4.10 Видимое движение и фазы Луны

Луна в течение звездного месяца перемещается среди звезд всегда в одну и ту же сторону – с запада на восток, или прямым движением.

Наблюдаемое движение Луны сопровождается непрерывным изменением внешнего вида. В некоторые дни Луна совсем не видна на небе. В другие дни она имеет вид узкого серпа, полукруга или полного круга. Различные формы видимой освещенной части Луны называется ее фазой. Величиной фазы называется освещенная доля диаметра, перпендикулярного линии, соединяющей концы серпа. Лунные фазы объясняются тем, что Луна подобно земле является темным, непрозрачным телом и при движении вокруг Земли занимает различные положения относительно Солнца (рис. 4.10).

Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и освещают половину лунного шара; другая его половина остается темной. Но так как к Земле обычно обращены часть светлого полушария и часть темного, то Луна чаще кажется нам неполным кругом. Линия, отделяющего темную часть диска Луны от светлой, называется терминатором и всегда является полуэллипсом. Угол ψ с вершиной в центре Луны между направлениями к Земле и к Солнцу называется фазовым углом.

Различаются четыре основные фазы Луны, которые переходят одна в другую в следующей последовательности: новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть.

Рис. 4.10 Фазы Луны

Во время новолуния Луна проходит между Солнцем и Землей (т.е. находиться в соединении с Солнцем), фазовый угол ψ = 180⁰, к Земле обращена темная сторона Луны и она не видна на небе. Дня через два после новолуния Луна видна в виде узкого серпа на западе, в лучах вечерней зари, вскоре после захода Солнца. Лунный серп, обращенный выпуклостью к Солнцу, ото дня ко дню постепенно расширяется и приблизительно через семь суток после новолуния принимает форму полукруга. Наступает фаза квадратуре, т.е. на 90⁰ к востоку от Солнца, фазовый угол ψ = 90⁰, и к Земле обращена половина освещенного и половина неосвещенного полушарии Земли. При этой фазе Луна видна в первой половине ночи, а затем заходит за горизонт.

С каждым днем с Земли видна все большая часть освещенного полушария Луны и приблизительно через семь суток после первой четверти наступает полнолуние, когда Луна имеет вид полного круга. Во время полнолуния Луна находится в противостоянии с Солнцем, ψ = 0⁰, и к Земле обращено все освещенное полушарие Луны. Полная Луна видна на небе в направлении, противоположном направлению на Солнце (ее эклиптическая долгота отличается от долготы Солнца на 180⁰). Поэтому полная Луна видна на небе всю ночь; восходит она приблизительно во время захода Солнца, а заходит около момента его восхода.

После полнолуния Луна начинает «убывать», с западной стороны ее диска появляется «ущерб», который постепенно растет, так как с каждым днем с Земли видна все меньшая часть освещенного полушария Луны. Приблизительно через семь дней после полнолуния Луна снова видна в виде полукруга. Наступает последняя четверть. В это время Луна находится в западной квадратуре, ψ = 90⁰, и к Земле снова обращены половина освещенного и половина неосвещенного полушария Луны. Но теперь Луна отстоит уже на 90⁰ к западу от Солнца и видна во второй половине ночи, вплоть до восхода Солнца.

Постепенно ущерб лунного диска увеличивается, Луна снова принимает вид узкого серпа и видна на востоке, в лучах утренней зари, незадолго перед восходом Солнца. Через два-три дня лунный серп исчезает, и Луна снова не видна на небе, так как приблизительно через семь суток после последней четверти опять наступает новолуние. Соединение Луны с Солнцем во время новолуния и противостояние во время полнолуния называются сизигиями.