Супутник Землі з доісторичних часів привертала увагу людей. Місяць – це самий помітний об’єкт неба після Сонця, а тому їй завжди приписувалися настільки ж значні властивості, як і денного світила. Через століття на зміну поклонінню і простому цікавості прийшов науковий інтерес. Щербатий, повна і зростаюча Місяць – це сьогодні об’єкти самого пильного вивчення. Завдяки дослідженням астрофізиків ми багато знаємо про супутнику нашої планети, проте чимало залишилось і невідомого.
Походження
Місяць – це явище, настільки звичне, що питання про те, звідки вона взялася, практично не виникає. Між тим саме походження супутника нашої планети – одна із самих значних його таємниць. Сьогодні існує декілька теорій на цей рахунок, кожна з яких може похвалитися як наявністю підтверджень, так і аргументами на користь її неспроможності. Отримані дані дозволяють виділити три основні гіпотези.
- Місяць і Земля утворилися з одного протопланетного хмари.
- Повністю сформована Місяць була захоплена Землею.
- До утворення Місяця призвело зіткнення Землі з великим космічним об’єктом.
Розглянемо ці версії більш докладно.
Спільна аккреция
Гіпотеза спільного походження (аккреції) Землі і її супутника зізнавалася в науковому світі найбільш правдоподібною до початку 70-х років минулого сторіччя. Вперше висунув її ще Іммануїл Кант. Згідно з цією версією, Земля і Місяць утворилися практично одночасно з протопланетных частинок. Космічні тіла представляли собою при цьому подвійну систему.
Першою почала формуватися Земля. Після того, як вона досягла певних розмірів, навколо неї під дією сили тяжіння стали кружляти частинки з протопланетного роя. Вони почали рухатися по еліптичних орбітах навколо зародився об’єкта. Деякі частинки падали на Землю, інші стикалися і злипалися. Потім орбіта поступово стала все більше наближатися до кругової і з рою частинок почав формуватися зародок Місяця.
За і проти
Сьогодні гіпотеза спільного походження має більше спростувань, ніж доказів. Вона пояснює однакову киснево-ізотопне співвідношення двох тел. Сумнівними є висунуті в рамках гіпотези причини різного складу Землі і Місяця, зокрема, практично повної відсутності на останній заліза та летких речовин.
Гість здалеку
У 1909 році Томасом Джексоном Джеферсоном Сі була висунута гіпотеза гравітаційного захоплення. Згідно їй, Місяць – це тіло, що сформувалося десь в іншій області Сонячної системи. Її еліптична орбіта перетинала траєкторію руху Землі. При черговому зближенні Місяць була захоплена нашою планетою і стала супутником.
На користь гіпотези вчені наводять досить поширені міфи народів світу, що оповідають про час, коли Місяця не було на небі. Також побічно теорію гравітаційного захоплення підтверджує наявність твердої поверхні на супутнику. Згідно з радянськими дослідженнями, не має атмосфери Місяць, якщо вона обертається навколо нашої планети вже кілька мільярдів років, повинна була бути покрита багатометровим шаром пилу, що потрапляє з космосу. Проте сьогодні відомо, що на поверхні супутника такого не спостерігається.
Гіпотеза може пояснити малу кількість заліза на Місяці: вона могла утворитися в зоні планет-гігантів. Однак у цьому випадку на ній повинна бути велика концентрація летючих речовин. Крім того, за результатами моделювання гравітаційного захоплення його можливість здається малоймовірною. Тіло з такою масою, як у Місяця, швидше зіткнувся б з нашою планетою або було б видворено за межі орбіти. Гравітаційний захоплення міг відбутися тільки у випадку дуже близького проходження майбутнього супутника. Однак і в цьому варіанті більш ймовірним стає руйнування Місяця під дією приливних сил.
Гігантське зіткнення
Третя з названих вище гіпотез на сьогоднішній день вважається найбільш правдоподібною. Згідно теорії гігантського зіткнення, Місяць – це результат взаємодії Землі і досить великого космічного об’єкта. Гіпотеза була запропонована в 1975 році Вільямом Хартманом і Дональдом Девісом. Вони припустили, що з молодою Землею, встигла набрати 90% своєї маси, зіткнулася протопланета, названа Тэйей. Розмір її відповідав сучасному Марса. В результаті удару, який припав на «край» планети, практично вся речовина Тэйи та частина земної була викинута в космічний простір. З цього «будівельного матеріалу» стала формуватися Місяць.
Гіпотеза пояснює сучасну швидкість обертання Землі, а також кут нахилу її осі і багато фізичні та хімічні параметри обох тел. Слабким місцем теорії є наведені нею причини низького вмісту заліза на Місяці. Для цього до зіткнення в надрах обох тіл повинна була відбутися повна диференціація: освіта залізного ядра і силікатної мантії. На сьогоднішній день знайдено підтверджень не було. Можливо, нові дані про земному супутнику прояснять і це питання. Правда, є ймовірність, що вони можуть і спростувати прийняту сьогодні гіпотезу походження Місяця.
Основні параметри
Для сучасних людей Луна – це невід’ємна частина нічного неба. Відстань до неї на сьогоднішній день складає приблизно 384 тисячі кілометрів. Цей параметр дещо змінюється в міру руху супутника (діапазон – від 356 400 до 406 800 км). Причина криється в еліптичній орбіті.
Супутник нашої планети рухається в космосі зі швидкістю 1,02 км/с. Повний оберт навколо нашої планети він здійснює приблизно за 27,32 доби (сидеричний або зірковий місяць). Цікаво, що притягання Місяця Сонцем у 2,2 рази сильніше, ніж Землею. Цей та інші фактори впливають на рух супутника: скорочення сидерического місяця, зміна відстані до планети.
Вісь Місяця має нахил до 88°28′. Період обертання дорівнює сидерическому місяцю і саме тому супутник завжди повернений до нашої планеті однією стороною.
Відображає
Можна припустити, що Місяць – це зірка, дуже близько розташована до нас (в дитинстві така ідея могла приходити багатьом). Проте в дійсності вона не володіє багатьма параметрами, притаманними таким тіл, як Сонце чи Сіріус. Так, оспіваний усіма поетами-романтиками місячне світло – лише відображення сонячного. Сам супутник не випромінює.
Фаза Місяця – це явище, пов’язане з відсутністю у неї власного світла. Видима частина супутника на небі постійно змінюється, послідовно проходячи чотири етапи: молодий місяць, зростаючий місяць, повний місяць і щербатий Місяць. Це стадії синодического місяці. Він обчислюється від одного молодика до іншого і триває в середньому 29,5 днів. Синодичний місяць більше сидерического, оскільки Земля також рухається навколо Сонця й супутнику весь час доводиться надолужувати деяку відстань.
Багатолика
Перша в циклі фаза Місяця – це час, коли для земного спостерігача супутник на небі відсутня. В цей час він звернений до нашої планеті темною, неосвітленій стороною. Тривалість цієї фази – один-два дні. Потім у західній частині неба з’являється місяць. Місяць – це лише тонкий серп в такий час. Проте, Часто можна спостерігати весь диск супутника, але менш яскравий, пофарбований в сірий. Таке явище отримало назву попелястого кольору Місяця. Сірий диск поруч з яскравим серпом – це частина супутника, освітлена променями, відбитими з поверхні Землі.
Через сім днів від початку циклу настає наступна фаза – перша чверть. В цей час Місяць освітлена рівно наполовину. Характерна ознака фази – пряма лінія, що розділяє темний і освітлену ділянку (в астрономії вона називається «термінатор»). Поступово вона стає більш опуклою.
На 14-15 добу циклу настає повня. Потім видима частина супутника починає зменшуватися. На 22 день настає остання чверть. У цей період також нерідко можна спостерігати попелястий колір. Кутова відстань Місяця від Сонця ставиться все менше і по закінченні приблизно 29,5 днів вона знову повністю ховається.
Затемнення
З особливостями руху супутника навколо нашої планети пов’язано ще декілька явищ. Площина орбіти Місяця нахилена до екліптики в середньому на 5,14°. Таке положення є типовим для подібних систем. Як правило, орбіта супутника лежить у площині екватора планети. Точки перетину траєкторією Місяця екліптики називаються висхідним і спадним вузлами. Вони не мають точної фіксації, постійно, хоча і повільно рухаються. Приблизно за 18 років вузли проходять всю екліптику. У зв’язку з цими особливостями Місяць повертається до одного з них через період, що дорівнює 27,21 доби (він називається драконическим місяцем).
З проходженням супутника точок перетину осі з екліптикою пов’язане таке явище, як затемнення Місяця. Це феномен, нечасто радує (або огорчающий) нас собою, але володіє певною періодичністю. Затемнення відбувається в той момент, коли повний місяць збігається з проходженням супутника одного з вузлів. Настільки цікаве «збіг обставин» виникає досить рідко. То ж справедливо і для збігу молодика і проходження одного з вузлів. В цей час трапляється сонячне затемнення.
Спостереження астрономів показали, що обидва феномена мають циклічний характер. Довжина одного періоду дорівнює трохи більше 18 років. Називається такий цикл сарос. За один період відбувається 28 місячних і 43 сонячних затемнення (з них 13 — повних).
Вплив нічного світила
З давніх часів Місяць вважалася одним з управителів людської долі. На думку мислителів того періоду, вона впливала на характер, відносини, настрій і поведінку. Сьогодні дія Місяця на організм вивчається з наукової точки зору. Різні дослідження підтверджують, що залежність деяких особливостей поведінки та стану здоров’я від фаз нічного світила існує.
Наприклад, лікарі Швейцарії, довгий час спостерігали за хворими з неполадками в серцево-судинній системі, встановили, що зростаюча Місяць — це небезпечний період для людей, схильних до інфаркту. Більшість нападів за їх даними збігалося з появою на нічному небі молодого місяця.
Існує велика кількість аналогічних досліджень. Однак збір подібної статистики – не єдине, що цікавить вчених. Вони спробували знайти пояснення виявленим закономірностям. Згідно з однією з теорій, Місяць чинить на людські клітини такий же вплив, як і на всю Землю: викликає припливи і відливи. У результаті впливу супутника змінюється водно-сольовий баланс, проникність мембрани, співвідношення гормонів.
Інша версія у главу кута ставить вплив Місяця на магнітне поле планети. Згідно цій гіпотезі, супутник викликає зміни електромагнітних імпульсів тіла, що тягне за собою певні наслідки.
Фахівці, які дотримуються думки про величезний вплив на нас нічного світила, рекомендують вибудовувати свою діяльність, узгоджуючи її з циклом. Вони застерігають: ліхтарі і лампи, що перекривають місячне світло, можуть зашкодити здоров’ю людини, оскільки з них організм не отримує інформації про зміну фаз.
На Місяці
Після знайомства з нічним світилом з Землі пройдемося по його поверхні. Місяць — це супутник, не захищений від впливу сонячних променів атмосферою. Вдень поверхня нагрівається до 110 ?С, а в нічний час вона остигає до -120 С. При цьому коливання температури характерні для невеликої зони кори космічного тіла. Дуже низька теплопровідність не дозволяє прогрітися надр супутника.
Можна сказати, що Місяць — це землі та моря, великі і малодосліджені, але володіють своїми іменами. Перші карти поверхні супутника з’явилися ще в сімнадцятому столітті. Темні плями, раніше прийняті за моря, після винаходу телескопа виявилися низькими рівнинами, однак зберегли свою назву. Світлі ділянки на поверхні — це «континентальні» зони з горами і хребтами, часто кільцевої форми (кратери). На Місяці можна зустріти Кавказ і Альпи, Моря Криз і Спокою, Океан Бур, Затока Радості і Болото Гнили (затоки на супутнику — примикають до морів темні області, болота — невеликі плями неправильної форми), а також гори Коперника і Кеплера.
І тільки після початку космічної ери була розвідана зворотний бік Місяця. Це трапилося в 1959 році. Дані, отримані радянським супутником, дозволили скласти карту прихованої від телескопів частині нічного світила. Тут також зазвучали імена великих: К. Е. Ціолковського, С. П. Королева, Ю. А. Гагаріна.
Зовсім інша
Відсутність атмосфери робить Місяць такій не схожій на нашу планету. Небо тут ніколи не затягують хмари, його колір не змінюється. На Місяці над головою космонавтів тільки темний зоряний купол. Сонце встає повільно і неквапливо рухається по небу. День на Місяці триває майже 15 земних діб, така і тривалість ночі. Добу дорівнюють періоду, за який супутник Землі робить один оборот відносно Сонця, або синодическому місяця.
На супутнику нашої планети немає вітру і опадів, також тут відсутній плавне перетікання дня в ніч (сутінки). Крім того, Місяць постійно знаходиться під загрозою падіння метеоритів. Про кількість їх побічно свідчить реголіт, що покриває поверхню. Це шар уламків і пилу товщиною до декількох десятків метрів. Складається він з роздроблених, перемішаних і місцями спучених останків метеоритів і зруйнованих ними місячних порід.
При погляді на небо можна побачити нерухомо і завжди на одному і тому ж місці висить Землю. Красива, але практично ніколи не змінюється картина пояснюється синхронізацією обертання Місяця навколо нашої планети і власної осі. Це одне з найбільш чудових видовищ, яке довелося бачити космонавтам, вперше висадилися на поверхні супутника Землі.
Знаменита
Бувають періоди, коли Місяць — це «зірка» не тільки наукових конференцій і видань, але й всіляких ЗМІ. Величезний інтерес для великої кількості людей є деякі досить рідкісні явища, пов’язані з супутником. Одне з них — це супермісяць. Воно відбувається в ті дні, коли нічне світило перебуває на найменшій відстані від планети, причому у фазі повного місяця або молодика. Нічне світило при цьому стає візуально на 14% більшим і на 30% яскравіше. У другій половині 2015 року суперповню можна буде спостерігати 29 серпня, 28 вересня (у цей день супермісяць буде найбільш значним) і 27 жовтня.
Ще одне цікаве явище пов’язане з періодичним попаданням нічного світила у земну тінь. Супутник при цьому не зникає з неба, а набуває червоний колір. Астрономічна подія отримало назву Кривава Місяць. Це явище досить рідкісне, однак сучасним любителям космосу знову пощастило. Криваві Місяця зійде над Землею в 2015 році кілька разів. Остання з них з’явиться у вересні і співпаде з повним затемненням нічного світила. Точно таке варто побачити!
Нічне світило завжди притягувало до себе людей. Місяць і повний Місяць — це центральні образи у багатьох поетичних нарисах. У міру розвитку наукових знань і методів астрономії супутник нашої планети став цікавити не тільки астрологів і романтиків. Багато фактів з часів перших спроб пояснення місячного «поведінки» стали зрозумілими, велику кількість таємниць супутника було розкрито. Однак нічне світило, як і всі об’єкти космосу, не так просто, як може здатися.
Навіть американська експедиція не змогла відповісти на всі поставлені перед нею питання. У той же час з кожним днем вчені дізнаються про Місяць щось нове, хоча часто отримані дані породжують ще більше сумнівів у існуючих теоріях. Так було з гіпотезами походження Місяця. Всі три головні концепції, які визнавалися в 60-70-х роках, були спростовані за результатами американської експедиції. Незабаром лідируючої стала гіпотеза гігантського зіткнення. Найімовірніше, в майбутньому нас чекає безліч дивовижних відкриттів, пов’язаних із нічним світилом.
