La Luna, satellite della Terra, è un corpo praticamente sferico di 3.476 Km di diametro. Il globo lunare è leggermente ellittico, con una differenza di 4 Km. fra raggio polare e raggio equatoriale.
La Luna Gigante
La luna si muove su un'orbita ellittica con eccentricità pari a 0,0549 ed una distanza media di 384.001 Km, la vediamo sotto un angolo di 29' 23" all'apogeo e di 33' 20" al perigeo.
Apogeo e Perigeo Lunari
Nel punto più vicino al suo pianeta la Luna dista 356.410 km ( perigeo ), mentre nel punto più lontano questa distanza arriva a 406.740 km ( apogeo ). Percorre un'orbita la cui circonferenza è di 2.413.402 km con una velocità di 1,027 km/s quando si trova più vicina alla Terra, e 0,96 km/s quando si trova più lontana dalla stessa.
L'orbita della Luna è alquanto complicata, infatti non è solamente influenzata dalla forza gravitazionale terrestre, ma anche, in minor parte, da quella del Sole.
La poca distanza Terra-Luna non consente di considerare i due corpi come puntiformi, ma aventi una certa dimensione oltretutto leggermente non sferica.
L'orbita lunare ubbidisce così solo approssimativamente alla legge di Keplero, non essendo un'ellisse costantemente orientata nel tempo, cosicché la sua forma e disposizione varia in continuazione; infatti l'eccentricità oscilla fra 0,044 e 0,067, e l'inclinazione fra 4° e 58' e 5° e 19', il piano dell'orbita gira nello spazio in un periodo completo in 18,6 anni, mentre l'orbita sul suo stesso piano in 8,85 anni.
Se fosse soggetta solamente all'azione della forza gravitazionale proveniente dalla Terra la sua orbita sarebbe una ellisse di rapporto assiale di 0,998 ed inclinazione di 5° e 9' rispetto all eclittica (piano dell'orbita terrestre).
Le intersezioni fra il cerchio massimo dell'orbita percorsa dalla Luna e l'eclittica sono dette nodi e si spostano lentamente in senso orario compiendo appunto un giro completo in 18,6 anni, questo movimento prende il nome di retrogradazione dei nodi. Fissato un punto nell'orbita il nostro satellite impiega 27,32 giorni, ( mese siderale ), a compiere un'orbita completa e ritornarvi; nello stesso tempo compie anche un giro di rotazione su sè stessa attorno al proprio asse, di conseguenza la Luna rivolge alla Terra sempre lo stesso emisfero. In realtà si possono vedere altre regioni al di là dell'emisfero mostrato dovuto ciò a piccoli movimenti detti di librazione che permettono di osservare il 60% della superficie.
Esiste anche il mese sinodico che è l'intervallo di tempo fra due fasi lunari uguali e successive, per esempio fra due lune nuove esso dura 29 giorni, 12 ore e 44 minuti e 3 secondi. La differente durata del mese sinodico da quello siderale è la conseguenza del movimento della Terra attorno al Sole.
Ogni giorno la Luna sorge 52 minuti in ritardo rispetto al giorno precedente.
Apogeo e Perigeo Terrestre
L'orbita terrestre è un'ellisse e il Sole occupa uno dei due fuochi. Di conseguenza la distanza della Terra dal Sole non è costante ma varia nel corso dell'anno.
L'apogeo e il Perigeo sono i due punti dell'orbita in cui la Terra si trova rispettivamente alla massima e alla minima distanza dal Sole.
Quando la Terra è al perigeo, la sua velocità orbitale è massima. All'apogeo invece raggiunge la minima velocità.
Apogeo e Perigeo Terrestre
Il nostro satellite ruota contemporaneamente attorno alla Terra e sul suo asse. Questa rivoluzione sincrona fa sì che noi vediamo sempre la stessa faccia, mentre sulla Luna giorno e notte si succedono su ogni punto della sua superficie.
La presenza lunare determina il verificarsi del fenomeno delle maree. La Terra, sottoposta all'attrazione lunare, tende a deformarsi in un'ellisse in direzione della Luna e in quella ad essa opposta.
Risentono di questo effetto soprattutto i mari, che tendono così ad alzarsi. La Terra, con la sua rotazione attorno al suo asse, fa in modo che ciò interessi tutte le coste.Il fenomeno più appariscente della Luna è certamente quello delle fasi. Queste si spiegano con il fatto che la Luna non brilla di luce propria, ma riflette quella del Sole; le fasi stesse evolvono seconda del posto che il satellite occupa nelle sue diverse posizioni lungo l'orbita descritta intorno alla Terra.
Quando si verifica la "Luna Nuova", ed essa si trova in congiunzione fra noi e il Sole, ci mostra la sua faccia scura ed è invisibile.Man mano che i giorni passano il satellite si allontana sempre di più dal Sole e diventa una falce crescente.
A 7,4 giorni si osserva il "Primo Quarto": è illuminata a metà, e si trova in Quadratura Orientale, dista 90ø dal Sole verso est e passa in meridiano circa 6 ore dopo di esso.
L'illuminazione del disco aumenta, via via fino a che, dopo 14,8 giorni, si verifica la "Luna Piena"; si presenta con tutto il disco illuminato ed è in opposizione.
Si può dire che sorge quando tramonta il Sole e tramonta quando esso sorge.
Successivamente la frazione illuminata va gradualmente diminuendo.
A 22,1 giorni notiamo ancora metà Luna illuminata: è l' "Ultimo Quarto" e dista 90° gradi dal Sole verso ovest; si dice che è in Quadratura Occidentale e passa in meridiano circa 6 ore prima di esso.
Continuando il percorso dell'orbita la Luna mostra una falce che decresce sempre più man mano che si riavvicina al sole fino a che, a 29,5 giorni, si presenta un'altra Luna Nuova: il ciclo ricomincia.
Il tempo impiegato per un ciclo di fasi completo è di 29,5 giorni, mentre bastano 27,3 giorni per una rivoluzione completa attorno alla Terra.
La differenza si giustifica col fatto che la Luna orbira intorno alla Terra e contemporaneamente la Terra intorno al Sole, pertanto aumenta il suo percorso orbitale e ne consegue un ritardo di 2,2 giorni per trovarsi nella posizione iniziale e riprendere un nuovo ciclo di fasi.
Per ottenere informazioni dettagliate sui fenomeni lunari e solari, visitate il sito del US Naval Observatory: http://www.usno.navy.mil/
Si è detto che della Luna si vede solo la metà, ma in realtà è possibile osservare fino al 59% della sua superficie.
Tale possibilità è giustificata dalla sua velocità nei vari tratti orbitali, dall'inclinazione sul suo asse e dalla rotazione dello stesso.
Il fenomeno è detto "librazione". Tale fenomeno apparente è dimostrato in quanto la Luna, nel punto più vicina a noi, si sposta più velocemente lungo l'orbita mantenendo costante il suo moto rotatorio.
Notiamo così una "Rotazione apparente" della parte sinistra dell'astro verso di noi e ci permette, in tal modo, di osservare una porzione di superficie lunare oltre il limite medio del bordo orientale.
Al contrario quando essa è sita alla massima distanza da noi si sposta più lentamente lungo l'orbita rendendo visibile la parte di superficie oltre il limite medio del bordo occidentale. Inoltre, per effetto dell' inclinazione del suo asse, si osserva alternativamente un lembo maggiore intorno al Polo Nord e al Polo Sud.
La superficie lunare è ricoperta da uno strato di polvere e detriti rocciosi denominato "regolite" dello spessore di circa 60 km. Questo strato ricopre un mantello solido di circa 1.000 km che avvolge un nucleo di consistenza viscosa alla temperatura di circa 1300°C.
Il campo magnetico della Luna è di circa 1.000 volte più debole di quello terrestre.
Sulla superficie della Luna possiamo distinguere zone chiare e zone scure chiamate convenzionalmente "continenti" e "mari". Osservati al telescopio i continenti sono delle regioni montuose accidentate butterate da crateri di tutte le dimensioni; mentre i mari sono vaste distese di lava solidificata. Le zone scure meno vaste sono denominate anche: laghi, baie e paludi.
Altre importanti caratteristiche del suolo lunare sono i crateri.
Essi vengono divisi in anfiteatri, circhi e craterini. Gli anfiteatri sono i crateri più vasti; il loro diametro è compreso fra i 60 e 300 km, la loro cinta è spezzata e erosa dai micrometeoriti che cadono continuamente, il loro fondo segue la curvatura lunare e può presentare altri crateri, monticelli e faglie. I circhi, con diametri compresi fra 20 e 100 km, hanno la cinta massiccia e regolare, le creste scoscese presentano la parete interna terrazzata e si osserva spesso, al loro centro, uno o più picchi montuosi. I crateri con diametro compreso fra 5 e 60 Km, hanno la cinta scoscesa e ben conservata, non hanno monte centrale. Sotto i 5 Km di diametro i crateri sono detti craterini.
Inoltre tantissimi crateri presentano forme diverse non facilmente classificabili: a pera, oblunghi e presentano doppie cinte e diverse altre caratteristiche.
Le montagne lunari, più rare dei crateri, si estendono spesso ai bordi dei mari e questi possono essere considerati come dei giganteschi crateri. Su di esse non si osservano gli aspetti che si vedono sulla Terra come le valli profonde o le erosioni provocate dagli agenti atmosferici.
I domi e le dorsali lunari sono delle alture del diametro compreso tra i 10 e 20 Km. con un'altezza di qualche centinaio di metri e una pendenza dall'1 al 3%. Quasi tutti presentano un cratere sulla sommità. Il declivio delle loro pendici le fanno assomigliare a onde che solcano i mari lunari.
Domi e Dorsali testimoniano la manifestazione di formazioni più marcate quali scanalature e faglie. Le scanalature sinuose sembrano, con i loro lunghi meandri, dei corsi d'acqua dissecati (potrebbero essere le tracce delle antiche colate laviche all'epoca delle rimonte magmatiche).
I giochi d'ombra osservati (in modo partcolare col Sole radente) fanno sembrare i rilievi, le varie faglie e le scanalature con pendenze vertiginose, gli abissi insondabili; mentre in realtà le pendenze più accentuate sono del 30-35%.
L'origine della Luna è tutt'ora poco chiara e si sono formulate quattro ipotesi al riguardo:
1) quella della fissione - La Luna sarebbe un frammento staccatosi dalla Terra poco dopo la sua formazione;
2) quella della cattura - Dopo essersi formata in qualche parte del Sistema Solare, la Luna sarebbe stata catturata dal campo d'attrazione terrestre;
3) quella dell'accrescimento - La Luna si sarebbe formata a partire dalle polveri e dai detriti orbitanti intorno alla Terra.
4) quella della collisione della Terra con un corpo plametario della taglia di Marte - L'espulsione dei frammenti dei loro rispettivi strati superficiali avrebbe dato origine all'accrescimento in orbita attorno alla Terra di tantissimi planetesimi, già però differenziati rispetto a quelli che formarono originariamente la Terra e il corpo che vi collise. La Luna si sarebbe in seguito formata per la mutua attrazione gravitazionale di tali planetesimi in orbita, i quali si sarebbero successivamente rifusi quando la Luna raggiunse una sufficiente massa (corrispondente ad un diametro superiore ai 1000 km). Il processo di ulteriore differenziazione e raffreddamento avrebbe seguito il corso già ipotizzato dagli scienziati.
Con l'energia liberata da questo processo, durante la rifusione gli elementi più pesanti sarebbero andati a fondo e i più leggeri sarebbero rimasti in superficie. La superficie, nel suo formarsi, avrebbe subito un catastrofico bombardamento meteoritico che l'avrebbe butterata con crateri di tutte le dimensioni e sotto il continuo impatto si sarebbe trasformata in uno strato di polvere e detriti sempre più spesso. Successivamente il riscaldamento interno, determinato dalle rimonte magmatiche, avrebbe fatto uscire le stesse attraverso le parti più deboli che avrebbero riempito le grandi depressioni lunari. Tale attività tettonica e vulcanica avrebbe lasciato tracce sulla superficie lunare (fessure, faglie, rughe, domi, ecc.).
Tale sequenza spiegherebbe il perché la Luna sia molto simile alla terra per composizione, difficilmente spiegabile se il corpo si fosse formato lontano da essa, ma contemporaneamente essa sia anche parecchio difforme per conposizione e densità (le rocce superficiali terrestri sarebbero già state impoverite in elementi pesanti per l'iniziale differenziazione del nostro pianeta, prima che su di esso collidesse il proto-pianeta che diede il via alla formazione della Luna).
Immagine della faccia nascosta della Luna, ripresa nel 1969 durante la missione Apollo 11. Il terreno di questo lato della Luna e' molto scabro e rugoso. (NASA)
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