o Księżycu powstanie Księżyca własności Księżyca powierzchnia Księżyca selenologia fazy Księżyca zaćmienie Ksieżyca orbita Księżyca pływy morskie badania Księżyca




Orbita Księżyca


Orbita Księżyca wokół Ziemi to droga, po jakiej porusza się on dookoła naszej planety; przebycie jej w całości
zajmuje mu około 27,3 dnia. Księżyc i Ziemia krążą wokół barycentrum - wspólnego środka masy,
leżącego blisko 4700 km pod powierzchnią Ziemi (w mniej więcej 3 jej promienia). Dla porównania,
odległość barycentrum od Księżyca wynosi około 385000 km (ok. 60 promieni ziemskich). Ze średnią
prędkością ruchu Księżyca po orbicie wynoszącą 1,023 km/s, przemieszcza się on co godzinę o odległość
kątową równą jego względnemu rozmiarowi, czyli o około 0,5o. Cechą wyróżniającą Księżyc
spośród innych naturalnych satelitów planet Układu Słonecznego jest fakt, iż płaszczyzna
jego orbity jest bardzo zbliżona do płaszczyzny ekliptyki, nie zaś - jak zazwyczaj
- do płaszczyzny równikowej planety. Nachylenie płaszczyzny orbity księżycowej
do płaszczyzny ekliptyki wynosi 5,1o , podczas gdy inklinacja osi obrotu Księżyca - jedynie 1,5o.

Całkowity obieg Księżyca wokół Ziemi (mierzony względem tzw. gwiazd stałych), czyli okres orbitalny,
trwa około 27,3 dnia. Jednak uwzględniając ruch Ziemi po orbicie okołosłonecznej, okres ten
wydłuża się do 29,5 dnia i nazywany jest miesiącem synodycznym. Jest to czas pomiędzy
dwiema tymi samymi fazami Księżyca.W przeciwieństwie do większości satelitów innych planet,
orbita Księżyca leży w pobliżu płaszczyzny ekliptyki, nie zaś ziemskiej płaszczyzny równikowej.
Księżyc nasz jest ponadto względnie największym satelitą całego Układu Słonecznego
(w stosunku do obieganej planety); wprawdzie wskaźnik ten jest wyższy u Charona,
satelity Plutona, jednak ten ostatni uznawany jest obecnie za planetę karłowatą.

Układ Ziemia-Księżyc tak naprawdę przypomina bardziej układ dwóch planet. Wynika to z faktu,
że rozmiary Księżyca są względnie duże w porównaniu do Ziemi; jego średnica stanowi 1/4 średnicy
ziemskiej, a masa - 1/81 masy Ziemi. Mimo to pogląd ten jest krytykowany w świecie nauki
ze względu na to, że barycentrum układu znajduje się 1700 km pod powierzchnią Ziemi
(w 3/4 jej promienia, licząc od środka). Powierzchnia Księżyca stanowi mniej niż 1/10 powierzchni
Ziemi, albo około 1/4 powierzchni jej lądów (tyle, co Rosja, Kanada i USA razem wzięte).

W roku 1997 odkryto asteroidę 3753 Cruithne, poruszającą się po orbicie podkowiastej. Astronomowie
jednak nie uznali jej za drugiego satelitę Ziemi ze względu na niestabilność jej orbity.
Odkryto dotychczas jeszcze trzy takie asteroidy: 54509 YORP, UP1 oraz 2002 AA29;
wszystkie one krążą po orbitach podobnych do 3753 Cruithne.





kierunki obrotu Ziemii i Księżyca i kierunek obiegu Księżyca




Charakterystyka


Z powodu względnie dużego rozmiaru Księżyca oraz stosunku mas obu ciał wynoszącego około 81:1,
niektórzy uważają układ Ziemia-Księżyc za planetę podwójną; jednak
według nieformalnej definicji barycentrum takiego układu musi leżeć poza obrębem obu ciał.

Precesja - jest to zjawisko zmiany kierunku obracającego się ciała. Oś obrotu sama
obraca się wówczas wokół pewnego kierunku w przestrzeni zakreślając powierzchnię stożkową.

Orbita Księżyca ma kształt elipsy o średniej ekscentryczności równej 0,0549. Powoduje to
między innymi okresowe zmiany prędkości kątowej i względnej wielkości naszego satelity
obserwowanej z Ziemi. Przeciętna odległość względna, jaką pokonuje Księżyc w ciągu doby, wynosi
13,176358o na wschód. Dokładny kierunek orbity nie jest stały, lecz podlega precesji. Innym ruchem
związanym z orbitą jest precesja linii apsyd: elipsa orbity Księżyca powoli obraca się
w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara z okresem tego obrotu równym 8,85 roku
(3233 dni); występuje też precesja płaszczyzny równikowej (zgodna z ruchem wskazówek zegara)
wokół osi prostopadłej do ekliptyki. Punkty, w których orbita Księżyca przecina płaszczyznę
ekliptyki (węzły) również podlegają precesji o okresie 18,6 roku (6793 dni).




Miesiąc księżycowy


Obliczenie czasu, jaki potrzebuje Księżyc na wykonanie pełnego obiegu Ziemi, może być
- w zależności od przyjętego punktu odniesienia - wykonane na różne sposoby.
27,3 - dniowy miesiąc gwiezdny to czas, w jakim Księżyc przebiega pełną długość orbity
względem gwiazd stałych; z kolei miesiącem synodycznym nazywamy okres 29,5 dnia
pomiędzy dwiema tymi samymi fazami Księżyca. Przyczyną, dla której ten drugi jest
dłuższy o ponad 2 dni, jest wspólny ruch układu Ziemia - Księżyc wokół Słońca; dlatego też
w ciągu roku ilość cykli gwiezdnych jest o 1 większa od ilości miesięcy synodycznych.

Inne definicje miesiąca obejmują okres pomiędzy kolejnymi przejściami przez
perygeum orbity (miesiąc anomalistyczny), węzłami (miesiąc smoczy) czy
południk niebieski (miesiąc tropikalny). Długość przeciętnego miesiąca kalendarzowego
(1/12 roku) wynosi ok. 30,4 dnia.




Cykle Księżyca





Nazwa Wartość (dni) Definicja - cykl względem
gwiezdny 27.321 661 gwiazd (13,369 cyklu w ciągu roku)
synodyczny 29.530 589 Słońca (trwający przez 4 fazy Księżyca; 12,369 cyklu w ciągu roku)
tropikalny 27.321 582 danego południka niebieskiego (z powodu precesji krótszy od gwiezdnego)
anomalistyczny 27.554 550 perygeum (podlega precesji z okresem 3232,6 dnia)
smoczy (węzłowy) 27.212 221 węzłów (podlegają precesji z okresem 6793,5 dnia)




Libracje


Księżyc jest w orbicie synchronicznej z Ziemią, co sprawia, że jest skierowany ku Ziemi stale
tą samą stroną. Obrót synchroniczny jest prawdziwy jedynie dla uśrednionej orbity, ponieważ
Księżyc posiada określoną ekscentryczność. W wyniku tego moment pędu Księżyca zmienia się
w miarę obrotu wokół Ziemi i nie zawsze odpowiada dokładnie obrotowi Księżyca. Gdy Księżyc jest
w perygeum, jego obrót jest wolniejszy niż jego prędkość orbitalna, co pozwala nam zobaczyć
do 8 stopni długości jego wschodniej (prawej) niewidocznej strony. Odwrotnie, gdy Księżyc osiąga apogeum,
jego obrót jest szybszy niż prędkość orbitalna i dzięki temu ujawnia się 8 stopni jego długości zachodniej
(lewej) niewidocznej strony. To zjawisko nosi nazwę libracji w długości. Zjawisko libracji
pozwala jednak oglądać z Ziemi wąski pas brzegowy drugiej strony Księżyca.
Odpowiednio długo prowadzone obserwacje pozwalają zobaczyć 59% jego powierzchni.




Rodzaje i źródła libracji Księżyca





Rodzaje libracji Księżyca Źródła libracji Księżyca
libracja w długości eliptyczność orbity
libracja w szerokości nachylenie osi obrotu Księżyca do płaszczyzny orbity wokół Ziemi
libracja dzienna (paralaktyczna) obrót Ziemii wokół własnej osi
libracja fizyczna wpływ ziemskiego pola grawitacyjnego




Libracja w długości


Eliptyczność orbity Księżyca wywołuje librację w długości. Księżyc, okrążając Ziemię, porusza się
ze zmienną prędkością kątową. Natomiast jego prędkość obrotu wokół własnej osi pozostaje stała.
W efekcie Księżyc w perygeum obraca się za wolno, a w apogeum za szybko, stopniowo odsłaniając
odpowiednio swoją wschodnią i zachodnią stronę. Maksymalne wychylenie ma miejsce około tygodnia
przed i po perygeum, i nie przekraczają ±7,9o. O wiele mniejszy wpływ na librację w długości
ma też przyciąganie Słońca i innych planet, deformujące orbitę Księżyca.




Libracja w szerokości


Nachylenie osi obrotu Księżyca do płaszczyzny orbity wokół Ziemi wywołuje librację w szerokości.
Księżyc poruszając się po swojej orbicie zwraca się nieznacznie ku Ziemi na przemian
północnym i południowym biegunem. Wahania nie przekraczają ±6,7o.




Libracja dzienna


Obrót Ziemi dookoła własnej osi wywołuje librację dzienną, inaczej paralaktyczną.
Ziemski obserwator uczestnicząc w ruchu obrotowym Ziemi może oglądać Księżyc z różnych stron.
Różnice na dwóch przeciwległych krańcach naszej planety sięgają jednak zaledwie około ±1o.




Libracja fizyczna


Do wychyleń tarczy Księżyca w niewielkim stopniu przyczynia się także libracja fizyczna.
Księżyc, zatrzymany w swym ruchu obrotowym, nie przestał się nigdy chybotać.
Dodatkowo ziemskie pole grawitacyjne oddziałuje na jego niesferyczność, cały czas
ten ruch pobudzając.Amplituda wahań wynosi ok. ±0,04o.