Лекция № 5

Айдың қозғалысы . Ай Жерге ең жақын аспан денесі және оның табиғи серігі болып табылады. Айдың радиусы 1738 км, ал массасы Жердің массасынан 81,3 есе кіші.

Жердің тәуліктік айналысынан шығыстан батысқа қарай қозғалуымен Ай оң бағытта жылдамырақ және бірқалыпсыз жұлдыздар фонында Ай жолы үлкен дөңгелегі бойымен қозғалады. Ай жолы дөңгелегі боймен 1 сағатта 0⁰,5-қа жылжиды. Ал бір тәулікте 13⁰,5-қа жылжиды. Сондықтан Ай жоғарғы кульминацияда күнде өткен тәуліктегіден жуықтап 52 кейін болады. Ай жолы зодиак шоқжұлдыздары арқылы өтеді. Ай жолы эклиптикаға 5⁰,09¹-қа көлбеген,және эклиптикамен диагональды қарама қарсы екі нүктеде қиылысады. Бұл нүктелерді ай түйіндері деп атайды. Шығатын ай түйінінде Ай эклиптикадан солтүстік аспан сферасына, ал бататын ай түйінінде оңтүстік аспан сферасына өтеді.

Ай орбитасы Жер орбитасы жазықтығымен екі ай түйіні және Жер центрі арқылы өтетін түйіндер сызығы бойымен қиылысады. Сонымен ай жолы ай орбитасы жазықтығының аспан сферасымен қиылысатын үлкен шеңбері болып табылады. Ай орбитасының орташа элементтері: үлкен жарты осі a = 384400 км,эксцентриситеті е = 0,0549, көлбеулігі і =5⁰,09¹. Ай орбитасының Жерге ең жақын нүктесі П – перигей, ең алыс нүктесі А– апогей деп аталады.

Айдың орбитасы бойымен айналыс париоды жұлдыздық немесе сидерлік ай деп аталады. Оның орташа ұзақтығы Т = 27,32 тәулік = 27^к7^сағ14^м12^с.

Айдың орбита бойымен қозғалысы бір қалыпсыз. Күннің гравитациялық әсерінен өте күшті қозу жағдайында болады. Осы қозу себебінен ай орбитасының элементтері мәні үнемі өзгерісте болады. Мысалы: 4⁰58¹ < і < 5⁰20⁰.

Ай түйіндері эклиптика бойымен үздіксіз Айдың қозғалыс бағытына қарама қарсы бағытта , яғни батысқа қарай жылжи отырып 18 жыл 7 айда толық бір айналым жасайды. Ай орбитасы өзінің жазықтығында тура бағытта 8 жыл 10 ай периодпен бүрылады, яғни оның перигейі П осы уақыт аралығында толық бір айналым жасайды.

Ай жерді айнала бір айналым жасағанда ай түйіндері 1⁰,5 жылжиды екен. Сондықтан жұлдызды ай өткенде Ай дәл өзінің бұрынғы орнына қайтып оралмайды, әрбір келесі айналымын басқа жолмен жасайды. Тек 18 жыл 7 айдан кейін бұрынғы орнына келеді.

Ай орбита бойымен қозғалысымен қатар өз осі айналасында жәймен айналады, оның айналу периоды сидерлік айға тең, сондықтан Жерден айдың үнемі тек бір жарты шары көрінеді. Айдың экваторы эклиптика жазықтығымен 1⁰30¹ жасайды, ал ай орбитасы жазықтығымен 6⁰39¹ бұрыш жасайды. Және осы үш жазықтық: ай жолы, ай орбитасы, аспан экваторы жазықтықтары ай түйіндері сызығы бойымен қиылысады.Бұл1721 жылы француз астраномы Кассини ашқан заң.

Ай фазалары. Айдың жұлдыздар фонында көрінерлік қозғалысы, Айдың жерді айнала қозғалатындығынан, ( Айдың аспандағы көрінерлік жолы) зодиак шоқжұлдыздары аралығында өзінің орнын өзгертіп отыратын тұйықталмаған қисық. Айдың көрінерлік қозғалысы Ай фазасы деп аталатын оның сыртқы түрінің үздіксіз өзгеріп отыратындығымен болады. Кейбір күндері Ай тіпті көрінбейді, кейде орақ тәрізді жіңішке, кейде жарты дөңгелек кейде толық дөңгелек түрінде болады. Ай фазалары ол Жер сияқты қараңғы, мөлдір емес, шар тәрізді дене және Күнге қатысты әртүрлі орында болатындығымен түсіндіріледі.

Күн айдан өте қашықтықта болғандықтан күн сәулесі айға параллель бағытта түседі және үнемі оның бір жартысын жарықтандырады. Ай дискасының қараңғы бөлігін жарық бөлігінен бөліп тұратын сызық терминатор деп аталады.Ай фазасы Ф әрпімен белгіленеді, Ф = формуласымен анықталады. Мұндағы d – Ай диаметрі, в - Ай дискасынан ең үлкен бөлігі енділігі.

Айдың негізгі төрт фазасын ажыратады: жаңа ай, бірінші ширек, толық ай, соңғы ширек. Айдың бірдей аттас екі фазасы уақыт арлығы синодтық ай деп аталады. Бақылаулар синодтық ай ұзақтығы 29,53 тәулік екендігін, сонымен синодтық ай сидерлік айдан ұзақ екен деген қорытынды шығарды. Айдахарлық ай (27,21тәулік) - Айдың өз орбитасының түйінін бірінен соң бірі екі рет өту уақыт аралығы. Тропикалық ай - айдың ұзақтығы 360⁰-қа дейін өсу уақыт аралығы.

Күн тұтылу. Ай өзінің қозғалысы кезінде зодиак шоқ жұлдыздарын жабады. Сонымен қатар Ай пероидты түрде Күнді бөлшектеп немесе толық жауып отырады-яғни Күн тұтылу болады.

Күнмен жарықталынып тұрған Айдың кеңістікте конус тәрізді көлеңкесі таралады, оны айнала шашыраған конус тәрізді шала көлеңкесі таралады.

Ай көлеңкесі мен оның шала көлеңкесі Жер бетіне түскенде ол жерде Күн тұтылуы болады. Ай көлеңкесі түскен жерде толық Күн тұтылуы, ал шала көлеңкесі түскен жерде шала күн тұтылуы болады. Толық тұтылу кезінде Ай күнді толық жабады, ал шала тұтылу жерлерінде Ай күнді бөлшектеп жабады. Жер бетіндегі Ай көлеңкесі мен шала көлеңкесі сопақша дақ түрінде болады, ал дақ формасы Күн мен Айдың горизонт үстіндегі орнына байланысты. Олардың биіктігі аз болған сайын екі конустың да осі Жер бетіне көбірек көлбеген, ал көлеңке мен шала көлеңке дақтары соншалықты созылыңқы болады. Ал Күн тұтылу зенит маңайында болса, онда тропикалық белдеуде Ай көлеңкесі мен шала көлеңкесінің формасы дөңгелекке жуық болады.

Айдың батыстан шығысқа қарай қорғалуы себебінен оның көлеңкесі мен шала көлеңкесі сол бағытта жер бетімен жүгіреді (жылжиды). Ай көлеңкесі жүгіретін Жер беті жолағы толық фаза жолағы деп аталады. Толық фаза жолағы ені Ай, Күн, Жердің өзара орналасуына байланысты 4 км - 100 км аралағында болады. Ай Жерге ең жақын келгенде, яғни перигелиде толық фаза жолағы ені 270 км-ге, ал шала көлеңке диаметрі 6750 км-ге жуық болады. Ай Жерден және Жер Күннен орташа қашықтықта болғанда Ай дискасы диаметрі ( 31,1) Күн дискасы диаметрінен (d=32’) кіші болады да шала көлеңкесі Жерге жетпейді. Сондықтан Ай Күнді толық жаппайды, бұл кезде сақина тәрізді тұтылу болады. Қараңғы Ай диаметрі айналасында жарық жіңішке Күн беті сақинасы көрінеді. Толық және сақина тәрізді тұтылу көбінесе центрлік деп аталады.

Егер Жер бетіне тек Айдың шала көлеңкесі түсетін болса онда оны шала тұтылу деп атаймыз.

Тұтылудың толық фазасының ең үлкен ұзақтығы 7^м 31^с және ол Жер экваторы аймағында Ай көлеңкесі диаметрі максимал (270 км) болғанда болады. Бұндай тұтылу өте сирек болады. 1500 жылдан бері әлі ондай тұтылу болған емес. VII ғасыр мен XVIII ғасыр басы арылығында бұндай бірде бір тұтылу болмайды. Ең жақын арада болатын толық Күн тұтылуы ұзақтығы 7^м 29^с 2186 ж. 16 шілдеде болады.

Сақина тәрізді тұтылудың ең үлкен ұзақтығы 12^м,3 ал шала тұтылу-3^сағ,5. Көбінесе күн тұтылулар 2,5 сағ, ал толық және шала тұтылулар 2-3 минутқа созылады.

Жерде жалпы толық тұтылу ұзақтығы, тұтылу басталу кезінен тұтылу аяқталу кезі аралығы,

1^сағ -3^сағ,5 құрайды, ал осы уақыт аралығында ай көлеңкесі 6000 км-1200 км жолды жүгіріп өтеді.Жерде барлық фазада жалпы Ай тұтылу ұзықтығы 6 сағатқа созылады.

Күн тұтылу фазасы Күн дискісінің ашық бөлігі диаметрінің d оның толық диаметріне d-ге қатнасы арқылы өлшенеді.

Ай тұтылуы. Ай тұтылу Айдың жердің көлеңкесі арқылы өтуі болатын физикалық құбылыс. Жердің Күннен қашықтығына байланысты Жер көлеңкесі ұзындығы 1359 км-ден 1405000 км-ге созылады, орташа есеппен 1382000 км, яғни бұл Айдың геоцентрлік қашықтығынан әлдеқайда үлкен. Жер көлеңкесі осі Жер орбитасы жазықтығында жатады, сондықтан жер көлеңкесі мен шала көлеңкесі аспанға концентрлі шеңбер түрінде проекцияланады. Бұл концентрлі шеңберлер центрі күнге қарама-қарсы эклиптикада жатады. Сондықтан Ай тұтылу Ай күнге қарама-қарсы тұрғанда, яғни толық ай фазасында ай түйіндері маңайында болуы мүмкін екендігі шығады.

Тұтылулар дәл бұрынғы қалпында қайталануы уақыт аралығы сарос деп аталады.

Сарас 18 жыл 11,3 тәулікке тең.

Сароста 70-71 тұтылу болуы мүмкін, оның 42-43 күн тұтылу,-28-ай тұтылу.

Күн және Ай тұтылу болуы есебептерін және олардың болуы шарттарын мынадай сызба арқылы оңай түсіндіруге болады.

Екі қиылысатын доға жүргіземіз, оның бірі эклиптикаға, екіншісі Ай жолына сәйкес келеді. Ай мен Күннің көрінерлік диаметрлері бірдей 0,⁰5, сондықтан оларды сызбада бірдей диаметрмен көрсеткен. Егер жаңа Ай ай түсінен қашығырақта болса, онда күн тұтылу болмайды. Егер жаңа Ай түйіннен 15⁰ аралықта болса, күн тұтылу болады, және жаңа Ай түйінге жақын болған сайын Күннің көбірек бөлігі Ай дискасымен жабыла түседі. Ақырында түйіннің өзінде ай туса толық немесе сақина тәрізді күн тұтылу болады. 30⁰ доғаны эклиптика бойымен Күн 30,5 тәулікте жүріп өтеді, ал синодтық ай 29,5 тәулік,олай болса 30,5 тәулік ішінде кемінде 1 рет, кейде екі рет жаңа ай болады. Сондықтан жылына түйінде минимум 2 рет күн тұтылу болады. Күн тұтылу жылына минимум 2 рет-максим. 5 рет. Осыған ұқсас Ай тұтылуды да түсіндіруге болады.

Бұл жерде екі негізгі нәрсені еске сақтау керек:.

1. Ай тұтылу толық ай фазасында болуы мүмкін, себебі Жердің көлеңкесі Күнге қарама-қарсы жаққа түседі.

2. Жер көлеңкесі осі төбесі эклиптика бойында Күнге қарама-қарсы жақта жатады.

Бұдан Ай тұтылу айдың толық ай фазасы Ай түйініне жақын болғанда болатындығы көрінеді.Сызбадан 3,2,5,6 орындарда шала ай тұтылу, 4-ші орында толық ай тұтылу , түйіннен қашықтықта ай тұтылу болмайтындығы көрінеді.