3. Істинний рух Місяця

Видимий рух Місяця добре описується за уявленнями геоцентричності його руху. Але насправді рух Місяця є геоцентричним, оскільки:

Земля – Місяць подвійна система, що обертається навколо єдиного центра мас системи (барицентр), що в свою черг рухається по еліптичній орбіті навколо Сонця (орбіта Землі). Барицентр знаходиться в серидині Землі на відстані 4670 км від центру ( ).

4. Періоди обертання Місяця. Лібрації

Спостерігаючи за положенням Місяця на небі упродовж декількох вечорів, переконуємося в тому, що він зміщується на тлі зір із заходу на схід з середньою кутовою швидкістю 13,2° на добу. Проміжок часу, за який Місяць, описавши повне коло на небесній сфері, повертається до початкового положення на тлі зір, називається сидеричним періодом обертання Місяця навколо Землі. Він дорівнює 271/3 доби, а точніше 27,321661 доби = 27 діб 7 год. 43 хв. 11,5 с.

Проміжок часу, між двома послідовними однойменними фазами Місяця,

називається синодичним місяцем. Він триває 29,53059 доби = 29 діб 12 год.

44 хв. 2,8 с.

Лінія на диску Місяця, що відділяє його освітлену частину від неосвітленої, називається термінатором (від лат. termino — обмежую, визначаю).

Для спостерігача, який вивчає поверхню Місяця з Землі, створюється враження, нібито Місяць навколо своєї осі не обертається, оскільки він повернутий до Землі одним і тим самим боком. Насправді це означає, що відносно далеких зір Місяць обертається навколо осі з тим самим періодом, що й навколо Землі, тобто за 27 доби. Таке обертання називається синхронним.

Як виявлено, площина місячного екватора утворює з площиною екліптики кут 1°30', а з площиною орбіти Місяця — кут 6°41', тобто вісь обертання Місяця нахилена до площини його орбіти на кут 83°19'. При цьому

площина екліптики лежить між площинами місячного екватора й орбіти Місяця, і всі три площини перетинаються по лінії місячних вузлів. Цю особливість відкрив французький астроном Жак Кассіні (1677–1756) у 1721 р.

Це так званий закон Кассіні.

Разом із лінією вузлів вісь обертання Місяця повертається в просторі, описуючи за 18,61 року конічну поверхню. Завдяки цьому з Землі позмінно видно то північний, то південний полюс Місяця (рис. 2).

Р и с. 2. Лібрація Місяця по широті

Це створює ілюзію погойдування Місяця на 6°39' у напрямі меридіанів. Таке явище ілюзорного погойдування називається оптичною лібрацією по широті (від лат. libro — розгойдую), його період — 27,21 доби — співпадає з тривалістю драконічного місяця.

Спостерігається також лібрація по довготі (рис. 3).

Р и с. 3. Лібрація Місяця по довготі

Вона зумовлена тим, що навколо осі Місяць обертається рівномірно, практично зі сталою кутовою швидкістю, тоді як по своїй еліптичній орбіті він рухається нерівномірно: відповідно до другого закону Кеплера поблизу перигею він рухається швидше, а поблизу апогею — повільніше. Тому за чверть періоду обертання Місяць після проходження перигею П пройде шлях, більший за чверть своєї орбіти, а навколо осі він повернеться на 90°. Точка a,

що для земного спостерігача в перигеї Місяця проектувалася на центр його диска, тепер дещо відхилиться в бік сходу. Туди ж зміститься і точка b, що раніше була на самому краю диска. Так стає видимою частина поверхні Місяця, що знаходиться за західним краєм видимої півкулі. В апогеї Місяць має такий самий вигляд, як і в перигеї. За наступну чверть періоду Місяць пройде менше ніж четверту частину своєї орбіти, однак навколо осі повернеться на 90°. Тепер із Землі буде видно частину його поверхні за східним краєм диска. Період лібрації по довготі дорівнює аномалістичному місяцю — проміжку в 27,55 доби, за який Місяць, здійснивши один оберт на орбіті, знову повертається в перигей. Найбільше значення лібрації по довготі становить 7°54'.

Існує також добова, або паралактична лібрація, яка виникає внаслідок

того, що Місяць знаходиться досить близько до Землі, і два спостерігача з різних точок Землі мають змогу в один і той же момент бачити дещо різні частини місячної поверхні. Паралактична лібрація становить приблизно 1°.

Фізична лібрація зумовлена відхиленням великої півосі еліпса місячної орбіти від напряму на Землю, її значення усього 2".

Унаслідок спільної дії усіх типів лібрацій Місяця з поверхні Землі видно

не 50, а майже 60% місячної поверхні.