La Luna

Luna
La Luna
(Galileo Image, Nasa)

La Luna e’ l’unico satellite naturale della Terra e il corpo celeste piu’ vicino. Venne chiamato Luna dai romani, Selene dai greci e con innumerevoli altri nomi nelle mitologie di altri popoli.

E’ noto sin dai tempi preistorici in quanto risulta il secondo oggetto (dopo il Sole) per luminosita’ visibile in cielo.

Ha un diametro di 3476 km, pari a poco piu’ di un quarto di quello terreste che e di circa 12700 km, la sua massa e’ 81.3 volte inferiore a quella terrestre e la gravita’ (1.63 m/sec2) sei volte piu’ piccola.

Data la sua massa ridotta (in rapporto alla massa della Terra), la velocita’ di fuga della Luna e’ di 2,4 m/s: tale velocita’, piuttosto bassa, ha fatto si che i gas piu’ leggeri siano riusciti a sfuggire alla forza di gravita’ lunare, lasciando il nostro satellite completamente privo di atmosfera.

La mancanza di atmosfera, oltre a impedire (assieme alla mancanza d’acqua) il possibile sviluppo di forme di vita, ha altri importanti risvolti:

1) mancando l’atmosfera, e’ venuto meno lo scudo protettivo capace di frenare la caduta di meteoriti e asteroidi, con la conseguenza che il suolo lunare e’ fortemente segnato dall’impatto con piccoli e grandi corpi vagabondi cha hanno scavato un’ enorme quantita’ di crateri;

2) la mancanza di atmosfera fa si che il cielo lunare appaia sempre nero ed e’ causa di forti escursioni termiche fra le zone in ombra e le zone illuminate: la temperatura sulla Luna varia da 95°C (con un massimo di 120°C), per la parte illuminata, a un minimo di -170°C all’equatore e -203° ai poli, nelle zone in ombra.

Come sin da piccoli ci e’ stato fatto notare, da un’osservazione diretta della Luna, questa assomiglia o ci ricorda un volto umano con tanto di naso occhi e bocca: questo incantesimo e’ realizzato dalla proprieta’ che hanno alcune regioni della Luna di riflettere poca luce e quindi di creare chiaroscuri molto particolari. Queste zone scure e lisce sono chiamate mari, nome attribuitogli in antichita’ dai primi osservatori che pensavano fossero immense distese di acqua; oggi sappiamo che sono state formate da effusioni di roccia (magma) fusa e poi solidificata a causa di enormi meteoriti penetrati nella crosta Lunare.

Altre formazioni molto importanti, scoperte per prime da Galileo nel 1600, sono i crateri e le catene montuose, generati anch’essi da meteoriti di dimensioni piu” piccole; i crateri vanno da pochi centimetri a centinaia di chilometri di diametro e come le catene montuose possono raggiungere i 7000 metri di dislivello.

La Luna impiega 27 giorni 7 ore 43 minuti e 11,5 secondi per compiere un giro (rivoluzione) intorno al nostro pianeta (a una distanza media di 384400 km) alla velocita’ di 1020 m/s ovvero 3672 km/orari, percorrendo un orbita ellittica inclinata di 5° 8′ su quella Terrestre; le due orbite si intersecano in due punti detti nodi, che si spostano nello spazio ruotando completamente in 18 anni. Questo periodo di tempo viene detto Saros e assume molta importanza per prevedere le eclissi, infatti ogni 18 anni la Luna il Sole e la Terra si ritrovano nella stessa posizione che permette con alcune approssimazioni di prevedere le eclissi.

In un Saros ci sono periodicamente 41 eclissi di sole e 21 di luna, naturalmente solo una decina delle eclissi di sole sono totali. E’ importante notare che se il piano orbitale della Luna non fosse inclinato si avrebbe un’eclisse di sole in concomitanza della Luna nuova e un’eclisse di Luna in concomitanza della Luna piena; circa due eclissi al mese!

Tutte queste caratteristiche, dalle quali deriva una bassa velocita’ di fuga (2.4 km/sec contro gli 11 km/s della Terra), fanno della Luna il corpo celeste ideale per l’osservazione sia dallo spazio sia sulla superficie: l’allunaggio, per via della gravita’ inferiore, e’ piu’ semplice e la ripartenza richiede meno energia che sulla Terra.

Per la prima volta sulla Luna atterro’ il veicolo spaziale sovietico Luna 2 nel 1959.

E’ l’unico corpo celeste su cui sia sceso l’uomo per la prima volta il 20 luglio 1969 lasciando la sua impronta nello spazio interplanetario.

La Luna orbita attorno alla Terra ad una distanza media di 384401 chilometri.

La Luna compie una rotazione completa su se stessa ogni 27,3216 giorni, lo stesso tempo che impiega ad effettuare una rivoluzione (ossia un giro completo) intorno alla Terra: per questo motivo questa rotazione viene detta rotazione sincrona.
Questa caratteristica ci consente pero’ di poter vedere solo il 50% della Luna (anche se le piccole oscillazioni della luna, dette librazioni, permettono di osservare effettivamente il 59% della superfice lunare), e sempre e solo lo stesso lato, mentre il lato opposto sara’ sempre nascosto alla nostra vista.

La Luna, essendo un pianeta come lo e’ la Terra, non brilla di luce propria, e riflette la luce del sole, e, come la Terra, meta’ della Luna e’ esposta alla luce diurna e meta’ e’ avvolta nelle tenebre (la notte). Talvolta, come si vedra’ piu’ avanti, e’ possibile vederene l’intero lato illuminato dal sole (questo fenomeno e’ noto come Luna piena), altre volte l’intero lato non illuminato, nascondedo la luna dalla nostra vista (questo fenomeno e’ noto come Luna nuova), e, per molto piu’ volte spicchi illuminati detti quarti: tutto questo viene chiamato fasi lunari.

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Tra le varie teorie nate per spiegare la formazione del nostro satellite naturale, la piu’ accreditata suggerisce che la Luna abbia avuto origine in seguito ad un violento impatto tra la Terra ed un corpo celeste delle dimensioni simili a quelle di Marte, scontro che sarebbe avvenuto all’incirca 4 miliardi di anni fa nell’Oceano Pacifico.

La conseguenza di questo impatto fu la formazione attorno alla Terra di un anello di detriti di composizione mista, in altre parole in parte formato da materiale terrestre ed in parte da materiale extraterrestre. L’addensamento di questo anello avrebbe permesso, nel giro di qualche centinaia di milioni di anni, la formazione della Luna.

E sempre milioni di anni fa, quando si e’ formata la luna, questa era molto piu’ vicina alla Terra e, di conseguenza, la sua immagine nel cielo era molto piu’ grande. Inoltre ruotava su se’ stessa ad una velocita’ nettamente superiore, che, nel tempo, e’ gradualmente diminuita.

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Dati tecnici

La Luna si muove su un’orbita ellittica intorno alla Terra: l’intersezione tra il piano dell’orbita della Luna e quella della Terra e’ detta linea dei nodi. Questa linea si muove in senso orario (retrogrado) con un periodo di 18,6 anni. L’intervallo di tempo tra due passaggi della Luna allo stesso nodo si chiama mese draconitico, di durata 27,21 giorni.

Fissato un punto sull’orbita, la Luna impiega 27,32 giorni, cioe’ un mese siderale, per percorrere un’orbita completa e ritornarvi. Nello stesso periodo compie anche una rotazione completa attorno al suo asse o, come si dice abitualmente, la Luna ha il periodo di rotazione uguale al mese siderale. Questa affermazione, una delle leggi che Gian Domenico Cassini defini’ alla fine del XVII secolo, ha come conseguenza che la Luna rivolge alla Terra sempre lo stesso emisfero.
In realta’, a causa di piccoli movimenti, si ha la possibilita’ di vedere altre regioni della Luna, al di la’ dell’emisfero normalmente visibile: questi movimenti si chiamano librazioni e permettono di vedere complessivamente poco meno del 60% della superficie lunare. Sono sia oscillazioni reali della Luna, dovute alla non omogeneita’ delle masse terrestri, che fattori puramente geometrici legati all’inclinazione dell’asse di rotazione lunare e all’ellitticita’ dell’orbita. Inoltre, data la vicinanza, osservare la Luna da un certo luogo terrestre o da un luogo diametralmente opposto permette di vedere regioni diverse della superficie lunare.

Riepilogo

mese sinodico:
ciclo delle fasi lunari o lunazione,
periodo tra un novilunio e il successivo.
durata: 29,5305 giorni.

mese siderale:
tempo impiegato dalla luna per ritornare in un puno qualsiasi della sua orbita.
durata : 27,3216 giorni

mese draconitico:
l’intervallo di tempo impiegato per passare due volte allo stesso nodo (la linea dei nodi si sposta e’ quindi inferiore al mese siderale)
durata : 27,2122 giorni.

mese anomalistico:
intervallo di tempo che intercorre fra due passaggi successivi della Luna al perigeo (alla distanza minima dalla Terra)
durata 27,5545 giorni

Parametri orbitali

Distanza dalla Terra al perigeo (km) = 356400
Distanza dalla Terra all’apogeo (km) = 406700
Distanza media dalla Terra (km) = 384401
Mese draconitico (giorni) = 27.2122
Mese siderale (giorni) = 27.3216
Mese sinodico (giorni) = 29.5305
Eccentricita’ dell’orbita = 0.0549
Inclinazione rispetto all’ eclittica = 5° 9′
Inclinazione sul piano dell’ orbita =6.7°
Velocita’ orbitale media (km/sec) = 1.02

Dati fisici

Massa (g) = 7.35×1025
Massa (Terra = 1) = 1/81.3 = 0.0123
Raggio equatoriale (km) = 1738
Raggio equatoriale (Terra = 1) = 0.27
Densita’ media (g/cm3) = 3.3
Densita’ media (Terra = 1) = 0.60
Volume (Terra = 1) = 0.02
Accelerazione di gravita’ (m/sec2) = 1.63
Accelerazione di gravita’ (Terra = 1) = 0.167
Velocita’ di fuga (km/sec) = 2.4
Temperatura superficiale min: -203° C
Temperatura superficiale max: + 117° C