Владимир Сурдин - Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

Полный цикл смены лунных фаз называют синодическим месяцем; его продолжительность (29,53 сут.) немного больше периода обращения Луны вокруг Земли (сидерический месяц, 27,32 сут.), поскольку сама система Земля-Луна обращается вокруг Солнца. Период вращения Луны вокруг оси равен периоду ее обращения вокруг Земли, поэтому Луна всегда повернута к Земле одной стороной. Но земной наблюдатель в течение месяца может увидеть почти 60% площади лунного шара из-за явления либрации — кажущегося покачивания Луны, вызванного ее движением по эллиптической орбите, а также суточным движением самого наблюдателя.

В течение года высота Луны над горизонтом в наших средних широтах заметно меняется: зимой она поднимается значительно выше, чем летом. Вызвано это тем, что Луна перемещается вблизи эклиптики, наклоненной к небесному экватору на 23,4°. Поэтому в фазе полнолуния, когда положения на небе Луны и Солнца противоположны, Луна видна на 23,4° выше экватора зимой и на столько же ниже него — летом.

При наблюдении с Земли угловой диаметр Луны составляет около 30', что в 20 раз превышает разрешающую способность человеческого глаза. Поэтому даже без помощи оптических приборов легко можно заметить темные и светлые образования на лунном диске. Темные пятна издавна называют морями, хотя, как выяснилось, в них нет ни капли воды. Светлые области лунной поверхности называют материками. Любопытно, что измерения высот на Луне показали, что моря действительно лежат заметно ниже материков, хотя эти названия возникли задолго до рождения лунной топографии. Различие между материками и морями наблюдается также в составе пород: материковые породы лучше отражают солнечный свет, чем морские, поэтому лунные моря выглядят темнее.

Изумительное зрелище представляет лунный пейзаж для наблюдателя, имеющего даже небольшой телескоп. На третий день после новолуния можно заметить часть Моря Кризисов и несколько крупных кратеров Лангрен, Венделин и Петавий. На четвертый день Море Кризисов становится более рельефным, а к югу от него выступает Море Изобилия. На пятый день очень интересно наблюдать как бы сросшиеся вместе кратеры Кирилл, Теофил и Катарина. Кольцевой вал Теофила врезался в соседний Кирилл и частично разрушил его. Очевидно, Теофил образовался позже Кирилла. Возраст лунных кратеров оценивают, изучая степень их сохранности и подсчитывая количество небольших кратеров внутри более крупных. Легко заметить, что на материках кратеров намного больше, чем на поверхности морей. Следовательно, моря образовались позже материков.

На шестой день после новолуния во всем своем величии появляется Море Ясности. Если в это время провести несколько часов у телескопа, то можно заметить, как Солнце начинает освещать вершины гор, лежащих в тени за линией терминатора. Сначала они кажутся светлыми точками, оторванными от освещенной части Луны. Наблюдая, замечаешь, как увеличивается освещенная часть горы по мере того, как солнечные лучи опускаются к ее подножью. На седьмой день, когда Луна в фазе первой четверти, терминатор проходит через Море Паров; в это время трудно не обратить внимание на прекрасное трио кратеров — Птолемей, Альфонс и Арзахель. На восьмой день можно изучать систему светлых лучей кратера Тихо и центральную горку этого кратера. Ученые до сих пор ведут споры о природе системы светлых лучей, но ясно, что кратеры с лучами — наиболее молодые среди лунных кратеров. На девятый день появляется Коперник, один из интереснейших лунных цирков, лежащий южнее выступающего из темноты Моря Дождей. На следующую ночь у терминатора появляется молодой кратер Кеплер и кратер Гассенди с центральной горкой. В последующие ночи наблюдения менее интересны, так как солнечные лучи падают отвесно, тени почти исчезают, контраст лунных деталей падает, а яркость лунной поверхности настолько возрастает, что изображение слепит глаза.

Фаза полнолуния представляет интерес совсем иного рода: в этот момент может наступить полное лунное затмение, если Луна на своем пути войдет в тень Земли. Это одно из впечатляющих астрономических явлений, конкурировать с которым могут только полные солнечные затмения, яркие кометы и огнедышащие болиды. Античные и средневековые астрономы по форме земной тени на лунном диске доказывали шарообразность Земли и даже определяли соотношение размеров Земли и Луны.