Luna in Astronomia un satellite naturale

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La Luna, in astronomia, è un satellite naturale che orbita vicino alla Terra, osservabile a occhio nudo.

Rappresentata dalla dea Selene, ha da sempre influenzato la vita degli esseri umani e di molte altre specie viventi.

La Luna in Astronomia


Descrizione


La Luna, in astronomia, è un satellite naturale in orbita intorno alla Terra, nonché l’unico del pianeta.

E’ il quinto satellite più grande del Sistema Solare, e più grande tra i satelliti planetari.

E’ inoltre il secondo satellite più denso del Sistema Solare tra quelli le cui densità sono note.

Dopo il Sole, la Luna è il secondo oggetto celeste più luminoso visibile nel cielo.

Origine


La Luna si è formata circa 60 milioni di anni dopo l’origine del Sistema Solare.

Le ipotesi dei meccanismi di formazione della Luna ne sono stati proposti diversi:

  • Fissione della Luna dalla crosta terrestre attraverso la forza centrifuga, che richiederebbe una rotazione iniziale troppo grande.
  • Cattura gravitazionale di una Luna preformata, che richiederebbe un’atmosfera irrealizzabilmente estesa della Terra per dissipare l’energia del passaggio della Luna.
  • Co-formazione della Terra e della Luna insieme nel disco di accrescimento primordiale, che non spiega l’esaurimento dei metalli nella Luna.

L’ipotesi prevalente, tuttavia, è che il sistema Terra-Luna si sia formato dopo un impatto di un corpo delle dimensioni di Marte (Theia) con la proto-Terra (impatto gigante).

L’impatto ha fatto esplodere il materiale nell’orbita terrestre, che poi si è accumulato, formando la Luna.

Caratteristiche


La Luna, in astronomia, è un ellissoide leggermente scalata, dovuto allo stiramento delle maree.

Il suo lungo asse è spostato di 30 gradi dalla parte della Terra, causato da anomalie gravitazionali dei bacini d’impatto.

La sua forma è più allungata di quanto le attuali forze di marea possano essere contabilizzate.

Questo rigonfiamento, indica che la Luna si è solidificata quando orbitava a metà della sua attuale distanza dalla Terra, e che ora è troppo fredda perché la sua forma si adatti alla sua orbita.

Struttura


In astronomia, la Luna è un corpo differenziato, composto da una crosta, un mantello e un nucleo planetario geochimicamente distinti.

Il suo nucleo interno è solido e ricco di ferro, con un raggio probabilmente piccolo, come 240 chilometri.

Il suo nucleo esterno, è fluido e costituito principalmente da ferro liquido, con un raggio di circa 300 chilometri.

Intorno al nucleo, si trova uno strato di confine parzialmente fuso con un raggio di circa 500 chilometri.

Questa struttura, si pensa si sia sviluppata attraverso la cristallizzazione frazionaria di un oceano magmatico globale poco dopo la formazione della Luna.

La cristallizzazione avrebbe creato un mantello maficico dalle precipitazioni e dall’affondamento di alcuni minerali.

La crosta lunare è composta da una varietà di elementi primari: uranio, tori, potassio, ossigeno, silicio, magnesio, ferro, titanio, calcio, alluminio e idrogeno.

La mappatura geochimica, mostra che la crosta è prevalentemente a base di anortosite.

Secondo le ultime stime inviate dalla missione GRAIL, dimostrano che la crosta lunare è più sottile di quanto si pensasse.

Dimensioni


La Luna è l’unico oggetto del cielo di cui è possibile osservare dei dettagli superficiali ad occhio nudo.

Mostra infatti una serie di dettagli chiari e scuri, determinati dalla differenza tra le zone pianeggianti dette mari, più scure, e le zone più elevate, craterizzate e più chiare.

Vista dalla Terra, la dimensione apparente della Luna varia da un valore leggermente inferiore a un valore leggermente superiore a quello del diametro del Sole.

Questo fatto rende possibili, oltre che le eclissi solari parziali, anche eclissi solari totali, anulari e miste.

Quando la Luna sembra più grande e vicina all’orizzonte, è un’illusione ottica provocata dall’effetto psicologico della diversa percezione delle distanze verso l’alto e in orizzonte.

La rifrazione atmosferica, in realtà, e la distanza leggermente maggiore, rendono l’immagine della Luna un poco più piccola all’orizzonte rispetto al resto del cielo.

Le varie zone chiare e scure, creano immagini che sono interpretate nelle varie culture; fenomeno indicato col nome di pareidolia lunare.

Acqua lunare


L’acqua lunare non può persistere sulla superficie lunare, esposta alla radiazione solare si decompone rapidamente.

Questo processo è noto come fotodissociazione e si perde nello spazio.

Dalle osservazioni scientifiche, sono state trovate sacche d’acqua sulla superficie lunare.

Successivamente, una sonda spaziale del 2008, ha dato conferma dell’esistenza di ghiaccio sulla superficie lunare.

Nell’agosto del 2018, l’analisi dei risultati spaziali hanno confermato definitivamente la presenza di ghiaccio d’acqua sulla superficie della Luna.

I dati, che hanno rilevato le distinte firme riflettenti del ghiaccio d’acqua, sono in contrapposizione alla polvere e ad altre sostanze riflettenti.

I depositi di ghiaccio, sono stati trovati ai poli nord e sud dove sono più abbondanti.

Al lato sud, l’acqua è intrappolata in crateri e fessure permanentemente ombreggiati.

Qui, l’acqua, persiste come ghiaccio sulla superficie poiché sono schermati dal Sole.

Atmosfera e Campi lunari


Atmosfera


L’atmosfera della Luna, in astronomia, è così tenue da essere quasi sotto vuoto, con una massa totale inferiore a 10 tonnellate.

La pressione superficiale di questa piccola massa, varia con il giorno lunare.

Le sue fonti includono degassamento ed espulsione (sputtering), un fenomeno del bombardamento del suolo lunare da parte degli ioni del vento solare.

Gli elementi rilevati prodotti dallo sputtering, sono stati degassati dopo la loro creazione per decadimento radioattivo all’interno della crosta e del mantello.

L’assenza di specie neutre, come atomi e molecole, che sono presenti nella regolite, non è compresa.

Il vapore acqueo si è scoperto che varia con la latitudine, generato forse dalla sublimazione del ghiaccio d’acqua nella regolite.

Questi gas, ritornano nella regolite a causa della gravità lunare, o si perdono nello spazio, o attraverso la pressione della radiazione solare.

Se sono ionizzati, i gas sono spazzati via dal campo magnetico del vento solare.

Gravità


Le principali caratteristiche della gravità lunare, sono i mascons, grandi anomalie gravitazionali positive associate ad alcuni bacini da impatto giganti.

Queste grandi anomalie, sono in parte causate dalle dense colate di lava basaltica del mare che riempiono quei bacini.

Il campo gravitazionale della Luna, in astronomia è stato misurato monitorando lo spostamento Doppler dei segnali radio emessi dai veicoli spaziali orbitanti.

La navicella spaziale intorno alla Luna, è influenzata notevolmente da queste anomalie.

Tuttavia, vi sono ancora alcuni enigmi come:

  • i flussi della lava, che da soli non possono spiegare tutta la firma gravitazionale;
  • alcuni mascons, che non sono collegati al vulcanismo dei mari lunari.

Campo magnetico


Il campo magnetico della Luna è inferiore a quello della Terra, e ha solo la magnetizzazione crostale.

La forza del suo campo magnetico, quando la Luna ha avuto origine, in astronomia, probabilmente era vicina a quella della Terra oggi.

Questo campo, apparentemente, è scaduto dopo che il nucleo lunare si era completamente cristallizzato.

Teoricamente, parte della magnetizzazione residua, proverrebbe da campi magnetici transitori generati durante i grandi impatti attraverso l’espansione delle nubi plasmatiche.

Queste nubi vengono generate durante grandi impatti in un campo magnetico ambientale.

Questo è supportato dalla posizione delle più grandi magnetizzazioni crostali situate vicino agli antipodi dei bacini di impatto giganti.

Polvere


Intorno alla Luna esiste una nube asimmetrica permanente di polvere lunare, creata da particelle di comete.

Le particelle di comete colpiscono la superficie della Luna ogni 24 ore, cospargendo la polvere lunare su di essa.

La polvere lunare rimane sopra la Luna circa 10 minuti, impiegando 5 minuti per risalire, e 5 minuti per cadere.

Le misurazioni della polvere, sono state effettuate da Lunar Dust EXperiment (LDEX), una missione dimostrativa di esplorazione lunare della NASA.

Il numero di particelle di polvere, ha raggiunto il picco durante le piogge di meteoriti, quando Terra e Luna passano attraverso i detriti della cometa.

La nube è più densa quando è vicino al confine tra il giorno della Luna e la notte.

Terra-Luna in Astronomia


Orbita


L’orbita della Luna si completa intorno alla Terra, rispetto alle stelle fisse, una volta ogni 27 giorni circa (periodo siderale).

Poiché la Terra si muove nella sua orbita intorno al Sole allo stesso tempo, per la Luna ci vuole un pò più di tempo per mostrare la stessa fase alla Terra (periodo sinodico).

A differenza dei satelliti di altri pianeti, la Luna orbita più vicino al piano eclittico che al piano equatoriale del pianeta.

Solitamente la sua orbita è turbata dal Sole e dalla Terra in molti piccoli modi, complessi e interagenti.

Il piano dell’orbita lunare, ruota gradualmente influendo sugli aspetti del moto lunare.

Questi effetti sono matematicamente descritti dalle leggi di Cassini, fondati nel 1693 dallo stesso scienziato.

Effetti di marea


L’attrazione gravitazionale che le masse hanno l’una per l’altra, diminuisce inversamente con il quadrato della distanza di quelle masse l’una dall’altra.

Di conseguenza, l’attrazione maggiore che la Luna ha per il lato della Terra più vicino ad essa, rispetto alla parte della Terra di fronte alla Luna, si traduce in forze di marea.

Le forze di marea colpiscono sia la crosta terrestre che gli oceani.

L’effetto più evidente delle forze di marea, è quello di causare due rigonfiamenti negli oceani della Terra: uno sul lato rivolto verso la Luna; l’altro sul lato opposto.

Questo si riduce in livelli elevati del mare chiamati maree oceaniche.

Dal momento che la Luna orbita intorno alla Terra nella stessa direzione della rotazione terrestre, l’alta marea si verifica circa ogni 12 ore e 25 minuti.

I 25 minuti, sono dovuti al tempo della Luna di orbitare intorno alla Terra.

L’interazione tra Sole e Luna, è responsabile delle maree primaverili e innalzamento e caduta del livello del mare.

Eclissi


Le eclissi si verificano soltanto quando il Sole, la Terra e la Luna sono tutti in linea retta.

Un’eclissi solare si verifica sulla Luna nuova, quando essa è tra il Sole e la Terra.

Le eclissi lunari, al contrario, si verificano alla Luna piena, quando la Terra è tra il Sole e la Luna.

La dimensione apparente della Luna, in astronomia è più o meno la stessa di quella del Sole, entrambi visti a quasi mezzo grado di larghezza.

Il Sole è molto più grande della Luna, ma è la distanza molto maggiore che gli conferisce la stessa dimensione apparente della Luna, molto più vicina e molto più piccola dalla prospettiva della Terra.

Le variazioni di dimensioni apparenti, dovute alle orbite non circolari, sono quasi le stesse, anche se si verificano in cicli diversi.

Ciò rende possibili sia le eclissi solari totali, con la Luna che appare più grande del Sole, che le eclissi anulari, con la Luna che appare più piccola del Sole.

In un’eclissi totale, la Luna copre completamente il Sole e la corona solare diventa visibile ad occhio nudo.

Le eclissi, tuttavia, non si verificano ad ogni luna piena e nuova poiché la sua orbita intorno al nostro pianeta è inclinata di circa 5 gradi all’orbita della Terra intorno al Sole.

Le eclissi, quindi, si verificano quando la Luna è vicina all’intersezione dei due piani orbitali.

La periodicità e la ricorrenza delle eclissi del Sole da parte della Luna, e della Luna dalla Terra, ha un periodo di circa 18 anni.

Il fenomeno dell’occultazione, si verifica quando una stella o un pianeta luminoso passa dietro la Luna ed è occultato: un’eclissi solare, quindi, è un’occultazione del Sole.

Poiché la Luna è relativamente vicina alla Terra, le occultazioni delle singole stelle, non sono visibili ovunque sul pianeta, né allo stesso tempo.

A causa della precessione dell’orbita lunare, ogni anno diverse stelle sono occultate, nascoste alla vista.

La Luna nella Cultura


Etimologia


La parola Luna è solitamente scritta con la L maiuscola, nell’uso comune non astronomico invece minuscola.

Il termine, che deriva dal latino, a sua volta proveniente dalla radice indoeuropea, significa “luce” o “luce riflessa“.

In altre forme linguistiche, semantiche, il termine di luna può essere considerata come una divinità.

Nel greco antico con il termine selene, ha il significato di “splendore“, mantenendo quello di “lucente“.

Nelle lingue germaniche, il nome di Luna deriva dal proto-germanico, assimilato dal greco antico e dal latino mensis, che derivano dalla comune radice indoeuropea dal significato odierno di Mese.

Nella lingua anglosassone, il termine di Luna muta nei secoli fino a quello odierno di Moon.

L’attuale termine tedesco Mond, è etimologicamente strettamente correlato a quello di Monat (mese) e si riferisce al periodo delle sue fasi lunari.

Usata nella scrittura scientifica per distinguere la luna della Terra, in letteratura è usata per indicare la personificazione della luna terrestre.

Antichità


In molte culture preistoriche e antiche, la Luna era personificata come una divinità o altro fenomeno soprannaturale.

Le culture antiche, ritenevano che la Luna morisse ogni notte, scendendo nel mondo delle ombre.

In altre culture, pensavano che la Luna inseguisse il Sole, o viceversa.

Nella religione proto-indoeuropea, la Luna era personificata come dio maschio.

I Sumeri credevano che essa fosse il dio Nanna, che era il padre di Inanna, la dea del pianeta Venere, e Utu il dio del Sole.

Nella mitologia greco-romana, il Sole e la Luna sono rappresentati rispettivamente come maschio e femmina: Helios/Sole; Selene/Luna.

La scuola pitagorica, considerava la Luna un pianeta, e uno dei primi sviluppi dell’astronomia fu la comprensione dei cicli lunari.

Medioevo


Secondo la teoria aristoteliana, la Luna aveva una superficie perfettamente liscia.

Nel Medioevo, alcuni sostenevano che vi si trovassero oceani, con il termine “mare“, oggi, è impiegato per designare le regioni più scure della superficie lunare.

All’inizio del X secolo, si scopri che la luce solare non è riflessa dalla Luna come uno specchio, ma è riflessa dalla superficie in tutte le direzioni.

Galileo, fisico e astronomo italiano, nel 1609 scoprì che la sua superficie non era liscia, ma corrugata e composta da vallate.

L’astronomo toscano, ne calcolò l’altitudine sfruttando la conoscenza del diametro lunare ed osservando la distanza delle vette montuose dalla zona crepuscolare.

Le misurazioni moderne, hanno confermato la presenza di monti, ma che tuttavia hanno origine differente da quelli terrestri.

Mito e cultura di massa


La Luna, è spesso protagonista in molte mitologie e credenze popolari.

Le numerose divinità lunari, sono spesso femminili, come le dee greche Selene e Artemide, e le loro equivalenti romane Luna e Diana.

Parole come “lunatico“, sono derivate dalla Luna, a causa della credenza popolare che essa sia una causa di pazzia periodica.

La Luna crescente con una stella, è il simbolo dell’impero ottomano tutt’ora presente in alcune bandiere degli Stati musulmani.

Nelle credenze popolari, la Luna occupa un ampio rilievo, come per la pesca, per il raccolto e la semina, per le nascite e così via.

Gli antichi proverbi popolari, si estendono sull’influenza della Luna su tutti gli aspetti della vita contadina.

Nella mitologia medioevale, la Luna piena ha una rilevanza importante, come la credenza dei lupi mannari che si trasformassero alla luce della Luna.

Sin dall’età romana, stregoni e streghe si riuniscono per i loro rituali, tramandato fino ad oggi tutt’ora praticato.

In Astrologia, la Luna indica l’inconscio, i lati più nascosti dell’individuo, la sensibilità, la fantasia, le abitudini, le reazioni, gli istinti, i sogni, l’infanzia e la memoria, e rappresenta parte recettiva e femminile.

Astronomia lunare


Per molti anni, la Luna è stata riconosciuta come un sito eccellente per i telescopi.

Essendo relativamente molto vicina alla Terra, si può quindi osservare astronomicamente con il telescopio.

I telescopi a infrarossi, sono utilizzati per osservare i crateri vicino ai poli poiché sono scuri e freddi.

I radiotelescopi, sono il principale strumento di osservazione utilizzati nella radioastronomia, che studia la posizione di radiofrequenza dello spettro elettromagnetico emesso da oggetti astronomici.

Un telescopio zenit lunare, è utilizzato per la misurazione delle posizioni delle stelle, progettato per puntare dritto verso o vicino allo zenit.

Calendario


La maggior parte dei calendari storici sono lunisolari, la cui data indica sia la fase lunare che l’ora dell’anno solare.

Se l’anno solare è definito come un anno tropicale, allora il calendario lunisolare darà un’indicazione della stagione.

Se invece viene preso come un anno siderale, allora il calendario predice la costellazione vicino alla quale può verificarsi la luna piena.

I calendari lunisolari, pertanto, sono calendari con regole di intercalazione aggiuntive utilizzate per portarli in un accordo approssimativo con l’anno solare e quindi le stagioni.

Un calendario lunare, è un calendario basato sui cicli mensili delle fasi lunari.

I calendari solari, invece, si basano solo direttamente sull’anno solare.

Voci correlate


Collegamenti esterni



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