec se velikost Měsíce po kousku zmenšuje, až do poslední čtvrtiny, kdy je opět osvětlena polovina disku. Je vidět, jak odchází kolem půlnoci, dokud nedosáhne své maximální výšky při východu slunce. Poté pokračuje v snižování a začíná nový cyklus.

Je třeba poznamenat, že od severní polokoule jde pohyb světla zprava doleva a na jižní polokouli je to opačné.

Můžeme tedy například vědět, zda Měsíc voskuje nebo ubývá. Pokud je v půlměsíce, pravá strana Měsíce je ta, která je osvětlena na severní polokouli a levá strana, pokud je na jižní polokouli.

Pohyby Měsíce: rotace a překlad

Měsíc udělá úplnou oběžnou dráhu nebo revoluci kolem Země za 27,32 dní, nazývanou hvězdným měsícem (nezaměňovat se synodickým měsícem 29 dní a 12 hodin). Dělá to rychlostí 1 km / s.

Rozdíl mezi hvězdným a synodickým měsícem je způsoben skutečností, že zatímco Měsíc kreslí svou oběžnou dráhu, Země postupuje o 27º svým vlastním translačním pohybem kolem Slunce. Když k tomu dojde, relativní pozice Slunce-Země-Měsíc se stanou stejný.

Náš satelit také provádí rotaci na své vlastní ose ve stejném časovém období, kvůli synchronní rotaci.

Hovers

Měsíc vykonává více pohybů kromě rotace na své ose a posunu, které jsou považovány za hlavní pohyby. Kromě nich má vznášedla.

Librace jsou oscilační pohyby Měsíce, které nám umožňují pozorovat 59% jeho povrchu, namísto 50% očekávaných díky skutečnosti, že vždy nabízí Zemi stejnou tvář. Jsou známí od doby Galilea.

Složení

Měsíc je skalnatý a má velmi tenkou atmosféru. Přítomnost tekuté vody je vyloučena v měsíčních hemisférách vystavených střídavě slunci kvůli vysokým teplotám, které se tam dosahují.

U lunárních pólů jsou však krátery, kterých sluneční paprsky nedosáhly miliony let. Teploty mohou klesnout až na teplotu -240 ° C.

Tam se sondám vyslaným Indií a Spojenými státy podařilo detekovat vodu ve formě ledu.

Pokud jde o složení lunárních hornin, jsou hojné v kyslíku: až 43%. Kromě toho se odhaduje 20% křemíku, 19% hořčíku, 10% železa, 3% vápníku, 3% hliníku, 0,42% chrómu, 0,18% titanu a 0,12% manganu. Stříbro a rtuť byly také detekovány v měsíčním prachu.

Místo toho však neexistuje žádný volný uhlík, dusík a vodík, prvky, které tvoří živou hmotu. A v měsíčních skalách neexistuje voda, na rozdíl od pozemských hornin, v jejímž uspořádání se nachází.

Výcvik

Nejvíce široce přijímanou teorií mezi vědeckou komunitou je to, že Měsíc pocházel z kolize mezi Zemí a předmětem podobným nebo větším než Mars, jménem Theia, během formování sluneční soustavy.

Kromě toho, že došlo ke vzniku Měsíce, srážka s Theií změnila sklon zemské osy rotace a destabilizovala ranou atmosféru.

Tato teorie vysvětluje, proč je Měsíc méně hustý než Země, protože srážka s Theií z něj odtrhla část pláště, jejíž hustota je podobná hustotě měsíce. Nevysvětluje však existenci polotaveného jádra Měsíce, o kterém je známo, že existuje díky seismickým informacím.

Jiná alternativní teorie se domnívá, že Měsíc vznikl jinde ve sluneční soustavě a byl v určitém okamžiku zachycen gravitací Země.

Základem těchto myšlenek je, že měsíční horniny, i když obsahují stejné prvky jako ty na Zemi a jsou ve stejném věku, mají z chemického hlediska mnoho rozdílů.

Zatmění

zatmění Měsíce

Obrázek 6. Zatmění Měsíce. Zdroj> Wikimedia Commons.

Zdánlivé průměry Slunce, Země a Měsíce jsou stejné jako u Země. Takže když je Země mezi Sluncem a Měsícem, je možné pozorovat zatmění Měsíce.

Měsíční zatmění může nastat pouze za úplňku a když spadne do stínu Země, nazývaného umbra. Tímto způsobem je ztmavena, získává načervenalý nebo oranžový odstín, v závislosti na atmosférických podmínkách Země. Je vidět na následujícím obrázku:

Měsíc může padat úplně ve stínu Země nebo jen částečně, v prvním případě je zatmění úplné, jinak je částečné. Částečné zatmění lze zaměnit za fázi měsíce, dokud zatmění neskončí a úplněk opět nevystoupí.

Na rozdíl od zatmění Slunce lze zatmění Měsíce vidět odkudkoli na světě, kde je v noci a může trvat i několik hodin.

Zatmění slunce

Obrázek 7. Zatmění Slunce. Zdroj> Wikimedia Commons.

Když se disky Slunce a Měsíce shodují, při pohledu z nějakého bodu na Zemi dochází k zatmění Slunce. Zdá se, že Měsíc přechází před Sluncem, pro které je nutné, aby byl v novém měsíci, i když se zatmění Slunce nenastanou na každém novém měsíci.

Aby došlo k zatmění Slunce, musí být souměrnost mezi Sluncem, Zemí a Měsícem úplná, a to se nestane po celou dobu, ale nejméně dvakrát ročně, maximálně do pěti. Pokud jde o trvání, doba, po kterou Slunce zůstává zakrytá, je proměnlivá, v řádu asi 8 až 10 minut.

Zatmění Slunce může být úplné, částečné nebo prstencové v závislosti na tom, zda Měsíc zcela nebo částečně zakrývá Slunce. V případě prstencových zatmění není relativní průměr Měsíce dostatečný k úplnému pokrytí Slunce, takže zůstává viditelný světelný kroužek. Následuje úplné zatmění Slunce:

Úplné zatmění Slunce jsou úžasné nebeské jevy a poskytují skvělou příležitost ke studiu podrobností o nejvzdálenějších vrstvách Slunce.

Vliv na život na Zemi

Země a Měsíc tvoří úžasný duet, který ovlivňuje život a lidstvo zejména od počátku času:

- Díky Měsíci jsou roční období.

-Každý rok se Měsíc pohybuje asi 4 cm od Země, což pomáhá zpomalit rotaci Země a prodlužuje dny o několik tisícin sekundy. Tato vzdálenost není konstantní, protože hodně záleží na dispozici kontinentálních a vodních mas Země, které, jak víme, se od vzniku obou hodně změnilo.

- Díky prodloužení dní měly rostliny dostatek času na provedení fotosyntézy.

-Je-li teorie dopadu na Theii pravdivá, zemská atmosféra prošla změnami, díky kterým je vhodnější pro vznik života.

-Měsíc sloužil jako vodítko při vývoji lidstva, například zemědělci i dnes využívají lunární fáze k pěstování polí.

-Oktické přílivy vznikají díky gravitační interakci mezi Zemí a Měsícem a jsou nesmírně důležité pro rybolov a klima, jakož i jako zdroje energie.

Obrázek 8. Starý přílivový mlýn v Huelvě ve Španělsku. Zdroj: Wikimedia Commons.

- Existuje všeobecná víra, že úplněk ovlivňuje náladu lidí, což je činí během tohoto období citlivějšími z psychologického hlediska.

-Měsíc sloužil jako inspirace pro bezpočet románů a filmů sci-fi, ještě před zahájením vesmírného závodu.

Reference

1. Astromie. Lunární povrch. Obnoveno z: astromia.com.
2. Geoenccyclopedia. Fáze měsíce. Obnoveno z: geoenciclopedia.com.
3. Iglesias, R. La Luna: první vesmírný kontinent. Obnoveno z: redalyc.org.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redakční reverté.
5. Romero, S. Zajímavosti o Měsíci. Obnoveno z: muyinteresante.es.
6. Wikipedia. Geologie měsíce. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Měsíc. Obnoveno z: es.wikipedia.org.