- La Luna è l’unico satellite naturale della
Terra e l’unico che sia stato visitato
dall’uomo (20/07/1969; l’ultima volta nel
luglio 1972).
- Sono stati prelevati campioni e rilevati dati
sulla sua struttura; inoltre la Luna è l’unico
corpo del Sistema Solare di cui sia possibile
osservare direttamente la superficie, mappata
dalla sonda Clementine nel 1994.
- La Luna è uno dei più grandi satelliti del
Sistema Solare, considerando i rapporti
di massa pianeta-satellite.
- La Terra e la Luna si muovono come un
sistema unico, legate da reciproca attrazione
gravitazionale; vengono infatti considerate
come un sistema doppio planetario ruotante
intorno a un baricentro comune.
- La Luna è un corpo solido pressoché sferico;
il raggio è circa ¼ quello terrestre, la densità
inferiore, e la forza di gravità è 1/6 quella
terrestre.
- Presenta un moto di rotazione intorno al
proprio asse e un moto di rivoluzione intorno
alla Terra, entrambi della stessa durata (27 d 7
h 43 m 11 s): la Luna rivolge sempre la stessa
faccia alla Terra.
- La distanza media fra Terra e Luna è di
384.000 km, anche se il satellite si allontana
2,5 cm circa all’anno, a causa dell’attrito
delle maree e dell’azione frenante della Luna.
- La Luna non ha atmosfera, e questo provoca
l’accentuazione dell’escursione termica diurna
e l’assenza di acqua, se non allo stato solido
sotto la superficie.
- Per questo i fenomeni erosivi sono quasi
inesistenti (se non i crateri meteoritici), e
non si osserva ne attività vulcanica ne
alcuna traccia di vita.
- Sono state formulate varie ipotesi sull’origine della
Luna:
-Ipotesi della fissione. La luna si sarebbe
originata da materiale terrestre mentre il pianeta
era allo stato fuso; l’attrazione gravitazionale del
Sole avrebbe causato l’espulsione di parte del
materiale, che sarebbe diventato la Luna. Questa
ipotesi non è ritenuta plausibile: il periodo di
rotazione sarebbe dovuto essere di 2,5 ore, e non
4 ore, come calcolato per quel periodo. Per
ovviare, si è pensato a uno sprofondamento del
nucleo terrestre, che avrebbe provocato
un’accelerazione.
- Ipotesi della cattura. La Luna era un corpo
autonomo, originatosi lontano dal Sistema
Solare, e catturato dall’attrazione
gravitazionale della Terra. Tuttavia è difficile
spiegare un repentino abbassamento di
velocità della Luna; alcuni studiosi parlano di
maree dall’azione frenante, che avrebbero
stabilizzato la sua orbita. Inoltre gli strati
superficiali, disintegrandosi, sarebbero ricaduti
sulla Luna come meteoriti. Ma risulta difficile
che un corpo così simile alla Terra provenisse
da regioni così lontane.
- Sono state formulate varie ipotesi sull’origine della
Luna:
- Ipotesi dell’accrezione. La Luna si sarebbe
formata per aggregazione di particelle, polveri
e frammenti di corpi celesti in orbita attorno
alla Terra. Nonostante sia soddisfacente come
ipotesi, non si spiega come i materiali che
hanno dato origine alla Luna siano diversi da
quelli terrestri, e non si sa a quale distanza
fossero collocati in precedenza.
- Ipotesi dell’impatto. La Luna si sarebbe
generata in seguito all’impatto catastrofico di
un gigantesco corpo (forse un planetesimale)
con la Terra; l’urto avrebbe provocato la
disintegrazione di parte del corpo e la
dispersione di alcuni frammenti che, a causa
del calore liberato, si sarebbero fusi col
mantello terrestre, mentre quelli scagliati
nello spazio avrebbero portato alla
formazione della Luna per accrezione. Questa
è l’ipotesi che trova più sèguito, anche se non
esistono prove definitive a favore.
Le strutture più caratteristiche del suolo lunare
sono:
-I mari lunari, vaste aree pianeggianti ricoperte
da regolite, una miscela di polveri e detriti, di
origine basaltica. Questi sono il risultato di
miliardi di anni di lenta erosione, oltre che
testimonianze dei numerosi meteoriti che vi si
sono schiantati. I mari occupano il 20% del suolo
lunare.
-Gli altopiani sono aree elevate di colore chiaro,
spesso caratterizzati da profondi solchi, scavati
probabilmente dall’azione di lava dovuta ad una
passata attività endogena. Occupano circa l’80%
del suolo lunare.
-I crateri, tra i quali vi sono alcuni con diametro
inferiore al metro e altri, detti circhi, che superano
centinaia di chilometri di diametro. Alcuni crateri
sono dovuti ad una passata attività vulcanica
lunare, altri semplicemente a impatti di meteoriti
al suolo.
- Geologicamente, la Luna è più quieta
della Terra, e gli unici movimenti della
crosta sono da mettere in relazione con
l’attrazione terrestre.
- Con lo studio dei sismografi, si è
scoperto che la Luna ha una struttura a
gusci concentrici: la crosta, il mantello
e il nucleo.
- La crosta è rigida, spessa 60 km, e,
insieme al mantello superiore, forma la
litosfera lunare, profonda 1000 km; il
mantello inferiore (astenosfera) è
debolmente viscoso e si estende fino al
nucleo, abbastanza piccolo e ricco di ferro.
- La materia nella litosfera lunare non è
distribuita omogeneamente: sono stati
rilevati valori anomali, probabilmente
dovuti ai mascons (mass concentrations),
concentrazioni di materiale più denso, o a
masse di magma denso solidificato in
profondità.
- I moti lunari che illustreremo vanno a
costituire un unico movimento
complesso.
- Moto di rotazione. La Luna ruota
intorno al proprio asse da ovest a est in
senso antiorario.
Il periodo è di 27 d 7 h 43 min 11 s.
- Moto di rivoluzione. La Luna ruota
intorno alla Terra in senso antiorario, su
un’orbita ellittica dove la Terra è uno dei
2 fuochi; per questo la distanza TerraLuna varia tra un massimo (apogeo) e un
minimo (perigeo); infatti la Luna non si
muove intorno alla Terra a velocità
costante. La Luna, rispetto a Terra e Sole,
può trovarsi in opposizione (in direzione
opposta ai raggi solari), congiunzione
(tra il Sole e la Terra) o quadratura
(quando l’angolo tra la direzione TerraLuna e quella Terra-Sole è di 90°).
- Il piano dell’orbita lunare è inclinato
rispetto al piano dell’eclittica di 5°9’ ; i 2
piano si intersecano sulla linea dei nodi.
L’asse lunare forma con l’orbita lunare
un angolo di 83°19’.
- L’intervallo di tempo che impiega la
Luna a compiere una rivoluzione è detto
mese; è necessario distinguere il mese
sidereo col mese sinodico.
- Il mese sidereo è l’intervallo tra 2
successivi allineamenti della Luna e di
una stella su un meridiano, e dura 27 d 7
h 43 min 11 s.
- Il mese sinodico è l’intervallo tra 2 uguali
allineamenti Luna-Sole e dura 29 d 12 h 44
min 3 s. Questa differenza è data dal fatto
che, mentre la Luna compie la rivoluzione,
la Luna si spostata intorno al Sole; quindi è
necessario che la Luna compia un ulteriore
arco di 27° (corrispondente a circa 2 giorni).
- Moto di traslazione. La Luna si
muove, insieme alla Terra, intorno al
Sole. L’orbita che essa compie ha un
andamento sinuoso; la curva risultante è
un’epicicloide e corrisponde a un’ellisse
deformata. In 1 anno l’epicicloide taglia
l’orbita terrestre 24 o 25 volte ed è
sempre concava nella direzione del Sole.
- Moti secondari. La Luna è coinvolta
in altri movimenti, tra i quali il moto di
regressione della linea dei nodi, con un
periodo di 18,6 anni; è un moto simile
alla precessione degli equinozi. Inoltre
la Luna partecipa a tutti i movimenti in
cui è coinvolto il Sistema Solare: moto
all’interno della Galassia ed espansione
dell’Universo.
-Durante il suo moto di rivoluzione la Luna subisce delle
oscillazioni sul piano orizzontale e verticale, le librazioni, e
di conseguenza il 41% della sua superficie è sempre visibile,
il 41% e sempre nascosta e il 18% oscilla da posizioni in cui
è visibile e posizioni in cui è nascosta.
-Oltre a librazioni fisiche, dovute all’attrazione terrestre, vi
sono librazioni apparenti, dovute alle diverse prospettive
dalle quali si osserva il nostro satellite
-Librazioni apparenti in longitudine sono dovute a lievi
ascincronismi tra il moto lunare di rotazione e quello di
rivoluzione. Mentre la velocità del moto di rotazione è
costante, il moto di rivoluzione è più veloce in perigeo e più
lento in apogeo, quindi si vedrà la Luna come una persona
che fa “no” con la testa.
-Le librazioni apparenti in latitudine sono dovute al fatto che
l’asse di rotazione lunare non è perfettamente perpendicolare
al piano orbitale e il circolo di illuminazione si sposta,
scoprendo regioni a nord o a sud. La Luna si vedrà dunque
come una persona che fa “si” con la testa.
-Vi sono poi librazioni parallattiche, dovute alla
variazione del luogo fisico di osservazione.
-Le variazioni di porzione di Luna visibile dalla
Terra sono dette fasi lunari, e si completano in un
mese circa.
-Vi sono 4 momenti principali delle fasi lunari:
-Il novilunio, ossia quando la Luna offre alla
Terra la parte non illuminata dal Sole; in questa
fase è debolmente visibile come un disco scuro su
fondo nero.
-Il plenilunio, quando la Luna offre alla Terra per
intero la sua faccia illuminata; in questa fase
appare come un disco pieno.
-Quando, tra un novilunio e un plenilunio la Luna
arriva in quadratura, si ha il primo quarto,
durante il quale il satellite appare come un disco
illuminato a metà.
Quando, tra un plenilunio e un novilunio la Luna
arriva in quadratura, si ha l’ultimo quarto,
durante i quale il satellite appare come un disco
illuminato a metà.
-A causa del suo moto di rivoluzione, il movimento
della Luna sulla sfera celeste non è sincronizzato con
quello degli altri astri, ma ogni giorno culmina e
tramonta circa 50 min in ritardo.
-La Luna quindi resta sempre indietro rispetto alle stelle,
e il suo moto retrogrado si completa in un mese sidereo.
-E’ a causa di questo ritardo che si va accumulando
che vi sono le fasi lunari
-L’altezza della Luna dipende dalla latitudine
dell’osservatore: la Luna può essere allo zenit per un
osservatore che si trovi nella fascia di latitudine
compresa tra 28°36’N e 28°36’S.
-Data la periodicità delle fasi lunari, si può stilare
un calendario lunare, dove un anno comprende
12 mesi sinodici.
-Tale periodicità è detta ciclo aureo, ed è stata scoperta
da Metone ne V sec. a.C. Il numero di giorni che passano
dall’ultimo novilunio di dicembre alla fine dell’anno è
detto epatta.
-La parola eclisse indica l’oscuramento di un corpo celeste da
parte di un altro che gli transita davanti; quando la Terra si
interpone fra Luna e Sole si parla di eclissi di Luna, mentre
quando è la Luna a interporsi tra Sole e Terra si parla di eclissi
di Sole.
-Un eclisse può essere totale o parziale, ed è causata dalla
proiezioni del cono d’ombra del corpo interposto su quello che
riceve luce.
-Perché vi sia un’eclisse i due corpi devono essere allineati, e
sullo stesso piano.
-Le eclissi di Luna si verificano quando il satellite si trova in
plenilunio in prossimità di un nodo. Le eclissi lunari possono
durare anche 100 min.
-Le eclissi di Sole avvengono quando la Luna si trova in
novilunio in prossimità di un nodo. Nonostante il Sole sia
enormemente più grande della Luna, essa si trova molto più
vicina alla Terra e può quindi coprire il disco solare per intero,
se tale condizione non si verifica, si ha un’eclisse anulare.
-In un anno vi sono dalle 2 alle 7 eclissi. In genere sono in
numero maggiore quelle solari, perché è più facile che la Luna
si interponga tra Sole e Terra, che si possano allineare SoleTerra-Luna.