I moti e le fasi lunari
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I
principali moti che caratterizzano l'andamento della Luna attorno alla Terra sono la
rivoluzione, la rotazione e la librazione, più altri moti che conferiscono appunto al
movimento della Luna l'aggettivo di lunatico.
--- La
Luna compie un moto di rivoluzione intorno alla Terra su un'orbita
leggermente ellittica della quale la Terra occupa uno dei fuochi, seguendo le tre leggi di Keplero. La distanza minima dalla Terra (PERIGEO)
è di 356.400 Km, mentre la distanza massima (APOGEO) è di 406.700 Km. Il moto di
rivoluzione avviene da ovest ad est (verso diretto), come quello della Terra intorno al
Sole. Il relativo periodo è di circa 27 giorni 7 h 43 m ed è chiamato mese sidereo:
quindi questo è il tempo che la Luna impiega per ritornare nella posizione inziale
sull'orbita, rispetto alle stelle.
Il piano dell'orbita lunare forma in
media un angolo di circa 5° con il piano dell'eclittica cioè con il piano dell'orbita
terrestre; di conseguenza l'orbita della Luna e quella della Terra si intersecano in due
punti, detti nodi lunari; la linea che li congiunge è detta
linea dei nodi. (vedi figura in alto)
--- Oltre che dal moto di rivoluzione, la Luna è animata
da un moto di rotazione. L'inclinazione dell'asse di rotazione è di 6° e
41' rispetto alla perpendicolare al piano orbitale. Poichè il moto di rivoluzine coincide
con quello di rotazione, che quindi sono sincroni, la Luna ci mostra sempre la stessa
faccia, facendo un giro su se stessa esattamente nel tempo in cui compie un giro attorno
alla Terra. Dalla terra noi comunque vediamo un po' più del 50% della superficie lunare.
Ne vediamo infatti il 59% e ciò in conseguenza di certi movimenti apparenti della Luna,
detti di librazione .
--- Il moto di librazione è un effetto
prospettico dovuto al fatto che l'asse di rotazione della Luna non è perpendicolare al
suo piano orbitale, e che l'orbita non è esattamente circolare, ma ellittica.
Il primo effetto produce la librazione in
latitudine: nel corso di un mese sidereo la Luna sembra inclinarsi verso la
Terra in su e in giù, mostrando alternativamente ora un po' più delle regioni prossime
al Polo Sud, ora, dopo mezza rivoluzione, un po' più delle regioni prossime al Polo Nord.
Il secondo effetto produce la librazione in
longitudine ed è dovuto al fatto che la Luna per la seconda
legge di Keplero, si muove più velocemente al perigeo che all'apogeo, mentre la sua
rotazione rimane costante. Questo fa sì che si osservi un'apparente oscillazione del
globo lunare; per metà del suo periododi rivoluzione noi vediamo 7-8 gradi in più del
lembo occidentale e, durante l'altra metà, altrettanto in più del lembo
orientale.
--- Il moto orbitale della Luna presenta diverse irregolarità prodotte dalle perturbazioni esercitate dal Sole e dai pianeti, compresa la Terra: le principali sono il moto di retrogradazione dei nodi, cioè dei punti di intersezione tra l'orbita della Luna e il piano dell'eclittica, che ha un periodo di 18,6 anni; il moto diretto degli apsidi, che ha un periodo di 8,85 anni; e il moto di evezione lunare. Importante è anche il fenomeno dell'accelerazione secolare che consiste in un anticipo con cui la Luna occupa determinate posizioni della sua orbita rispetto all'istante previsto dal calcolo; la causa è dovuta in parte a perturbazioni planetarie e in parte ad un rallentamento nella velocità di rotazione della Terra.
Le fasi lunari sono
dovute al fatto che l'emisfero rivolto verso di noi è diversamente illuminato dai raggi
solari a seconda della posizione che la Luna assume rispetto al Sole, nel suo moto intorno
alla Terra. Praticamente è dalla mutua posizione dei tre corpi, Sole, Luna, Terra, che
trae origine il ciclo delle fasi lunari(vedi figura qui sotto).
Quando la Luna è
dalla stessa parte del Sole rispetto alla Terra, cioè in congiunzione, essa è invisibile
perchè rivolge verso la Terra l'emisfero non illuminato. E' la Luna nuova o
novilunio. La Luna in questa fase nasce e tramonta press'a poco alla stessa ora del Sole.
Nei giorni successivi alla Luna nuova, le posizioni cambiano e la Luna, sempre apparentemente vicina al Sole ma più a est, mostra una parte via via crescente dell'emisfero illluminato (Luna crescente); essa tramonta dopo il sole, sempre più tardi. Si giunge così alla fase del primo quarto, quando la metà esatta dell'emisfero illuminato dal Sole è visibile dalla Terra. In questo momento le direzioni Luna-Sole e Terra-Luna formano un angolo di 90° e la Luna si dice in quadratura; la Luna tramonta circa sei ore dopo il Sole e splende in cielo nela prima metà della notte.
Col passar dei giorni, mentre la Luna continua a spostarsi angolarmente dal Sole tramontando sempre più tardi, la parte illuminata a noi visibile diventa sempre più grande, finchè la Luna viene a trovarsi dalla parte opposta al Sole rispetto alla Terra,in opposizione. E' Luna piena o plenilunio. La Luna nasce quando il Sole tramonta ed è visibile per tutta la notte.
Proseguendo il moto, la Luna sorge
sempre più tardi e la parte illuminata rivolta a noi diminuisce (Luna calante) fino a
diventare la metà esatta dell'emisfero illuminato dal Sole: siamo all'ultimo quarto.
In questa fase la Luna, di nuovo in quadratura, nasce verso la mezzanotte e culmina verso
la sei del mattino. Poi la falce illuminata si fa via via più sottile fino alla
congiunzione e alla fase di Luna nuova, chiudendo il
ciclo.