Księżyc

W Układzie Słonecznym znajduje się dziewięć planet. Aż siedem z nich posiada własne księżyce. I {Ziemia} nie jest tutaj wyjątkiem. Wśród astronomów przyjęło się, że wyraz Ksieżyc pisany wielką literą oznacza właśnie ziemskiego satelitę.
Dla ludzi Ksieżyc ma bardzo duże znaczenie. Na przykład wpływa on na ruchy wód w oceanie światowym (tzw. pływy). Pierwotnie miesiąc także wziął swą długość od czasu obiegu Ziemi przez Księżyc. Obecnie istnieje kilka definicji miesiąca:
gwiazdowy - okres obiegu Księżyca wokół Ziemi (27,32 dnia)
    anomalistyczny - czas po jakim anomalia prawdziwa Księżyca narasta o kąt pełny (27,55 dnia)
    smoczy - czas po jakim Księżyc znajdzie się w tym samym węźle orbity (27,21 dnia)
    synodyczny - czas trwania wszystkich faz (29,53 dni)

Jak więc widać, miesiąc miesiącowi nie jest równy - można jednak przyjąć, że wynosi on około 27 dni.

Księżyc jest 81 razy lżejszy od Ziemi, jego promień jest zaś mniejszy 3,7 raza od promienia naszej planety. Jednak trzeba tutaj zaznaczyć, że Ksieżyc jest bardzo duży jak na satelitę planety. Stosunek jego masy do masy Ziemi jest największy spośród wszystkch stosunków mas ksieżyców do ich planet w Układzie Słonecznym. Za to średnia gęstość substancji z jakiej składa się Księżyc wynosi zaledwie 3,34 g/cm3 (dla porównania: dla Ziemi ta wartość wynosi 5,52 g/cm3). Dla badaczy jest to wskazówką, że jądro Ksieżyca ma mniej żelaza niż jądro Ziemi. Przypuszcza się, że promień tego jądra wynosi zaledwie 700 kilometrów. Otaczają je stopione skały o grubości 400 kilometrów. Na nich z kolei znajduje się skalisty płaszcz. Na samym wierzchu jest skalista skorupa, gruba na kilkadziesiąt kilometrów.

Pomimo tego, że skład chemiczny Ziemi i Księżyca różni się uważa się, że pochodzą one od jednego przodka. Za tą teorią przemawia identyczny skład izotopowy tych dwóch ciał. Prawdopodobnie w bardzo młodą Ziemię uderzyło bardzo duże ciało wielkości Marsa. W wyniku tego zderzenie oderwana została część płaszcza, z której uformował się następnie Księżyc. W wyniku tego zderzenia Ksieżyc jeszcze dziś oddala się od Ziemi o około 3 centymetrów na rok.

Od zawsze Księżyc fascynował ludzi. Obserwowano go za pomocą lunet, czy nawet bez żadnych specjalnych urządzeń. Jednak dopiero w XX wieku spełniło się marzenie całych pokoleń astronomów - człowiek wylądował na Księżycu.

Zaćmienie Księżyca

Zaćmienie Księżyca zachodzi, gdy Ziemia znajduje się między Słońcem a Księżycem będącym w pełni i Księżyc (naturalny satelita Ziemi) "wejdzie" w stożek cienia Ziemi.
Dla wyjaśnienia pojęcia zaćmienia całkowitego i częściowego Księżyca konieczne jest zrozumienie pojęć: "stożek cienia całkowitego" i "stożek półcienia".

    Stożek cienia całkowitego to miejsce geometryczne tych punktów znajdujących się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce, z których Słońce jest całkowicie niewidoczne.
    Stożek półcienia to miejsce geometryczne tych punktów, z których tylko część Słońca jest widoczna, a część zasłonięta przez Ziemię.
 Układ ciał niebieskich w czasie zaćmienia Księżyca. Legenda: A - Słońce; B - Ziemia; C - Księżyc; D - Stożek półcienia; E - Stożek cienia całkowitego
Jeżeli Księżyc krążąc dookoła Ziemi przejdzie cały przez stożek cienia całkowitego Ziemi, to promienie słoneczne przez pewien czas w ogóle nie dochodzą bezpośrednio do jego powierzchni. Cała powierzchnia Księżyca jest wtedy ciemna i jest to całkowite zaćmienie Księżyca. Jeżeli tylko część Księżyca przesunie się przez stożek cienia całkowitego Ziemi, następuje zaćmienie częściowe.
Jeżeli Księżyc przesunie się tylko przez stożek półcienia Ziemi, nazywamy to zaćmieniem półcieniowym.
Czas trwania całkowitego zaćmienia Księżyca jest różny - maksymalnie 1 godzina i 47 minut. Obliczono, że między 1207 rokiem p.n.e., a 2162 rokiem naszej ery, czyli w okresie 3369 lat, wypadnie 8000 zaćmień Słońca i 5200 zaćmień Księżyca. Zatem średnio na 3 zaćmienia Słońca przypadają 2 zaćmienia Księżyca. Ludzie często sądzą, że zaćmienia Słońca obserwuje się rzadziej niż zaćmienia Księżyca[potrzebne źródło], co jest nieprawdą. W ciągu roku zdarzają się co najmniej dwa zaćmienia Słońca, a w sprzyjających warunkach cztery. Natomiast rocznie mogą wystąpić tylko trzy zaćmienia Księżyca, ale może być też tak, że w danym roku nie zdarzy się ani jedno (nawet częściowe). Jednak dla danego miejsca obserwacji zaćmienia Księżyca widoczne są częściej niż zaćmienia Słońca. Powodem jest fakt, że to ostatnie zjawisko jest widoczne tylko w pasie węższym od 300 km dla zaćmień całkowitych. Natomiast zaćmienie Księżyca widać wszędzie tam, gdzie Księżyc znajduje się nad horyzontem.
Przedostatnie zaćmienie Księżyca było widoczne w Polsce 21 grudnia 2010 roku, jednak można było obserwować jedynie początek zjawiska (Księżyc zaszedł w czasie jego trwania). Ostatnie całkowite zaćmienie Księżyca nastąpiło w dniu 15 czerwca 2011. Początek zjawiska nie był widoczny, gdyż wystąpił on przed wschodem Księżyca. W przeważającej części kraju dzięki dobrej pogodzie widoczność była znakomita. Następne całkowite zaćmienie widoczne w całości będzie widoczne w Polsce 28 września 2015 roku.

Fazy Księżyca

Faza Księżyca określa oglądaną z Ziemi część Księżyca oświetloną przez Słońce. Ponieważ Słońce oświetla zawsze (poza zaćmieniami) tylko połowę powierzchni Księżyca, jego fazy są rezultatem oglądania tej połowy pod różnymi kątami spowodowanymi różnymi położeniami Słońca, Ziemi i Księżyca względem siebie.
Gdy Księżyc jest w pełni, znajduje się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce. Jego położenie na sferze niebieskiej jest w przybliżeniu przeciwległe do położenia Słońca. Księżyc wówczas znajduje się w kulminacji górnej (góruje) około północy, w kulminacji dolnej zaś (dołuje) - w południe. Natomiast w nowiu położenie Księżyca na sferze niebieskiej jest bliskie położeniu Słońca. Księżyc wówczas znajduje się w kulminacji górnej w południe, w kulminacji dolnej zaś - o północy.
Pomiędzy dwiema kolejnymi takimi samymi fazami Księżyca (np. dwiema pełniami) upływa okres około 29,5 doby, czyli miesiąc synodyczny. Ze względu na ruch Ziemi wokół Słońca, okres ten jest różny od okresu obiegu Księżyca wokół Ziemi, czyli miesiąca gwiazdowego (syderycznego).

Zaćmienie słońca

Zaćmienie Słońca – zjawisko astronomiczne powstające, gdy Księżyc znajdzie się pomiędzy Słońcem a Ziemią i tym samym przesłoni światło słoneczne.
Rodzaje:

    zaćmienie częściowe – występuje, gdy obserwator nie znajduje się wystarczająco blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc, by znaleźć się całkowicie w cieniu Księżyca, lecz na tyle blisko, że znajduje się w półcieniu.
    zaćmienie całkowite – występuje, gdy obserwator znajduje się w cieniu Księżyca. W takim przypadku widoczna staje się korona słoneczna. Jest to możliwe dzięki temu, że obserwowane rozmiary kątowe Księżyca są tylko nieznacznie większe od rozmiarów kątowych Słońca i w przypadku zaćmienia całkowitego, Księżyc przysłania całkowicie powierzchnię Słońca, ale nie przysłania korony słonecznej. Na kilka chwil przed całkowitym przesłonięciem Słońca przez Księżyc powstaje przepiękne zjawisko nazywane poetycko „pierścień z diamentem”.
    zaćmienie obrączkowe – zwane również zaćmieniem pierścieniowym występuje wtedy, gdy, podobnie jak w przypadku zaćmienia całkowitego, obserwator znajduje się bardzo blisko przedłużenia linii łączącej Słońce i Księżyc. W odróżnieniu jednak od zaćmienia całkowitego, w przypadku zaćmienia pierścieniowego rozmiary kątowe Księżyca są mniejsze niż rozmiary kątowe Słońca. Dzieje się tak wtedy, gdy zaćmienie ma miejsce w czasie, gdy Księżyc znajduje się w pobliżu apogeum swojej orbity, czyli w pozycji najbardziej oddalonej od Ziemi.
    zaćmienie hybrydowe – zachodzi wówczas, gdy w pewnych miejscach Ziemi to samo zaćmienie jest całkowite, a w innych obrączkowe. Tylko około 5% wszystkich zaćmień jest hybrydowych.

W przypadku zaćmienia centralnego (całkowite, obrączkowe lub hybrydowe) obserwator nieznajdujący się w centrum, czyli nie w cieniu, ale w półcieniu obserwuje jedynie zaćmienie częściowe.

Wykład