Perubahan fasa bulan
Mungkin yang pertama dari fenomena astronomi, yang pria primitif menarik perhatiannya, adalah perubahan fase dari Bulan. Dia bahkan mengizinkannya belajar bagaimana melacak hari itu. Dan bukan kebetulan, rupanya, dalam banyak bahasa kata "bulan" memiliki akar yang sama, sesuai dengan akar kata "ukuran" dan "Bulan", misalnya, bahasa Latin mensisa dan mensuha - ukuran, bahasa Yunani "surai" - Bulan dan "pria "- bulan, bulan bahasa Inggris - Bulan dan bulan - bulan. Dan nama nasional Rusia bulan ini sebulan! Dalam bahasa Ukraina, nama-nama ini identik: "μyats".
Sebuah bulan sidereal. Mengamati posisi bulan di langit selama beberapa malam, mudah untuk memastikan bergerak di antara bintang-bintang dari barat ke timur dengan kecepatan rata-rata 13 °, 2 per hari. Diameter sudut Bulan( dan juga Matahari) kira-kira 0 °, 5.Oleh karena itu kita dapat mengatakan bahwa untuk setiap hari Bulan bergerak ke timur sebesar 26 lebarnya, dan dalam satu jam - lebih dari diameternya. Setelah membuat lingkaran penuh di angkasa, Bulan setelah 27,321661 hari kembali ke bintang yang sama. Periode waktu ini disebut sidereal( yaitu, bintang: sidus - bintang dalam bahasa Latin) bulan.
Konfigurasi dan fase bulan. Seperti yang Anda tahu, Bulan, yang diameternya hampir 4, dan massa - 81 kali lebih kecil dari Bumi, berkisar di sekitar planet kita pada jarak rata-rata 384.000 km. Permukaan Bulan terasa dingin dan bersinar dengan sinar matahari yang dipantulkan. Ketika Bulan berputar mengelilingi Bumi atau, seperti kebiasaan, ketika konfigurasi Bulan berubah( dari konfigurasi bahasa Latin - saya memberikan bentuk yang benar) - posisinya relatif terhadap Bumi dan Matahari, bagian permukaannya yang terlihat dari planet kita diterangi oleh Matahari secara tidak merata. Konsekuensi dari ini adalah perubahan periodik dalam fase bulan( Gambar.).
Gambar. Konfigurasi( 1 - konjungsi, 3 dan 7 - kuadratur, 5 - konfrontasi) dan fase bulan( 1 - bulan baru, kuartal 3-pertama, 5 - bulan purnama, 7-last, atau kuartal ketiga; 2, 4, 6, 8 - intermediatefase)
Ketika Bulan bergerak di antara Matahari dan Bumi( posisi ini disebut koneksi konjungtif), ia menghadap ke sisi yang tidak biasa di Bumi, dan kemudian tidak terlihat sama sekali. Ini bulan baru.
Setelah tampil di langit malam pertama dalam bentuk sabit yang sempit, Bulan dalam waktu sekitar 7 hari sudah terlihat dalam bentuk setengah lingkaran. Fase ini disebut kuartal pertama. Bahkan setelah sekitar 8 hari, Bulan menempati posisi yang berhadapan langsung dengan Matahari dan sisi yang menghadap ke bumi sepenuhnya diterangi olehnya. Bulan purnama datang, pada saat mana bulan terbit saat matahari terbenam dan terlihat di langit sepanjang malam.7 hari setelah bulan purnama, kwartal terakhir datang, saat Bulan kembali terlihat dalam bentuk setengah lingkaran, berbalik dengan konveksitas yang sudah ke arah lain, dan kembali setelah tengah malam. Ingat bahwa jika pada saat bulan baru bayangan Bulan jatuh ke Bumi( lebih sering ia tergelincir "di atas" atau "di bawah" planet kita), ada gerhana matahari. Jika bulan di bulan purnama tenggelam ke dalam bayang-bayang bumi, ada gerhana bulan. Bulan Sinode
Selang waktu dimana fase bulan diulangi lagi dalam urutan yang sama disebut bulan sinode. Ini setara dengan 29.53058812 hari. Dua belas bulan sinode adalah 354.36706 hari. Dengan demikian, bulan sinode tidak dapat dibandingkan dengan hari atau tahun tropis: tidak terdiri dari keseluruhan hari dan tidak sesuai tanpa residu di tahun tropis.
Durasi yang ditentukan dari bulan sinodik adalah rata-rata, yang diperoleh sebagai berikut: hitung berapa banyak waktu yang berlalu antara dua gerhana yang terpisah secara luas, berapa kali selama waktu ini bulan mengubah fasenya, dan bagi nilai kedua dengan yang kedua( dengan beberapa pasangan dipilih dancari nilai rata-rata).Karena Bulan bergerak mengelilingi Bumi dalam orbit elips, kecepatan sudut yang linier dan teramati dari gerakannya pada berbagai titik orbit berbeda. Secara khusus, yang terakhir ini bervariasi dalam kisaran sekitar 11 ° sampai 15 ° per hari. Pergerakan Bulan dan gaya gravitasi yang bekerja dengannya dari sisi Matahari sangat rumit, karena besarnya gaya ini terus berubah baik dalam nilai numerik maupun ke arahnya yang paling signifikan di bulan baru dan yang terkecil di bulan purnama.
Gambar. Penyimpangan durasi bulan sinode di tahun 1967-1986.dari
rata-rataSaya tidak tahu. Waktu rata-rata dari menghilangnya Bulan di bawah sinar matahari terbit dan kemunculannya di malam hari setelah matahari terbenam, adalah 2-3 hari. Selama hari-hari ini, Bulan berlalu( dalam kaitannya dengan Matahari) dari sisi barat langit ke timur, sehingga berubah dari cahaya pagi menjadi cahaya petang. Tampilan pertama bulan di langit malam( "kelahiran bulan baru"), para astronom Yunani kuno menyebut neomenia( "bulan baru").Dari neo dan itu mudah untuk memulai hitungan waktu dalam sebulan.
Tapi, seperti yang baru saja dikatakan, durasi bulan sinode bisa lebih dari enam jam lebih pendek atau lebih lama dari rata-ratanya. Oleh karena itu, neoteny dapat terjadi baik sehari sebelumnya dan sehari kemudian relatif terhadap perkiraan rata-rata tanggal munculnya bulan baru( Gambar.).Penyimpangan tanggal bulan baru dari bulan sinode dihitung dengan durasi rata-rata ditunjukkan pada Gambar.
Gambar. Penyimpangan momen bulan baru di tahun 1967-1986.dari yang dihitung untuk durasi rata-rata bulan sinematik
, bulan "tinggi" dan "rendah". Kondisi visibilitas di langit langit bulan sabit yang sempit pada bulan "baru" sebagian besar ditentukan oleh ciri-ciri gerakannya di sekitar Bumi. Bidang orbit Bulan cenderung ke bidang ekliptika pada sudut i = 5 ° 9.Akibatnya, bulan kemudian "naik" di atas ekliptika( "mendekati" ke kutub utara dunia) dengan sepuluh diameter sudutnya yang nyata, kemudian "jatuh" di bawah ekliptika dengan jumlah yang sama. Dua kali dalam kurun waktu 27.2122 hari( interval waktu ini disebut bulan kejang), jalan bulan di langit berpotongan dengan ekliptika pada titik-titik yang disebut simpul orbit bulan.
Simpul, melewati Bulan mendekati Kutub Utara dunia, disebut simpul naik, yang berlawanan - yang keluar. Garis yang melewati pusat Bumi dan menghubungkan simpul orbit bulan disebut garis simpul. Seperti dapat dengan mudah diverifikasi dengan mengamati Bulan dan membandingkan posisinya di antara bintang-bintang di peta langit berbintang, nodus bulan terus bergerak menuju Bulan, yaitu ke barat, membuat giliran penuh dalam 18,61 tahun. Setiap tahun jarak dari ascending node dari.titik ekuinoks vernal berkurang sekitar 20 °, dan dalam satu bulan yang dramatis, dengan 1 °, 5 °.
Mari kita lihat sekarang bagaimana efek kemiringan bidang orbit bulan mempengaruhi tinggi Bulan pada puncak puncak. Jika simpul naik bertepatan( "hampir bertepatan") dengan titik ekuinoks vernal( dan ini berulang setiap 18,61 tahun), maka sudut kemiringan bidang orbit bulan ke khatulistiwa selestial adalah ε + i( 28 °, 5).Selama periode ini, deklinasi bulan selama 27,2 hari bervariasi dari + 28 °, 5 sampai -28 °, 5( Gambar.).
Gambar. Batasan variasi deklinasi bulan selama 18,61 tahun
Setelah 14 hari, deklinasi bulan sudah sama dengan nilai terendahnya -28 °, 5, dan tingginya pada puncak puncak untuk garis lintang yang sama dari 50 ° hanya 11 °, 5 °.Begitulah posisi Bulan "rendah": bahkan di puncak puncak hampir tidak terlihat di atas cakrawala. ..
Mudah dimengerti bahwa pada musim semi posisi tertinggi ini di langit, Bulan mencapai pada saat kuartal pertama di malam hari, dan terendah pada kuartal terakhir di pagi hari. Sebaliknya, di musim gugur, ketika Matahari berada di dekat titik ekuinoks musim gugur, busur ekliptika di langit malam di bawah ekuator langit, dan orbit Bulan bahkan lebih rendah lagi. Karena itu, Bulan mencapai posisi terendah ini di kuartal pertama, sedangkan pada kuartal terakhir pagi itu adalah yang tertinggi.
Karena pergerakan nodus lunar yang terus berlanjut dalam 9,3 tahun di dekat titik ekuinoks vernal, akan ada simpul turun. Sudut kemiringan bidang orbit bulan ke khatulistiwa langit sudah akan menjadi ε -i( 18 °, 5).Pada garis batas 50 °, tinggi Bulan pada puncak tertinggi pada 18 ° terbesar, 5 adalah 58 °, 5( pada musim semi - pada kuartal pertama, di musim gugur - di musim kedua), yang terendah, 14 hari kemudian - 21 °, 5( di musim semi - pada kuartal terakhir, di musim gugur - di pertama).Pada tahun-tahun berikutnya, simpul orbit bulan melewati busur ekliptika, di mana titik baliknya terletak. Pada saat yang sama, deklinasi bulan selama bulan berkisar dari + 23 °, 5 sampai -23 °, 5, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. Dengan demikian, puncak Bulan di puncak puncak juga berubah.
Secara umum, kondisi untuk visibilitas bulan di langit malam terutama ditentukan oleh posisi ekliptika relatif terhadap cakrawala: di musim semi, Bulan selalu jauh lebih tinggi daripada di musim gugur( Gambar.).
Gambar. Posisi bulan muda di langit malam: a) di musim semi, b) di musim gugur dengan jarak sudut yang sama dari Matahari, 1 - posisi bulan "atas", 2 - posisi bulan "bawah"
Efek ini, bagaimanapun, secara signifikan diperkuat oleh orientasi bidang orbit lunar yang menguntungkan: tinggi bulan pada saat puncak puncak di langit malam musim semi pada φ = 50 ° adalah 58 °, 5 sampai 68 °, 5, sedangkan pada musim gugur - dari 11 °, 5 °sampai 21 °, 5.
Jarak sudut simpul naik dari orbit bulan dari ekuinoks vernal pada tanggal 1 Januari 1900 adalah 259 °, 18.Dengan menggunakan rumus W = 259 °, 18-19 °, 34t, di mana t adalah waktu dalam beberapa tahun, tidaklah sulit untuk menghitung saat-saat kebetulan titik-titik ini;1913.4, 1932.0, 1950.6, 1969.2 dan 1987.8.Dengan demikian, "bulan tinggi" terakhir diamati pada awal tahun 1969. Biasanya, seperti dapat dilihat dari Gambar. Di dekat saat-saat seperti ini, bulan turun dari bulan ke bulan sangat bervariasi. Oleh karena itu, Bulan "tinggi" selama sekitar tiga tahun, dalam hal ini - pada tahun 1968-1970.Peristiwa semacam itu akan diulang lagi pada tahun 1986-1988.Bulan "rendah" diamati di dekat momen rata-rata 1904.1, 1922.7, 1941.3, 1959.9, 1978.5, 1997.1, dll.
Dari semua yang telah dikatakan, maka pada musim semi pengamat dapat melihat bulan sabit yang samar di Bulan setelah bulan baru sehari lebih awal dari pada musim gugur. Efek ini juga tergantung pada koordinat geografis pengamat. Secara khusus, pada garis lintang 32 °, 5( ini adalah garis lintang Babel Kuno), interval waktu antara konjungtur dan neomeny bervariasi dari 16 jam 30 menit pada bulan Maret sampai 42 jam pada bulan September. Pada garis lintang 38 °( garis lintang Athena) dari 23 sampai 69 jam. Seorang astronom Polandia berpengalaman, kompiler peta pertama dari sisi bulan yang terlihat, Jan Hevelius( 1611-1687), mengamati Bulan di Gdansk, tidak pernah melihatnya lebih dari 27 jam sebelum hubungan, tidak lebih awal dari 40 jam setelah itu.
Dengan demikian, untuk digunakan untuk konstruksi kalender seperti fenomena yang tampaknya mudah dilihat sebagai perubahan fasa bulan - masih agak sulit. ..