Le proprietà dell’orbita descritte in questa sezione sono approssimazioni. L’orbita della Luna intorno alla Terra ha molte irregolarità (perturbazioni), il cui studio (teoria lunare) ha una lunga storia.
Orbita della Luna e dimensioni della Terra e della Luna in scala.,
Confronto della dimensione apparente della Luna al perigeo lunare–apogee
Ellittica shapeEdit
L’orbita della Luna è quasi circolare, ellisse intorno alla Terra (il semimajor e semiminor assi sono 384,400 km e 383,800 km, rispettivamente: una differenza di soli 0.16%). L’equazione dell’ellisse produce un’eccentricità di 0,0549 e distanze perigeo e apogeo di 362.600 km e 405.400 km rispettivamente (una differenza del 12%).,
Poiché gli oggetti più vicini appaiono più grandi, la dimensione apparente della Luna cambia man mano che si sposta verso e lontano da un osservatore sulla Terra. Un evento denominato “supermoon” si verifica quando la Luna piena è più vicina alla Terra (perigeo). Il più grande diametro apparente possibile della Luna è lo stesso 12% più grande (come distanze perigeo contro apogeo) rispetto al più piccolo; l’area apparente è il 25% in più e così è la quantità di luce che riflette verso la Terra.
La varianza nella distanza orbitale della Luna corrisponde ai cambiamenti nelle sue velocità tangenziali e angolari, come affermato nella seconda legge di Keplero., Il movimento angolare medio rispetto ad un osservatore immaginario al baricentro Terra-Luna è di 13,176° al giorno ad est (epoca J2000.0).
ElongationEdit
L’allungamento della Luna è la sua distanza angolare ad est del Sole in qualsiasi momento. A new moon, è zero e la Luna si dice che sia in congiunzione. Alla luna piena, l’allungamento è di 180° e si dice che sia in opposizione., In entrambi i casi, la Luna è in syzygy, cioè il Sole, la Luna e la Terra sono quasi allineati. Quando l’allungamento è di 90° o 270°, si dice che la Luna sia in quadratura.
PrecessionEdit
Precessione apsidale—L’asse maggiore dell’orbita ellittica della Luna ruota di una rivoluzione completa una volta ogni 8,85 anni nella stessa direzione della rotazione della Luna stessa., Questa immagine guarda verso l’alto raffigurante il polo sud geografico della terra e la forma ellittica dell’orbita della Luna (enormemente esagerata dalla sua forma quasi circolare per rendere evidente la precessione) sta ruotando da orbite bianche a più grigie.
Inclinazione orbitale: l’orbita della Luna è inclinata di 5,14° rispetto all’eclittica.,
la Luna · la Terra
Top: Polar vista; in Basso: Equatoriale vista
Terra orbita lunare perturbazioni
L’orientamento dell’orbita non è fissa nello spazio, ma ruota nel tempo. Questa precessione orbitale è anche chiamata precessione apsidale ed è la rotazione dell’orbita della Luna all’interno del piano orbitale, cioè gli assi dell’ellisse cambiano direzione., L’asse maggiore della Luna – il diametro più lungo dell’orbita, che unisce i suoi punti più vicini e più lontani, il perigeo e l’apogeo, rispettivamente – compie una rivoluzione completa ogni 8,85 anni terrestri, o 3.232, 6054 giorni, poiché ruota lentamente nella stessa direzione della Luna stessa (movimento diretto) – il che significa che precede verso est di 360°. La precessione absidale della Luna è distinta dalla precessione nodale del suo piano orbitale e dalla precessione assiale della luna stessa.
inclinazionemodifica
L’inclinazione media dell’orbita lunare rispetto al piano dell’eclittica è di 5,145°., Considerazioni teoriche mostrano che l’attuale inclinazione rispetto al piano eclittico è nata dall’evoluzione delle maree da una precedente orbita vicino alla Terra con un’inclinazione abbastanza costante rispetto all’equatore terrestre. Richiederebbe un’inclinazione di questa orbita precedente di circa 10° rispetto all’equatore per produrre un’inclinazione attuale di 5° rispetto all’eclittica. Si pensa che in origine l’inclinazione all’equatore fosse vicina allo zero, ma potrebbe essere stata aumentata a 10° attraverso l’influenza dei planetesimi che passavano vicino alla Luna mentre cadevano sulla Terra., Se ciò non fosse accaduto, la Luna ora si troverebbe molto più vicina all’eclittica e le eclissi sarebbero molto più frequenti.
L’asse di rotazione della Luna non è perpendicolare al suo piano orbitale, quindi l’equatore lunare non si trova nel piano della sua orbita, ma è inclinato ad esso di un valore costante di 6,688° (questa è l’obliquità). Come fu scoperto da Jacques Cassini nel 1722, l’asse di rotazione della Luna precede con la stessa velocità del suo piano orbitale, ma è 180° fuori fase (vedi Leggi di Cassini). Pertanto, l’angolo tra l’eclittica e l’equatore lunare è sempre 1.,543°, anche se l’asse di rotazione della Luna non è fisso rispetto alle stelle.
NodesEdit
I nodi sono punti in cui l’orbita della Luna attraversa l’eclittica. La Luna attraversa lo stesso nodo ogni 27,2122 giorni, un intervallo chiamato mese draconico o mese draconitico. La linea di nodi, l’intersezione tra i due rispettivi piani, ha un moto retrogrado: per un osservatore sulla Terra, ruota verso ovest lungo l’eclittica con un periodo di 18,6 anni o 19,3549° all’anno., Se visti dal nord celeste, i nodi si muovono in senso orario attorno alla Terra, di fronte alla rotazione della Terra e alla sua rivoluzione attorno al Sole. Le eclissi lunari e solari possono verificarsi quando i nodi si allineano con il Sole, all’incirca ogni 173,3 giorni. L’inclinazione dell’orbita lunare determina anche le eclissi; le ombre si incrociano quando i nodi coincidono con la luna piena e la luna nuova quando il Sole, la Terra e la Luna si allineano in tre dimensioni.
In effetti, ciò significa che l ‘ “anno tropicale” sulla Luna dura solo 347 giorni. Questo è chiamato l’anno draconico o l’anno dell’eclissi. Le “stagioni” sulla Luna si inseriscono in questo periodo., Per circa la metà di questo anno draconico, il Sole è a nord dell’equatore lunare (ma al massimo 1.543°), e per l’altra metà, è a sud dell’equatore lunare. Ovviamente, l’effetto di queste stagioni è minore rispetto alla differenza tra la notte lunare e il giorno lunare. Ai poli lunari, invece dei soliti giorni lunari e notti di circa 15 giorni terrestri, il Sole sarà ” su “per 173 giorni in quanto sarà” giù”; l’alba polare e il tramonto richiedono 18 giorni ogni anno. “Su” qui significa che il centro del Sole è sopra l’orizzonte., Albe e tramonti polari lunari si verificano intorno al tempo delle eclissi (solari o lunari). Ad esempio, all’eclissi solare del 9 marzo 2016, la Luna era vicino al suo nodo discendente e il Sole era vicino al punto nel cielo in cui l’equatore della Luna attraversa l’eclittica. Quando il Sole raggiunge quel punto, il centro del Sole tramonta al polo nord lunare e sorge al polo sud lunare.
Inclinazione all’equatore e standstill lunar
Ogni 18.,6 anni, l’angolo tra l’orbita della Luna e l’equatore terrestre raggiunge un massimo di 28°36′, la somma dell’inclinazione equatoriale della Terra (23°27′) e dell’inclinazione orbitale della Luna (5°09′) rispetto all’eclittica. Questo è chiamato arresto lunare maggiore. In questo periodo, la declinazione della Luna varierà da -28°36 ‘a + 28°36′. Al contrario, 9,3 anni dopo, l’angolo tra l’orbita della Luna e l’equatore terrestre raggiunge il suo minimo di 18°20’. Questo è chiamato un arresto lunare minore. L’ultimo arresto lunare è stato un arresto minore nell’ottobre 2015., A quel tempo il nodo discendente era allineato con l’equinozio (il punto nel cielo con ascensione retta zero e declinazione zero). I nodi si muovono verso ovest di circa 19° all’anno. Il Sole attraversa un dato nodo circa 20 giorni prima ogni anno.
Quando l’inclinazione dell’orbita della Luna all’equatore terrestre è al suo minimo di 18°20′ , il centro del disco lunare sarà sopra l’orizzonte ogni giorno da latitudini inferiori a 71°40′ (90° − 18°20′) nord o sud., Quando l’inclinazione è al massimo di 28°36′ , il centro del disco lunare sarà sopra l’orizzonte ogni giorno solo da latitudini inferiori a 61°24′ (90° − 28°36′) nord o sud.
A latitudini più elevate, ci sarà un periodo di almeno un giorno ogni mese in cui la Luna non sorge, ma ci sarà anche un periodo di almeno un giorno ogni mese in cui la Luna non tramonta. Questo è simile al comportamento stagionale del Sole, ma con un periodo di 27,2 giorni invece di 365 giorni., Si noti che un punto sulla Luna può effettivamente essere visibile quando si trova a circa 34 minuti d’arco sotto l’orizzonte, a causa della rifrazione atmosferica.
A causa dell’inclinazione dell’orbita della Luna rispetto all’equatore terrestre, la Luna è sopra l’orizzonte al Polo Nord e Sud per quasi due settimane ogni mese, anche se il Sole è sotto l’orizzonte per sei mesi alla volta. Il periodo dal sorgere della luna al sorgere della luna ai poli è un mese tropicale, circa 27,3 giorni, abbastanza vicino al periodo siderale., Quando il Sole è il più lontano sotto l’orizzonte (solstizio d’inverno), la Luna sarà piena quando è nel suo punto più alto. Quando la Luna è in Gemelli sarà sopra l’orizzonte al Polo Nord, e quando è in Sagittario sarà al Polo Sud.
La luce della Luna è usata dallo zooplancton nell’Artico quando il Sole è sotto l’orizzonte per mesi e deve essere stata utile agli animali che vivevano nelle regioni artiche e antartiche quando il clima era più caldo.,
Scala modelEdit
-
Scala modello del sistema Terra–Luna: Dimensioni e distanze sono in scala. Rappresenta la distanza media dell’orbita e i raggi medi di entrambi i corpi.