אַסטרוֹנוֹמִיָה

האם יש מילה לתזמון זמן למסלול של ירח?

האם יש מילה לתזמון זמן למסלול של ירח?

עבור כוכב לכת, אנו יכולים להתייחס באופן קולקטיבי לתקופת הסיבוב שלו כ"יום "ולתקופת המהפכה סביב כוכב האם שלו כ"שנה". לעולמות מסוימים יש מונחים ייחודיים, כמו שמכונים את ימי המאדים כ"סוליות ", אך העיקרון זהה: מילה אחת לסיבוב סביב צירו, אחרת לסיבובים סביב הכוכב.

האם יש מילה מקבילה לתקופת מהפכת הירח סביב כוכב לכת? על כדור הארץ הוא מסתדר בערך עם "חודש", אך לכוכבי לכת רב-ירח יהיו תקופות שונות עבור כל ירח.

אם הייתי אחראי על תזמון זמן למשימה באירופה או בגנימד, באיזה מונח הייתי משתמש להתייחס לפרק הזמן שלוקח לירח להשלים מסלול אחד של צדק?


עליך להשתמש באחד המונחים המוגדרים במדויק של מדדים ספציפיים לתקופת מסלול, המתוארים בדף ויקיפדיה זה.

אולי תסתלק עם "תקופת מסלול" בלבד אם אינך משתמש בה בהקשר הדורש דיוק.

למשך משך היום יש יום סינודי וגם תקופה סידרית. יש כאן דיון על ההבדל בין אלה.


אם מוסיפים לתשובת @ stephenG, ניתן להשתמש בעמוד הוויקיפדיה הקשור חודש הירח בכדי לקבל מושג על משמעות המושגים השונים.

אני חייב להסכים עם זאת שכנראה צריך לנסות להיחלץ משימוש במילה חודש תוך הסחת דעת של האדם שאתה מדבר איתו (שיעול או טיפה של משהו) ואז להמשיך במהירות, כי לכל מונח מדויק יותר יהיה מאוד הגדרה ספציפית, ואם מישהו אומר "חכה, אתה לא מתכוון ל בלה בלה בלה חודש? "תצטרך להפסיק להבין אם אתה עושה או לא!

מסגרת חביבה - או - קריטריונים ירח כדור הארץ (ימים) כוכבי אינרציה סידריים 27.321661 מסתובב סינודי עם כדור הארץ השמש 29.530588 מישור מסלול דרקוניטי (קודמים) 27.212220 (או דרקוני) זמן בין צמתים עולים (או נודל) זמן אנומליסטי בין ההקפות 27.554551 יישור של 27.321582 ציר הירח עם קו הפלנטה-ירח

עידן (אסטרונומיה)

באסטרונומיה, an תְקוּפָה אוֹ עידן התייחסות הוא רגע בזמן המשמש נקודת ייחוס לכמות אסטרונומית כלשהי המשתנה בזמן. זה שימושי עבור הקואורדינטות השמימיות או אלמנטים מסלוליים של גוף שמימי, מכיוון שהם נתונים להפרעות ומשתנים עם הזמן. [1] כמויות אסטרונומיות המשתנות בזמן עשויות לכלול, למשל, את קו האורך הממוצע או האנומליה הממוצעת של הגוף, את צומת מסלולו ביחס למישור הייחוס, את כיוון האפוגי או אפליון של מסלולו, או את הגודל. של הציר המרכזי של מסלולו.

השימוש העיקרי בכמויות אסטרונומיות שצוינו בדרך זו הוא חישוב פרמטרים רלוונטיים יותר של תנועה, על מנת לחזות מיקומים ומהירויות עתידיים. הכלים המיושמים של תחומי המכניקה השמימית או מכניקת מסלול התת-שדה שלה (לחיזוי מסלולים ומיקומים מסלוליים עבור גופים הנמצאים בתנועה תחת השפעות הכבידה של גופים אחרים) יכולים לשמש ליצירת ארעיות, טבלת ערכים המקנה את המיקומים והמהירויות של עצמים אסטרונומיים בשמיים בזמן או בזמנים מסוימים.

ניתן לציין כמויות אסטרונומיות בכל אחת ממספר דרכים, למשל, כפונקציה פולינומית של מרווח הזמן, עם תקופה כנקודת מוצא זמנית (זוהי דרך מקובלת לשימוש בתקופה). לחלופין, הכמות האסטרונומית המשתנה בזמן יכולה לבוא לידי ביטוי כקבועה, השווה למדד שהיה לה בעידן, ומשאירה את השונות שלה לאורך זמן להיות מוגדרת בדרך אחרת - למשל, על ידי טבלה, כפי שהיה מקובל במהלך המאות ה -17 וה -18.

המילה תְקוּפָה שימש לעתים קרובות בדרך אחרת בספרות אסטרונומית ישנה יותר, למשל במהלך המאה ה -18, בקשר לטבלאות אסטרונומיות. באותה תקופה נהוג היה לציין כ"תקופות ", לא את התאריך והשעה המקוריים המקובלים עבור כמויות אסטרונומיות המשתנות בזמן, אלא את הערכים באותו תאריך ושעה. מאותן כמויות המשתנות בזמן עצמן. [2] בהתאם לאותו שימוש היסטורי חלופי, ביטוי כמו 'תיקון העידנים' יתייחס להתאמה, בדרך כלל בכמות קטנה, של ערכי הכמויות האסטרונומיות המונחות בטבלה החלות על תאריך ושעה ייחוס קבועים. (ולא, כפי שניתן היה לצפות מהשימוש הנוכחי, לשינוי מתאריך ושעת התייחסות לתאריך ושעה אחרים).


תוכן

מאפייני המסלול המתוארים בסעיף זה הם קירובים. למסלול הירח סביב כדור הארץ יש וריאציות רבות (הפרעות) בגלל משיכת הכבידה של השמש וכוכבי הלכת, שלמחקר (תורת הירח) יש היסטוריה ארוכה. [10]

צורה אליפטית עריכה

מסלולו של הירח הוא אליפסה כמעט מעגלית על כדור הארץ (הצירים החציוניים והמיניים הם 384,400 ק"מ ו -383,800 ק"מ בהתאמה: הפרש של 0.16% בלבד). משוואת האליפסה מניבה אקסצנטריות של 0.0549 ומרחקי פריגיי ואפוגי של 362,600 ק"מ ו -405,400 ק"מ בהתאמה (הפרש של 12%).

מכיוון שאובייקטים קרובים יותר נראים גדולים יותר, גודלו לכאורה של הירח משתנה ככל שהוא נע לכיוון מתבונן על כדור הארץ וממנו. אירוע המכונה 'סופר-מון' מתרחש כאשר הירח המלא נמצא הכי קרוב לכדור הארץ (perigee). הקוטר הנראה הגדול ביותר האפשרי של הירח הוא זהה לגדול ב -12% (כמגדל פריגי לעומת מרחק האפוגי) מאשר הקטן ביותר שהשטח לכאורה הוא 25% יותר וכך גם כמות האור שהוא מחזיר לעבר כדור הארץ.

השונות במרחק מסלול הירח מתאימה לשינויים במהירויות המשיקות והזוויתיות שלו, כאמור בחוק השני של קפלר. התנועה הזוויתית הממוצעת ביחס למתבונן דמיוני בכוכבי כדור הארץ – הירח היא 13.176 ° ליום מזרחה (תקופת J2000.0).

התארכות התארכות

התארכות הירח היא המרחק הזוויתי שלה ממזרח לשמש בכל עת. בירח חדש, זהו אפס ונאמר שהירח הוא בצירוף. בירח מלא, ההתארכות היא 180 ° ואומרים שהוא באופוזיציה. בשני המקרים, הירח נמצא בסיזיגי, כלומר השמש, הירח וכדור הארץ כמעט מיושרים. כאשר ההתארכות היא 90 ° או 270 °, אומרים שהירח נמצא ברביעיות.

עריכת Precession

כיוון המסלול אינו קבוע במרחב אלא מסתובב לאורך זמן. נסיגה מסלולית זו נקראת נסיגה אפסידלית והיא סיבוב מסלול הירח בתוך מישור ההקפה, כלומר צירי האליפסה מכוונים. הציר העיקרי של מסלול הירח - הקוטר הארוך ביותר של המסלול, המצטרף לנקודותיו הקרובות והרחוקות ביותר, פריגיוס ואפוגי, בהתאמה - עושה מהפכה שלמה אחת בכל 8.85 שנות כדור הארץ, או 3,232.6054 יום, כשהוא מסתובב לאט באותו כיוון כמו הירח עצמו (תנועה ישירה) - כלומר, קודמים מזרחה בכ -360 מעלות. המיתון האפסידלי של הירח נבדל מהמצב הנודאלי של מישור מסלולו וממצב הציר של הירח עצמו.

עריכת נטייה

הנטייה הממוצעת של מסלול הירח למישור האקליפטי היא 5.145 °. שיקולים תיאורטיים מראים כי הנטייה הנוכחית ביחס למישור האקליפטי התעוררה על ידי התפתחות גאות ושפל ממסלול קרוב יותר לכדור הארץ עם נטייה קבועה למדי ביחס לקו המשווה של כדור הארץ. [11] זה ידרוש נטייה של מסלול מוקדם יותר זה של כ -10 ° לקו המשווה כדי לייצר נטייה נוכחית של 5 ° אל האקליפטיקה. ההערכה היא שבמקור הנטייה לקו המשווה הייתה קרוב לאפס, אך ניתן היה להגדיל אותה ל -10 מעלות באמצעות השפעת כוכבי הלכת שעברו ליד הירח בזמן שנפלו לכדור הארץ. [12] אם זה לא היה קורה, הירח היה עכשיו קרוב הרבה יותר ליקוי החמה והליקויים היו תכופים הרבה יותר. [13]

ציר הסיבוב של הירח אינו ניצב למישור מסלולו, ולכן קו המשווה הירחי אינו נמצא במישור מסלולו, אלא נוטה אליו בערך קבוע של 6.688 מעלות (זוהי העקיפה). כפי שהתגלה על ידי ז'אק קאסיני בשנת 1722, ציר הסיבוב של הירח מקדים בקצב זהה למישור מסלולו, אך הוא מחוץ למצב 180 °. (ראה חוקי קסיני). לכן, הזווית בין האקליפטה לקו המשווה הירחי היא תמיד 1.543 °, למרות שציר הסיבוב של הירח אינו קבוע ביחס לכוכבים. [14]

צמתים עריכה

הצמתים הם נקודות בהן מסלול הירח חוצה את האקליפטיקה. הירח חוצה את אותו הצומת כל 27.2122 יום, מרווח הנקרא חודש דרקוני אוֹ חודש דרקוניטי. לקו הצמתים, הצומת בין שני המישורים המתאימים, תנועה רטרוגרדית: עבור צופה בכדור הארץ הוא מסתובב מערבה לאורך האקליפטיקה עם פרק זמן של 18.6 שנים או 19.3549 מעלות לשנה. במבט מהצפון השמימי, הצמתים נעים בכיוון השעון סביב כדור הארץ, מול הסיבוב של כדור הארץ עצמו ומהפכתו סביב השמש. ליקוי חמה של הירח או השמש יכול להתרחש כאשר הצמתים מתיישרים עם השמש, בערך כל 173.3 יום. נטיית מסלול הירח קובעת גם ליקוי חמה של צללים כאשר צמתים חופפים לירח מלא וירח חדש כאשר השמש, כדור הארץ והירח מתיישרים בתלת מימד.

למעשה, משמעות הדבר היא כי "השנה הטרופית" על הירח אורכה 347 ימים בלבד. זו נקראת השנה הדרקונית או שנת הליקוי. "עונות השנה" על הירח משתלבות בתקופה זו. במשך כמחצית מהשנה הדרקונית הזו, השמש מצפון לקו המשווה הירחי (אך לכל היותר 1.543 מעלות), ובמחצית השנייה היא מדרום לקו המשווה הירחי. ברור שההשפעה של עונות אלה מועטה בהשוואה להבדל בין ליל הירח ליום הירח. בקטבי הירח, במקום ימי לילה וירח רגילים של כ -15 ימי כדור הארץ, השמש תהיה "למעלה" במשך 173 יום שכן היא תהיה "למטה" זריחה קוטבית והשקיעה אורכת 18 יום בכל שנה. "למעלה" כאן פירושו שמרכז השמש נמצא מעל האופק. [15] זריחות ושקיעות קוטביות ירחיות מתרחשות בסביבות ליקוי החמה (שמש או ירח). לדוגמא, בליקוי החמה של ה- 9 במרץ 2016, הירח היה ליד הצומת היורד שלו, והשמש הייתה קרובה לנקודה בשמיים בה קו המשווה של הירח חוצה את האקליפטיקה. כאשר השמש מגיעה לנקודה זו, מרכז השמש שוקע בקוטב הצפוני של הירח ועולה בקוטב הדרומי של הירח.

נטייה לקו המשווה ולעמידה בירח עריכה

כל 18.6 שנים, הזווית בין מסלול הירח לקו המשווה של כדור הארץ מגיעה למקסימום 28 ° 36 ′, סכום הטיה המשוונית של כדור הארץ (23 ° 27 ′) ונטיית מסלול הירח (5 ° 09 ′) אל האקליפטיקה. זה נקרא קיפאון ירחי גדול. בסביבות הזמן הזה, הירידה של הירח תשתנה מ -28 ° 36 'ל + 28 ° 36'. לעומת זאת, 9.3 שנים מאוחר יותר, הזווית בין מסלול הירח לקו המשווה של כדור הארץ מגיעה למינימום של 18 ° 20 ′. זה נקרא a קיפאון ירח קל. הקיפאון האחרון של הירח היה קיפאון קל באוקטובר 2015. באותה תקופה הצומת היורד קו בשוויון השוויון (הנקודה בשמיים עם העלייה הימנית אפס וירידה באפס). הצמתים נעים מערבה בכ -19 ° בשנה. השמש חוצה צומת נתון כ -20 יום קודם לכן בכל שנה.

כאשר הנטייה של מסלול הירח לקו המשווה של כדור הארץ היא מינימום של 18 ° 20 ′, מרכז הדיסק של הירח יהיה מעל האופק בכל יום מקו רוחב פחות מ- 70 ° 43 '(90 ° - 18 ° 20') - פרלקסה 57 ') צפונה או דרום. כאשר הנטייה היא לכל היותר 28 ° 36 ', מרכז הדיסק של הירח יהיה מעל האופק כל יום רק מקווי רוחב פחות מ 60 ° 27' (90 ° - 28 ° 36 '- 57' פרלקסה) צפונה או דָרוֹם.

בקווי רוחב גבוהים יותר, תהיה תקופה של יום אחד לפחות בכל חודש בו הירח לא עולה, אך תהיה גם תקופה של לפחות יום אחד בכל חודש בו הירח לא ישקע. זה דומה להתנהגות העונתית של השמש, אך עם תקופה של 27.2 יום במקום 365 יום. שים לב שנקודה על הירח יכולה להיראות בפועל כאשר היא נמצאת כ -34 דקות קשת מתחת לאופק, בגלל שבירה אטמוספרית.

בגלל נטיית מסלול הירח ביחס לקו המשווה של כדור הארץ, הירח נמצא מעל האופק בקוטב הצפוני והדרומי כמעט שבועיים בכל חודש, למרות שהשמש נמצאת מתחת לאופק במשך שישה חודשים בכל פעם. התקופה מעליית הירח לעליית הירח בקטבים היא חודש טרופי, כ- 27.3 יום, די קרוב לתקופה הסידרית. כאשר השמש נמצאת הכי רחוק מתחת לאופק (יום שעון חורף), הירח יהיה מלא כשהוא בנקודה הגבוהה ביותר. כאשר הירח נמצא בתאומים הוא יהיה מעל האופק בקוטב הצפוני, וכשהוא במזל קשת הוא יעלה בקוטב הדרומי.

האור של הירח משמש זואופלנקטון בקוטב הצפוני כאשר השמש נמצאת מתחת לאופק במשך חודשים [16] ובוודאי היה מועיל לבעלי החיים שחיו באזורים הארקטיים ובאנטארקטיקה כשהאקלים היה חם יותר.

מודל קנה מידה עריכה

מודל קנה מידה של מערכת כדור הארץ – ירח: הגודל והמרחק הם בקנה מידה. הוא מייצג את המרחק הממוצע של המסלול ואת הרדיוסים הממוצעים של שני הגופים.

בסביבות 1000 לפני הספירה, הבבלים היו הציוויליזציה האנושית הראשונה שידעה כי רשמה תיעוד עקבי של תצפיות הירח. לוחות חרס מאותה תקופה, שנמצאו מעל שטחה של עירק של ימינו, רשומים בכתב תבלינים המתעדים את הזמנים והתאריכים של עליות הירח והירידות, הכוכבים שעבר הירח בסמוך והבדלי הזמן בין עלייה לירח שקיעת השמש והירח גם סביב הירח המלא. האסטרונומיה הבבלית גילתה את שלוש התקופות העיקריות של תנועת הירח והשתמשה בניתוח נתונים לבניית לוחות שנה ירחיים שנמשכו גם אל העתיד. [10] שימוש זה בתצפיות מפורטות ושיטתיות לחיזוי על סמך נתונים ניסיוניים עשוי להיות מסווג כמחקר המדעי הראשון בהיסטוריה האנושית. עם זאת, נראה כי בבבלים חסרה כל פרשנות גיאומטרית או פיזית לנתונים שלהם, והם לא יכלו לחזות ליקויי לירח עתידיים (אם כי "אזהרות" הונפקו לפני זמני ליקוי חמה).

אסטרונומים יוונים קדומים היו הראשונים שהציגו וניתחו מודלים מתמטיים של תנועת העצמים בשמיים. תלמי תיאר את תנועת הירח על ידי שימוש במודל גיאומטרי מוגדר היטב של אופניים וחיסול. [10]

סר אייזק ניוטון היה הראשון שפיתח תיאוריה שלמה של תנועה, מכניקה. התצפיות בתנועת הירח היו המבחן העיקרי של התיאוריה שלו. [10]

שֵׁם ערך (ימים) הַגדָרָה
חודש צדדי 27.321 662 ביחס לכוכבים הרחוקים (13.36874634 עובר למסלול שמש)
חודש סינודי 29.530 589 ביחס לשמש (שלבי הירח, 12.36874634 עובר למסלול שמש)
חודש טרופי 27.321 582 ביחס לנקודת הברזל (קודמות ב

ישנם מספר תקופות שונות הקשורות למסלול הירח. [17] החודש הסידורי הוא הזמן שלוקח מסלול שלם אחד סביב כדור הארץ ביחס לכוכבים הקבועים. זה בערך 27.32 ימים. החודש הסינודי הוא הזמן שלוקח לירח להגיע לאותו שלב חזותי. זה משתנה בעיקר לאורך השנה, [18] אך הוא ממוצע סביב 29.53 ימים. התקופה הסינודית ארוכה יותר מהתקופה הסידרית מכיוון שמערכת כדור הארץ-ירח נעה במסלול שלה סביב השמש בכל חודש סידורי, ולכן נדרשת תקופה ארוכה יותר כדי להשיג יישור דומה של כדור הארץ, השמש והירח. החודש האנומליסטי הוא הזמן שבין התושבים הוא כ- 27.55 יום. ההפרדה בין כדור הארץ לירח קובעת את חוזק כוח העלאת הגאות.

החודש הדרקוני הוא הזמן מצומת עולה לצומת עולה. הזמן שבין שני מעברים רצופים באותו אורך ליקוי נקרא החודש הטרופי. התקופות האחרונות שונות במקצת מהחודש הסידורי.

אורכו הממוצע של חודש קלנדרי (שתים עשרה בשנה) הוא כ -30.4 יום. זו אינה תקופת ירח, אם כי החודש הקלנדרי קשור היסטורית לשלב הירח הגלוי.

אטרקציית הכבידה שהירח מפעיל על כדור הארץ היא הגורם לגאות והשפל גם באוקיאנוס וגם בכדור הארץ המוצק. כדור הארץ המוצק מגיב במהירות לכל שינוי בכוח הגאות, העיוות מתבטא בצורת אליפסואיד עם נקודות השיא בערך מתחת לירח ובצדו הנגדי של כדור הארץ. זו תוצאה של המהירות הגבוהה של הגלים הסייסמיים בתוך כדור הארץ המוצק.

עם זאת, מהירות הגלים הסייסמיים אינה אינסופית, ויחד עם ההשפעה של אובדן אנרגיה בכדור הארץ, הדבר גורם לעיכוב קל בין מעבר הכוח המקסימלי עקב הירח לרוחב גאות כדור הארץ המרבית. כאשר כדור הארץ מסתובב מהר יותר ממה שהירח נע סביב מסלולו, זווית קטנה זו מייצרת מומנט כוח משיכה המאט את כדור הארץ ומאיץ את הירח במסלולו.

במקרה של גאות האוקיאנוס, מהירות גלי הגאות באוקיאנוס [19] היא איטית בהרבה ממהירות הכוח של גאות הירח. כתוצאה מכך, האוקיאנוס לעולם אינו נמצא בשיווי משקל קרוב לכוח הגאות. במקום זאת, הכפייה מייצרת את גלי האוקיאנוס הארוכים המתפשטים סביב אגני האוקיאנוס עד שבסופו של דבר מאבדים את האנרגיה שלהם באמצעות מערבולת, באוקיאנוס העמוק או על מדפי יבשת רדודים.

למרות שתגובת האוקיאנוס מורכבת יותר מבין השניים, ניתן לפצל את גאות האוקיאנוס למונח אליפסואידי קטן המשפיע על הירח בתוספת מונח שני שאין לו השפעה. המונח האליפסואידי של האוקיאנוס גם מאט את כדור הארץ ומאיץ את הירח, אך מכיוון שהאוקיאנוס מתפזר כל כך הרבה אנרגיית גאות ושפל, גאות האוקיאנוס הנוכחית משפיעה בסדר גודל גדול יותר מאשר גאות כדור הארץ המוצקה.

בגלל מומנט הגאות והשפל, הנגרם על ידי האליפסואידים, חלק מהמומנטום הזוויתי (או הסיבובי) של כדור הארץ מועבר בהדרגה לסיבוב של צמד כדור הארץ-ירח סביב מרכז המסה ההדדי שלהם, הנקרא "המרכזה". לקבלת תיאור מפורט יותר, ראה האצת גאות ושפל.

תנע זוויתי מסלולי מעט גדול יותר גורם למרחק כדור הארץ – ירח לגדול בכ 38 מילימטרים בשנה. [20] שימור המומנטום הזוויתי פירושו שהסיבוב הצירי של כדור הארץ מאט בהדרגה, ובשל כך היום שלו מתארך בכ- 24 מיקרו שניות מדי שנה (לא כולל ריבאונד קרחוני). שתי הנתונים תקפים רק לתצורה הנוכחית של היבשות. מקצבי הגאות מלפני 620 מיליון שנה מראים כי במהלך מאות מיליוני שנים הירח נסוג בקצב ממוצע של 22 מ"מ (0.87 אינץ ') בשנה (2200 ק"מ או 0.56% או מרחק כדור הארץ וירח למאה מיליון שנה) והיום התארך בקצב ממוצע של 12 מיקרו שניות בשנה (או 20 דקות למאה מיליון שנה), שניהם כמחצית מהערכים הנוכחיים שלהם.

השיעור הגבוה הנוכחי יכול להיות בגלל תהודה קרובה בין תדרים טבעיים לאוקיאנוסים לתדרי גאות ושפל. [21] הסבר נוסף הוא שבעבר כדור הארץ הסתובב הרבה יותר מהר, יום שאולי נמשך 9 שעות בלבד על כדור הארץ המוקדם. גלי הגאות וכתוצאה מכך באוקיאנוס היו אז קצרים בהרבה והיה קשה יותר לגאות אורך הגל הארוכה שמאלצת לרגש את גאות הגל הקצרה. [22]

הירח נסוג בהדרגה מכדור הארץ למסלול גבוה יותר, והחישובים מצביעים על כך שזה יימשך כ- 50 מיליארד שנה. [23] [24] עד אז, כדור הארץ והירח יהיו בתהודה הדדית של מסלול ספין או נעילת גאות ושפל, בו הירח יקיף את כדור הארץ בעוד כ- 47 יום (כרגע 27 ימים), וגם הירח וגם כדור הארץ היו מסתובבים סביב ציריהם באותו זמן, תמיד זה מול זה עם אותו צד. זה כבר קרה לירח - אותו צד תמיד פונה לכדור הארץ - וגם לאט לאט קורה לכדור הארץ. עם זאת, האטת סיבוב כדור הארץ אינה מתרחשת מספיק מהר כדי שהסיבוב יתארך לחודש לפני שתופעות אחרות ישנו את המצב: כ -2.3 מיליארד שנה מהיום, עליית קרינת השמש תגרום להתאדות האוקיינוסים של כדור הארץ, [25 ] הסרת עיקר החיכוך והתאוצה.

הירח נמצא בסיבוב סינכרוני, כלומר הוא שומר על אותו פנים כלפי כדור הארץ בכל עת. סיבוב סינכרוני זה נכון רק בממוצע מכיוון שלמסלולו של הירח יש אקסצנטריות מוגדרת. כתוצאה מכך, המהירות הזוויתית של הירח משתנה ככל שהוא מקיף את כדור הארץ ולכן לא תמיד שווה למהירות הסיבוב של הירח שהיא קבועה יותר. כאשר הירח נמצא בידו, תנועתו מסלולית מהירה יותר מסיבובו. באותה תקופה הירח מעט קדימה במסלולו ביחס לסיבובו סביב צירו, וזה יוצר אפקט פרספקטיבי המאפשר לנו לראות עד שמונה מעלות אורך של הצד הרחוק המזרחי (הימני) שלו. לעומת זאת, כאשר הירח מגיע לאפלייתו, תנועתו מסלולית איטית יותר מסיבובו, וחושפת שמונה מעלות אורך של הצד המערבי (השמאלי). זה מכונה רטט אופטי באורך.

ציר הסיבוב של הירח נוטה בסך הכל 6.7 ° ביחס לנורמלי למישור האקליפטיקה. זה מוביל להשפעה פרספקטיבית דומה בכיוון צפון – דרום המכונה רטט אופטי בקו רוחבהמאפשר לראות כמעט 7 ° רוחב מעבר לקוטב בצד הרחוק. לבסוף, מכיוון שהירח נמצא רק כ -60 רדיוס כדור הארץ ממרכז המסה של כדור הארץ, צופה בקו המשווה המתבונן בירח לאורך כל הלילה נע לרוחב בקוטר כדור הארץ אחד. זה מוליד א רטט יומיהמאפשרת לצפות באורך הירח של מעלה נוספת. מאותה סיבה, משקיפים בשני הקטבים הגיאוגרפיים של כדור הארץ יוכלו לראות רטט של מעלה אחת נוספת ברוחב.

מלבד "רטטים אופטיים" אלה הנגרמים על ידי שינוי הפרספקטיבה של צופה בכדור הארץ, ישנם גם "רטטים פיזיים" המהווים תזונה ממשית של כיוון קוטב הסיבוב של הירח בחלל: אך אלה קטנים מאוד.

במבט מהקוטב השמימי הצפוני (כלומר מהכיוון המשוער של הכוכב פולאריס) הירח מקיף את כדור הארץ נגד כיוון השעון וכדור הארץ מקיף את השמש נגד כיוון השעון, והירח וכדור הארץ מסתובבים על ציריהם נגד כיוון השעון.

ניתן להשתמש בכלל הימני כדי לציין את כיוון המהירות הזוויתית. אם האגודל של יד ימין מצביע על הקוטב השמימי הצפוני, אצבעותיו מסתלסלות בכיוון שהירח מקיף את כדור הארץ, כדור הארץ מקיף את השמש, והירח וכדור הארץ מסתובבים על ציריהם.

בייצוגים של מערכת השמש, מקובל לצייר את מסלול כדור הארץ מנקודת מבטו של השמש, ואת מסלול הירח מנקודת מבטו של כדור הארץ. זה יכול ליצור את הרושם שהירח מקיף את כדור הארץ בצורה כזו שלפעמים הוא הולך אחורה כשמסתכלים עליו מנקודת מבט של השמש. עם זאת, מכיוון שמהירות מסלול הירח סביב כדור הארץ (1 קמ"ש) קטנה בהשוואה למהירות מסלול כדור הארץ סביב השמש (30 קמ"ש), זה לעולם לא קורה. במסלול השמש של הירח אין לולאות אחוריות.

בהתחשב במערכת כדור הארץ – ירח ככוכב לכת בינארי, מרכז הכובד שלה נמצא בתוך כדור הארץ, כ -4,671 ק"מ (2,902 מייל) [27]> או 73.3% מרדיוס כדור הארץ ממרכז כדור הארץ. מרכז כובד זה נשאר על הקו שבין מרכזי כדור הארץ לירח כאשר כדור הארץ משלים את סיבובו היומי. נתיב מערכת כדור הארץ-ירח במסלול השמש שלה מוגדר כתנועה של מרכז כובד הדדי זה סביב השמש. כתוצאה מכך, מרכז כדור הארץ מסתובב בתוך מסלול מסלול השמש ומחוצה לו בכל חודש סינודי כאשר הירח נע במסלולו סביב מרכז הכובד המשותף. [28]

השפעת הכבידה של השמש על הירח היא יותר מפי שניים מזו של כדור הארץ על הירח. כתוצאה מכך, מסלול הירח תמיד קמור [28] [29] (כפי שנראה כשמסתכלים שמש אל כל מערכת השמש – כדור הארץ – הירח ממרחק רב. מחוץ למסלול השמש של כדור הארץ – ירח), ואינו נמצא במקום קעור (מאותה נקודת מבט) או עם לולאה. [26] [28] [30] כלומר, האזור הסגור על ידי מסלול השמש של הירח הוא קבוצה קמורה.


האם יש מילה לתזמון זמן למסלול של ירח? - אסטרונומיה

השלכות של חיכוך גאות ושפל

הגאות והשפל באוקיינוס ​​הם לֹא ההשפעה היחידה של כוחות הגאות הללו. גם גוף המוצק של כדור הארץ בולט מעט בצורה זו. כיפוף כדור הארץ היומיומי (הן גוף מוצק והן השתפכות האוקיאנוסים) גורמים לאובדן אנרגיה של סיבוב כדור הארץ, בגלל חיכוך. אנרגיה זו עוברת לחום ומגדילה את הטמפרטורה הפנימית של כדור הארץ. אובדן האנרגיה הסיבובית פירושו שכדור הארץ מאט את קצב הסיבוב שלו, נכון להיום בכ- 0.002 שניות למאה.

כפי שניתן לדמיין, כדור הארץ מפעיל גם כוחות גאות ושפל על הירח. למעשה, כוחות הגאות והשפל של כדור הארץ על הירח גדולים פי 20 מאלו של הירח על כדור הארץ. שימו לב מה קורה כשגוף מסתובב מעוות גאות. קו העיוות מסתובב ללא הרף מהקו בין שני הגופים, מה שגורם לבליטות להוביל מעט. יש אז מומנט נטו המתנגד לכיוון הסיבוב, ובכך מאט את שני הגופים. מומנט זה קיים עד שהסיבוב המואט גורם לתקופת מסלול הגוף להשוות לתקופת הסיבוב שלו. ברגע שזה קורה, אומרים שהגוף הוא נעול גאות , והמומנט והפיזור על ידי כוחות הגאות נפסקים. ברגע זה בזמן, הירח ננעל עם כדור הארץ, אך כדור הארץ אינו נעול עם הירח. זו הסיבה שהירח שומר על אותו פנים לכדור הארץ. בעתיד הרחוק, כדור הארץ המאט יסתגר בסופו של דבר עם הירח, ולא תתפתח שום התפתחות נוספת של המערכת.

כאשר זה קורה, איך תיראה מערכת כדור הארץ / הירח? הבליטה המובילה של כדור הארץ מפעילה גם משיכה נוספת על הירח במסלולו, מה שמביא להאצה קלה לאורך המסלול, ומגביר את מהירות מסלולו. משמעות הדבר היא שהירח מתפתל אט אט מכדור הארץ.

חידון הרצאות מס '1

האטמוספירה היא שכבת הגז המקיפה כמה כוכבי לכת. כידוע, חימום גז גורם לו להתרחבות (הלחץ עולה). לכוכב לכת מסיבי כמו צדק יש כוח משיכה כה חזק שהוא יכול להחזיק את הגזים שלו, והם לא יכולים לברוח לחלל. כדור הארץ יכול להחזיק גזים כבדים יותר, כמו חמצן ופחמן דו חמצני, אך לא את הגזים הקלים ביותר כמו מימן והליום. לכל גוף יש מהירות בריחה , כמה מהר אובייקט צריך לנוע בכדי לברוח. מהירות הבריחה על פני כדור הארץ היא 11.2 קמ"ש. כשמחממים גז החלקיקים שלו נעים מהר יותר, כך שהגז יישמר באטמוספירה של כדור הארץ תלוי בכמה שהוא חם והאם המולקולות נעות מהר יותר ממהירות הבריחה. אך לא כל מולקולות הגז נעות באותה מהירות. אנו מדברים על המהירות הממוצעת, שתלויה בטמפרטורה, אך גם כאשר רוב המולקולות נעות במהירות ממוצעת נמוכה יותר, כמה מהמהירות ביותר עדיין יעלו על מהירות הבריחה ונסחפות לחלל. ככל שהמהירות הממוצעת קרובה יותר למהירות הבריחה, כך יותר מולקולות הולכות לאיבוד, והאווירה תברח מהר יותר.

ירח

האם יש לירח אווירה? כדי לברר, אנו משווים את מהירות הבריחה של הירח למהירות חלקיקי הגז המרכיבים את האטמוספירה שלו. אלא אם חלקיקי הגז נעים הרבה יותר (גורם 10) לאט יותר ממהירות הבריחה, החלקיקים יחלחלו אל מחוץ לאטמוספירה לאורך זמן. מהירות הבריחה של הירח היא 2.32 קמ"ש בלבד, ומהירות החמצן (0 2 ) על פני הירח הוא 0.78 קמ"ש. S o מהירות הבריחה היא רק פי 3 מהמהירות הממוצעת. הירח יאבד כל חמצן שייוצר, לאחר כמה מאות שנים בלבד.

כל אטומים המשתהים סביב הירח, המיוצרים עקב התפחה או התפשטות מסלעים, נמשכים זמן קצר בלבד ויש למלא אותם ללא הרף. אווירת הירח היא ואקום טוב להפליא, רק 10 - 14 כספומטים.

כדור הארץ

כאשר כדור הארץ נוצר לראשונה, האטמוספירה שלו הייתה מתחילה להיות בעיקר H ו- He, אך מאבדת אותה בגלל מהירותם של חלקיקים אלה המאפשרת להם לברוח לאורך זמן. אווירה חדשה וכבדה יותר של ח 2 או, או 2 , נ 2 ו- CO 2 הוצא מהוולקניזם, או הובא לכאן על ידי שביטים.

הלחץ של האטמוספירה של כדור הארץ (וכל האטמוספירות) נופל בגובה, כך שלרוב רוב האטמוספירה נמצאת בגובה הנמוך ביותר. הטמפרטורה יורדת גם עם הגובה, לפחות בסמוך לפני השטח. לכן נהיה כל כך קר ויש כל כך מעט אוויר בראש ההר. אותה התנהגות כללית נכונה לכל האטמוספרות, אפילו לאטמוספירה של כוכבים! אך שימו לב מה קורה באיור למטה, המציג עלילה של שינוי הטמפרטורה עם הגובה באטמוספירה של כדור הארץ.

מבנה טמפרטורה אטמוספרי:

מדוע טמפרטורת האטמוספירה יורדת לגובה של כ -10 ק"מ ואז מתחילה לעלות שוב בסטרטוספירה? הסיבה לכך היא ספיגת אור אולטרה סגול (UV) מהשמש, המפקיד אנרגיה באזור זה של האטמוספירה ומחמם אותה. אזור זה נקרא סטרטוספירה מכיוון שהוא יציב לתנועות כלפי מעלה (שכבת היפוך), מה שאומר שעננים אינם עולים בעמודים אלא מתפשטים בשכבות דקות, כמו שכבות. אזור החימום המקסימלי באמצעות אור UV (Stratopause) הוא גם המיקום של שכבת האוזון, O 3, האחראית במידה רבה לספיגת UV ולהגן עלינו מפני הקרינה המזיקה.

עד לגיל המעבר הטמפרטורה שוב פוחתת, אבל אז עולה שוב בתרמוספירה בגלל ספיגת צילומי רנטגן מהשמש. "אטמוספירה" זו נמצאת מעט מתחת לגובהם של לוויינים נמוכים המסתובבים על פני כדור הארץ כמו מעבורת החלל, שמקיפה כ -200 ק"מ מעלה, וחלק זה של האטמוספירה כה דק עד שהוא ריק כמעט מושלם.

האטמוספירה של כדור הארץ היא בערך 1/5 O 2 ו- 4/5 נ ' 2 , עם כמויות זעירות של גזים אחרים כגון פחמן דו חמצני (CO 2 ) ומים (ח 2 O). עם זאת, כמות CO 2 עלה משמעותית ב- 200 השנים האחרונות, בין השאר כתוצאה מפעילות אנושית (שריפת דלקים מאובנים וכו '). פחמן דו חמצני הוא א גזי חממה , מה שנקרא כי זה מתנהג כמו חממה בשמירה על חום כדור הארץ. כיצד פועל אפקט החממה? קרינה מהשמש עוברת דרך האטמוספירה בטווח הגלוי של הספקטרום ומחממת את הקרקע, ואז מייבש מחדש את האנרגיה החוצה לחלל, אבל עכשיו באינפרא אדום חלק מהספקטרום. גזי חממה חוסמים את בריחת החום על ידי ספיגת קרינת האינפרא אדום. כתוצאה, יש אינדיקציות מדאיגות לכך שהאקלים של כדור הארץ מתחמם. האקלים של כדור הארץ נעשה קר וחם יותר במרווחי זמן לאורך זמן, וגרם לתקופות קרחוניות ולתקופות בין-קרחוניות, ולכן אי אפשר עדיין לדעת אם בני האדם אשמים בעיקר בהתחממות האקלים. אף על פי כן, אנחנו פחית לעזור לשמור על הבעיה על ידי הפחתת פליטת גזי חממה.

שאלה בהרצאה מס '2

כדור הארץ הוא כוכב הלכת היחיד שנוכל לחקור בפירוט רב. אנו יודעים הרבה על מבנה פנים כדור הארץ, אך עלינו לזכור שכוכבי לכת אחרים עשויים להיות שונים בדרכים בסיסיות. We must take what we learn about Earth and compare and contrast it with the other planets.

ה מתכוון אוֹ bulk density of a planet is an easily measured quantity that can tell us a great deal about what the planet is made of. Earth's bulk density is 5520 kg/m 3 (compare with the density of water, 1000 kg/m 3 ). But the density of the Earth's surface (density of silicate rocks) is only 2800 kg/m 3 , so the interior must be much more dense than the surface. The structure of the interior of the Earth has been pieced together from a number of clues, such as what the surface is made of, what we see coming to the surface in volcanoes, and most of all what we learn from earthquakes .

The earthquakes, adjustments of the Earth's crust due to internal stresses, launch two types of seismic waves, longitudinal compression (P) waves (sound waves), and transverse distortion (S) waves . The P waves travel faster, and so the letter P could stand for Pressure or Prompt waves. The slower S waves arrive later, and so the letter S could stand for Secondary, or Slow waves. An important difference between longitudinal and transverse waves is that longitudinal waves can travel through liquid, but transverse waves cannot. Both kinds of waves refract due to density gradients in the Earth's interior. Due to the refraction of both kinds of waves, and the lack of propagation of S waves, we learn that the interior has a liquid layer, and also can measure such quantities as temperature and density as a function of depth. See this web page to see some drawings of the interior of the Earth. If you ever wondered how Earthquake epicenters and magnitudes are determined, take this short virtual earthquake lesson.

The Moon's interior is quite different from the Earth's. From seismic experiments left from the Moon landings, we know that t he Moon appears to be made entirely of the crustal material of the same sort as Earth's surface. It is strange that it does not have metals in its core. It is thought that late in the formation of the Earth, a giant impactor (planetesimal) struck the Earth. Such a collision would have destroyed the impactor, the metals of the impactor would sink to the center of the Earth, and much of the outer crust of the Earth could have been torn off to later come together to form the Moon. This may explain the unusually thin crust of the Earth's oceans. Without the impact, the Earth might not have plate tectonics, as we discuss in the next section.

Lecture Quiz #3


Is there a timekeeping word for the orbit of a moon? - אסטרונומיה

What's the date today? If you're not sure, what do you do? Easy. Look on the calendar. But which calendar do you use?

The Gregorian calendar
If your year begins on January 1, and ends twelve months later on December 31, then you're using the Gregorian calendar. It was named after Pope Gregory VIII (1502-1585) who effected calendar reform in the 16th century. After initial resistance, even the Protestant countries in Europe adopted the new calendar, though the whole process took about 150 years. Today it's the most widely-used calendar in the world. Even countries with their own calendars use it for business purposes.

The Gregorian calendar is a solar calendar, as are, for example, the Baha’i, Hindu and Iranian calendars. Solar calendars have years of 365 days and are related to the changing position of the Earth in its journey around the Sun.

What is a day?
Having said that a year usually has 365 days, what is a day?

Following the ancient Egyptian custom, a day is 24 hours - the time it takes Earth to turn once on its axis. But when does the day begin? It starts at sunrise in the Hindu calendar and at sunset in the Jewish and Islamic calendars. Yet our days now start in the middle of the night, just after midnight local time. Faster travel and communications made it necessary to standardize civil time internationally.

Leap years
Unfortunately for timekeeping, Earth's orbit of the Sun isn't related to its rotation on its axis. Therefore you can't get an even number of days by dividing the year by 365. It comes out close to 365 and a quarter days. The astronomer Sosigenes (first century BCE), who advised Julius Caesar on the Julian calendar, solved this problem by adding a day every four years. Solar calendars continue to use the device of the leap year.

Leap years are a good idea, but Sosigenes's proposal wasn't a complete solution. Earth doesn't actually take 365 days plus six hours to orbit the Sun. It takes 365 days plus five hours and nearly 49 minutes. The eleven-minute difference sounds trivial unless you start adding it up over many centuries.

Problems with the Julian calendar and the seasons
In fact, by the sixteenth century, the calendar was ten days out of synch with the seasons. Thus the equinoxes and solstices were occurring ten days after the traditional calendar date. This is why the pope was concerned. Many church observances are related to the date of Easter, which itself is related to the March equinox. (Easter is the first Sunday following the first full moon on or after the equinox.)

The Gregorian calendar makes use of leap years, but not every four years. In order to stop accumulating extra days, if the end of a century is divisible by 400, there is no leap year. The year 2000 was not a leap year, but 1900, 1800 and 1700 were.

Months
Months are a relic of lunar calendars. The root of the word month is ירח. Many calendars were originally based on the phases of the Moon, as this is an easily-observed and regular set of changes. It takes 29 and a half days for the Moon to go once around the Earth and return to the same position, and therefore the same phase. This is known as a lunar month or a lunation.

However, the Moon's orbit of the Earth is independent of Earth's orbit of the Sun, so the number of days in a year doesn't divide into an even number of lunar months. There are twelve lunations with eleven days left over.

The Islamic calendar is a purely lunar calendar and the calendar months alternate in length between 29 and 30 days. It's also linked to the Moon's phases. This does mean that religious observances move through the seasons as the years go on, unless the calendar is adjusted.

The Gregorian calendar has twelve months completely unrelated to Moon's phases and varying in length from 28 to 31 days. However lunisolar calendars, such as the Chinese calendar, incorporate information on both the position of the Earth in its orbit and the Moon's phases.

The week
There is one more calendar unit: the week. The ancient Greeks had ten-day weeks, but seven days was the convention in the Middle East. The Greeks and the Romans named the days of the week for planets, which themselves were named for gods. Although many European countries have day names based on the Latin ones, English has followed the Germanic tradition and named days of the week after Norse gods.

We tend to take a calendar for granted, but it is quite an exciting object when you think that behind it lie the traditions of many cultures and nearly three thousand years of history.

References:
(1) "The Calendar" https://www.rmg.co.uk/discover/explore/time/seasons-calendars
(2) "The Gregorian Calendar" https://galileo.rice.edu/chron/gregorian.html

Content copyright © 2021 by Mona Evans. All rights reserved.
This content was written by Mona Evans. If you wish to use this content in any manner, you need written permission. Contact Mona Evans for details.


Astronomy Science Project

Showing Moon Phases

  • An orange (or a Styrofoam ball of a size similar to an orange)
  • A pencil
  • A desk lamp (or any lamp with a removable shade)
  • A room that can easily be made dark
  • An adult’s help
  1. Get an adult to help you push the sharp end of a pencil halfway through the orange push it far enough to keep it stable when you hold the unsharpened end.
  2. Find a room that you can make dark by turning off the lights and closing shades. If you can’t make it dark enough, do the experiment when it is dark outside or use blankets to cover windows.
  3. Set the lamp on a table or dresser so it is about the same level as your head when you’re standing. Turn the lamp on and remove the shade or turn the lamp so that the bulb is facing toward you (if you’re using a desk lamp).
  4. Stand about 3 feet in front of the lamp and hold the pencil with the orange attached to it out at arm’s length. The orange should be between you and the lamp. For this activity, you represent Earth, the lamp is the sun, and the orange is the moon.
  5. To see the moon’s phases, slowly turn your whole body to the left, keeping your arm straight out in front of you with the orange at eye level. This is how the moon orbits the Earth. Keep turning in the same direction until you have gone in a full circle and are facing the lamp again. Keep your eyes on the orange and watch the shadows on it very carefully to see the phases of the moon as we see them from Earth.

It takes around 29 days for the moon to orbit the Earth once and the same amount of time for the moon to spin around one complete time on its axis. That means that we always see the same side of the Moon! However, we do see the moon changing as it goes through its phases.

While facing the lamp (sun), the surface of the orange (moon) facing you (Earth) was dark, even though the other half of the orange, facing toward the lamp was bright. This is the first phase of the moon, called new moon. We can’t see the moon at all during this phase!

As you began to turn away from the lamp, a shadow still covered most of the orange, but you probably saw a small crescent shape of light on the right side of the orange. This phase is called waxing crescent.

The next phase is called the first quarter: the light (sun) shone on the half of the orange (moon) facing it. From Earth, we see half of the light side and half of the dark side during this phase so sometimes it is called a “half moon.”

As you continued to turn to the left, the light shone on more of the side of the orange you could see, lighting up all of the orange except for a small crescent. This is the waxing gibbous phase.

Once you had turned halfway around so that the lamp was directly behind you, the light (sun) shone directly on the orange (moon) making the whole side facing you bright. This is a full moon. During a full moon, the side facing away from Earth is dark. This phase is the exact opposite of new moon.

(Note: if the orange isn’t fully illuminated, try moving your head or shoulders so you aren’t blocking the lamp. If you are blocking it, you’ve created a lunar eclipse – which happens when the Earth blocks the sun’s light from hitting the moon. Normally, the moon is just above or just below Earth so an eclipse doesn’t happen every time there is a full moon.)

At this point, the amount of the light side of the moon that we can see begins to decrease, or wane. The next phase is called waning gibbous. Most of the moon is still light during this phase.

Next is the last quarter (also called third quarter) where only half of the illuminated side of the moon is visible. This phase is opposite of first quarter. Notice that your back is facing toward the direction you were facing when you saw the first quarter phase!

The last visible phase is the waning crescent, where only a sliver of light is visible. This phase is opposite the waxing crescent. After this, you will be facing toward the lamp (sun) again, and the orange (moon) will be back to the new moon phase!

If you’re having difficulty remembering the difference between waxing and waning moon phases, these rhymes might help:

Waxing: “Moon on the right, getting bigger every night.” (Leading to a full moon.)
Waning: “When the moon is waning, it is fading to the left until there’s no moon remaining.” (Leading to a new moon.)

Rhymes taken from this article. Project adapted from this article.


Is March’s full moon a supermoon?

A full supermoon moon rising on December 3, 2017, as captured by Peter Lowenstein in Mutare, Zimbabwe. Supermoons don’t appear noticeably larger than other full moons, but they do appear noticeably brighter! Thank you, Peter!

The crest of this month’s full moon falls on March 28, 2021 at 18:48 UTC (2:48 p.m. Eastern translate UTC to your time). This full moon comes just two days before the March 30 lunar perigee, when the moon is swinging into the near part of its orbit with respect to Earth. This month’s full moon will be the 4th-closest (and therefore 4th-largest and 4th-brightest) of the 12 full moons of 2021. Should it be dubbed a supermoon? Some experts say yes, and others no … here’s why.

First know that the word supermoon has arisen in popular culture. There’s no official definition for the term. The International Astronomical Union (IAU) is the group generally recognized for naming and defining things in astronomy. But the IAU has been, so far, silent on the subject of supermoons, which professional astronomers might prefer to call perigean full moons.

Here are three different sources of supermoon info in 2021.

First, the excellent website TimeandDate.com says:

There are no official rules as to how close or far the moon must be to qualify as a supermoon or a micro moon. Different outlets use different definitions. Due to this, a full moon classified as a supermoon by one source may not qualify as a super full moon by another.

TimeandDate goes on to give its own definition of a supermoon:

A full or new moon that occurs when the center of the moon is less than 360,000 kilometers (ca. 223,694 miles) from the center of Earth.

By TimeandDate’s defintion, only the full moons of April and May count as full supermoons in 2021.

Our second source is Fred Espenak, the go-to astronomer on all things related to lunar and solar eclipses. He lists the full moon of March 28, 2021, as a supermoon in his post Full Moon at Perigee. You’ll also find a table in that post, showing his list of supermoons for the 21st century. Fred Espenak lists four full supermoons for 2021:

2021 Mar 28
2021 Apr 27
2021 May 26
2021 Jun 24

Now here’s a third source: the astrologer Richard Nolle. Whatever your thoughts or feelings about astrology may be, Nolle is, after all, the person who coined the term supermoon. On his supermoon list for the 21st century. Richard Nolle’s list agrees with TimeandDate.com that there are only two full moon supermoons for 2021:

Why are the various lists different? It all goes back to the definition of the word supermoon.

Here’s one thing we all can agree on. Supermoons are based on lunar perigee ו apogee. Each month, the moon comes closest to Earth at perigee and swings farthest away at apogee.

In his original definition, Richard Nolle defined a supermoon as:

… a new or full moon which occurs with the moon at or near (within 90% of) its closest approach to Earth in a given orbit.

If a new or full moon aligns with apogee, then it’s at 0% of its closest approach to Earth. On the other hand, if a new or full moon aligns with perigee, then it’s at 100% of its closest approach to Earth.

Although we can all agree on that, the phrase 90% of perigee is ambiguous. Read on.

A 2013 supermoon, as captured by EarthSky Facebook friend Anthony Lynch in Dublin, Ireland.

Nolle’s 90% is based on 2021’s closest perigee and farthest apogee. Looking at his list for all the supermoons in the 21st century, it appears that Nolle might base his 90% figure on the year’s closest perigee and farthest apogee. Let’s take the year 2021. Based on the year’s closest perigee and farthest apogee, any new or full moon coming closer than 224,865 miles (361,885 km) would qualify as a supermoon.

Here are the distances of the four closest full moons in 2021:

Full moon (March 28, 2021): 225,042 miles or 362,170 km
Full moon (April 27, 2021): 222,212 miles or 357,615 km
Full moon (May 26, 2021): 221,851 miles or 357,462 km
Full moon (June 24, 2021): 224,652 miles or 361,558 km

This year, in 2021, the moon swings farthest away from Earth on May 11 (252,595 miles or 406,512 km), and then sweeps closest to Earth on December 4 (221,702 miles or 356,794 km). That’s a difference of 30,935 miles or 49,785 km. Ninety percent of the difference corresponds to 27,842 miles or 44,807 km. Presumably, any new or full moon coming closer than 224,791 miles (361,766 km) would be “at or near (within 90% of) its closest approach to Earth.”

Farthest apogee (2021): 252,595 miles (406,512 km)
Closest perigee (2021): 221,702 miles (356,794 km)
Difference (2021): 30,893 miles (49,718 km)

90% x 30,893 miles (49,718 km) = 27,804 miles (44,746 km)

90% of moon’s closest distance to Earth = 252,595 miles (406,512 km) – 27,804 miles (44,746 km) = 224,791 miles (361,766 km)

Thus, figuring out 󈭊% of the moon’s closest approach to Earth” by the year’s closest perigee and farthest apogee, any new or full moon coming closer than 224,791 miles (361,766 km) to Earth, as measured from the centers of the Earth and moon, counts as a supermoon in 2021.

Since the full moon on March 28, 2021, only comes to within 225,042 miles (362,170 km) of Earth, it doesn’t count as a supermoon on Richard Nolle’s list. But we’re not quite sure why the full moon of June 24, 2021, didn’t make his list.

July 2014 supermoon. Image via Evgeny Yorobe Photography.

Espenak’s 90% based on perigee and apogee of each month’s orbit. Ironically, Fred Espenak’s full supermoon list might more strictly adhere to Nolle’s definition (at least as it is written) than Nolle himself does.

Once again, Nolle describes a supermoon as:

… a new or full moon which occurs with the moon at or near (within 90% of) its closest approach to Earth in a given orbit.

If a “given orbit” can be taken to mean current monthly orbit, then the March full moon comes to within 95.9% of its closest approach to Earth relative to the most recent apogee and the upcoming perigee.

March 18, 2021 apogee: 252,434 miles (405,253 km)
March 30, 2021 perigee: 223,886 miles (360,309 km)
Difference: 28,548 miles (44,944 km)

March 18, 2021 apogee: 252,434 miles (405,253 km)
March 28, 2021 full moon: 225,042 miles (362,170 km)
Difference: 27,392 miles (43,083 km)

27,392/28,548 = 0.959 (95.9%) = distance of the March 2021 full moon relative to the most recent apogee and upcoming perigee.

Depending on what meaning we give to the words in a given orbit, we could say the March 18 apogee = 0% of the moon’s closest approach to Earth for this orbit, and the March 30 perigee = 100% of the moon’s closest approach to Earth.

That being the case, then the March full moon comes to within 95.5% of its closest approach to Earth for the month.

Super cool super-moonrise composite captured by Fiona M. Donnelly in Ontario, during the August 2014 supermoon.

March full moon’s distance relative to 2021’s closest perigee/farthest apogee. However, if we compute the percentage distance of the March full moon relative to the year’s farthest apogee and closest perigee, then the March full moon only comes to within 88.8% of its closest approach to Earth:

Farthest apogee (2021): 252,595 miles (406,512 km)
Closest perigee (2021): 221,702 miles (356,794 km)
Difference: 30,893 miles (49,718 km)

Farthest apogee (2021): 252,595 miles (406,512 km)
March full moon (2021): 225,042 miles (362,170 km)
Difference (2020): 27,553 miles (44,342 km)

27,553/30,893 = 0.892 (89.2%) = distance of the March full moon relative to the year’s farthest apogee and closest perigee.

Another contrast of a full supermoon (full moon at perigee) with a micro-moon (full moon at apogee). Image via Stefano Sciarpetti/ APOD.

Is the March full moon a supermoon? Depends on which perigee/apogee distances you choose. The moon’s perigee and apogee distances vary throughout the year, so it appears that the limiting distance for the supermoon depends on which perigee and apogee distances are being used to compute 90% of the moon’s closest approach to Earth.

If we choose the year’s closest perigee and farthest apogee, as Nolle did, we narrow the definition of supermoon.

If we choose the perigee and apogee for a given monthly orbit, as Espenak did, then we broaden the definition of supermoon.

Given the narrower definition, the full moon on March 28, 2021, is not a supermoon, but given the broader one, it is.

The moon’s apparent size in our sky depends on its distance from Earth. The supermoon of March 19, 2011 (right), compared to an average moon of December 20, 2010 (left). Image via Marco Langbroek/ Wikimedia Commons.


Astronomy and Space Quiz Part 2

38. One rotation of the moon takes about:

39. Mare means sea, but are found on rocky planets and the moon. True or False?

40. Craters on the moon&rsquos surface are formed by:

41. Approximately how many high and low tides are there in a period of 24 hours?

42. Centaurs are half asteroid-half comet objects in orbits between Jupiter and Neptune. True or False?

43. In what order of alignment are the sun, the earth and the moon in a solar eclipse?

44. To find an object in the sky, which two coordinates are needed?

Answer: Altitude and azimuth.

45. The tilt of the earth on its axis causes:

Answer: Day and night to be of different lengths in different parts of the world.

46. ____ can be described as large dirty, icy snowballs.

47. The constellations that travel directly overhead in the same path as the sun are the:

Answer: Zodiac constellations.

48. The number of degrees that a star is positioned above the horizon is its:

49. The colour of the coolest stars is:

50. The most likely final form of our sun in its life cycle is a:

51. The light and heat generated by stars is the result of:

Answer: The angle of sunlight at different parts of the world.

53. A lunar eclipse occurs when people on earth cannot see the:

54. The tides which cause the most damages to our beaches and occur at full and new moon phases are:


Thread: Moon in orbit

What forces are acting on the moon to keep it in the orbit around the Earth?

The well known one is "earth's gravity on moon minus moon's gravity on earth"

The gravitational force between the Earth-Moon System, which tries to pull the moon towards the former, as it orbits about the Earth is known as Centripetal force. This force is balanced by Centrifugal force, which pulls on the Earth keeping the moon in motion. The balance between Centripetal and Centrifugal force are what keeps the Moon orbiting the Earth.
This reasoning provides an understanding for how the Moon stays in orbit around the Earth. However you could also look at Einstein's Theory of GR to explain why the Moon orbits the Earth in the way it does. GR provides that objects with mass curve the spacetime within their vicinity and it is this curvature which influences the motions of other objects. The greater the objects mass and density, the larger the curvature of spacetime will be. It follows therefore that the Moon orbits the Earth because of the Earth's curvature of spacetime within the vicinity of the Moon. This relationship between mass and curvature cause the gravitational and Centripetal forces to exist, causing the Moon to orbit Earth.

That's the force that the Earth 'feels'. The original question was about forces acting on the ירח and those are, as already mentioned, the centripetal and the centrifugal forces. From the mechanics point of view it's the same as if you would start spinning around holding a string with a rock attached to the other end. The only differance is that with gravity you don't see the agent keeping the two objects together. Hope this clarifies a bit.

Keep in mind that the Newtonian way of looking at this is that there is only one force involved: gravity.

Of course, force = mass times acceleration. So the single force (gravity) is accelerating the moon*.

The acceleration of the moon does not change its speed instead, the acceleration changes the direction of the moon's travel. Thus the moon travels in an approximate circle around the earth instead of flying off.

Good thing too, or we wouldn't have all of these Moon Hoax threads around here.

*Of course, gravity is accelerating the Earth toward the moon, also, but we're just talking about the moon so far in this thread.

I think you're asking for an example, rather than an analogy, maybe?

The point of the analogy is that the marble is not really attracted to the cannonball by the cannonball (at least, to the extent that it is), but is a result of the configuration of the path. But what you're modeling is the curvature of spacetime, and it's pretty hard to model curved time without actually doing it.

The gravitational force between the Earth-Moon System, which tries to pull the moon towards the former, as it orbits about the Earth is known as Centripetal force. This force is balanced by Centrifugal force, which pulls on the Earth keeping the moon in motion. The balance between Centripetal and Centrifugal force are what keeps the Moon orbiting the Earth.

Centrifugal force doesn't exist. It is a mathematical result and in only found inside an accelerating frame of referance. ie, if you are sitting in a car as it rounds a corner, you experinece a "force" on you making you press up against the door of the car. In reality though the force is being applied to the car making it turn (accelerate towards the centre of the bend), you are attempting to travel in a straight line and the car door intercepts you and applies a force on you to change your direction (accelerate you) to match its own new velocity. (remember acceleration is a change in velocity, and velocity has two components, magnitude (speed) and direction. A change of direction without a change in magnitude is still an acceleration.)

Newton noted that "Any body set in motion will continue in that motion untill such time another foce acts upon it."

If we apply this to the moon, its forward motion is unchanged as it orbits (the magnitude portion of its velocity does change due to Kepler's Laws of Orbital Motion and rotational inertia.) It just wants to travel in a straight line at a constant speed, and would do so if there was no other force acting on it. Now we add Gravity. This will accelerate the moon directly towards the centre of mass of the Earth-Moon system, in other words, the gravity well acts like a force attempting to push (or pull) the moon to the centre of mass. However this is always occuring at an angle to the direction of motion of the moon, so what it does is change the veleocity of the moon by changing its direction rather than its magnitude (the magnitude will change slightly throughout the orbit due to the moon's orbit not being a perfect circle.)

This shows us that no other force is required to keep it in orbit, just that applied by gravity. There is no "balancing of Centipedal and Centifugal forces keeping the moon in position," there is just gravity acting on an object in motion by drawing the moon towards a centre point, and the moon missing it because it is moving forwards too fast.


Is there a timekeeping word for the orbit of a moon? - אסטרונומיה

Differential (Tidal) Forces, Precession and Nutation

Differential Gravitational Forces

  • Rings of Saturn
  • Volcanoes of Io
  • Earth ocean tides
  • The Moon keeping the same face toward Earth
  • The breakup of the comet Shoemaker-Levy 9 that crashed into Jupiter and crater chain on Ganymede.
  • The resonance between Saturn's moons, Titan and Hyperion
  • Accretion disks around black holes

We can expand the terms in rounded parentheses using the binomial expansion

to get a final expression for the difference in force from one side of a body to the other:

The minus sign means that the force is less on the more distant side. This expression is valid only for the two special points on either side of the body on the line joining the two bodies. In the text, a more general approach is used to get an expression for anywhere within the body. These differences in the force experienced within a body lead to tidal bulges , as shown in Figure 2, below.


Figure 2: Differential (tidal) forces on a body relative to the primary (left), and relative to its
own center (right). The forces relative to its center stretch the body along the line joining the
body and the primary, and compress the body along the perpendicular directions, to form a
football shape (prolate spheroid).

The figure on the left shows the forces relative to the Sun, and the figure on the right (obtained by subtracting the central force vector on the left from all of them) shows the forces relative to the center of the body. These relative forces tend to stretch the body laterally, and compress the body in the perpendicular direction, to form a football shape.

Both the Moon and the Sun exert tidal forces on the Earth. Let's calculate the relative magnitudes of those tidal forces. We will call the force due to the Moon D F ירח , and the force from the Sun D F שמש . The ratio is not going to depend on ר , the radius of the Earth, or on M , the mass element within the Earth, but will depend on M , the mass of the primary, since it is a different primary in the two cases. The ratio is:

Because the oceans, being liquid, are easily deformable, the most obvious response to these tidal forces is the ocean tides. As the Earth rotates, the continents pass through these tidal bulges once a day, causing the diurnal tides every 12 hours. When the Sun and the Moon line up (near new or full Moon), the forces add together and cause very high spring tides (the word spring is not related to the season!). When the Sun is 90 degrees from the Moon (near first and third quarter), the high and low tides are not as great--these are called neap tides.

  • What time of year should the very highest tides occur?
  • During some years, this highest tide is higher than others. למה?
The ocean tides are לֹא the only effect of these tidal forces. The solid body of the Earth also bulges slightly in this way. The daily flexing of the Earth (both solid body and sloshing of the oceans) cause loss of energy of the Earth's rotation, due to friction. This energy goes into heat, increasing the Earth's internal temperature. The loss of rotational energy means that the Earth is slowing down in its rotation rate, currently by about 0.002 seconds per century.

As you might imagine, the Earth also exerts tidal forces on the Moon. In fact, the tidal forces of Earth on the Moon are about M Earth ר ירח /M ירח ר Earth

20 times larger than those from the Moon on the Earth. Note what happens when a rotating body is tidally distorted. The line of distortion is continually being rotated away from the line between the two bodies, causing the bulges to lead slightly. There is then a net torque opposing the direction of rotation, thus slowing down both bodies. This torque exists until the slowing rotation causes the body's orbital period to equal its rotational period. Once this happens, the body is said to be tidally locked , and the torque and dissipation by tidal forces ceases. At this moment in time, the Moon is tidally locked with the Earth, but the Earth is not tidally locked with the Moon. That is why the Moon keeps the same face to the Earth. In the distant future, the slowing Earth will eventually become tidally locked with the Moon, and no further evolution of the system will occur.

When this occurs, what will the Earth/Moon system look like? It is interesting to note that the leading bulge of the Earth also exerts an extra pull on the Moon in its orbit, giving a slight acceleration along the orbit, and therefore an increase to its orbital velocity, v ש . This means the Moon's orbital angular momentum L = mrv ש increases with time. In a beautiful confirmation of the law of conservation of angular momentum, we know that this has to come from somewhere else in the system. In fact, the rotational angular momentum lost by the Earth through this tidal interaction is exactly the orbital angular momentum gained by the Moon!

Do we expect the Moon then to come closer to Earth, or move farther away? We can answer this by comparing velocities in different orbits given by Kepler's third law (for a circular orbit), פ 2 = kr 3 . The period is related to the orbital velocity and circumference of the orbit by v = 2 עמ ' r/P = 2 עמ ' r/kr 3/2

ר - 1/2 , so the angular momentum is proportional to vr

  • The tidal forces of Earth on the Moon slow down the rotation of the Moon (while speeding up the rotation of the Earth).
  • The Moon eventually keeps the same face toward the Earth, becoming tidally locked.
  • The tidal forces of the Moon on the Earth slow down the rotation of the Earth, while speeding up the orbital motion of the Moon.
  • The Moon spirals away from the Earth, increasing its angular momentum, compensating for the lost angular momentum of the Earth rotation.
  • The Earth eventually keeps the same face toward the Moon, becoming tidally locked.
  • At this point, the system stops evolving and remains in this configuration forever (except as influenced by external forces).
We said before that the Earth is slightly oblate because of its rotation, and the resulting centrifugal force causing a change in shape of the rotating Earth. Because of the tilt of the Earth's rotation axis, this bulge is tilted relative to direction of forces from the Sun. The differential force of the Sun on one side of this bulge relative to the other side is such that the Earth is being pulling in the direction to decrease the tilt angle. Because the Earth is rotating, however, such a torque is not successful in righting the Earth, but rather causes a change in angular momentum perpendicular to the spin axis. This torque causes the Earth to precess, just as a leaning top would. This is just the precession we learned about in the previous lecture. The period of precession of the Earth is 26,000 years, and causes the direction of the pole to change in the sky, as well as causing the crossing point of the ecliptic and the celestial equator to move westward by about 50" per year.

Because the Moon's orbit is tilted slightly (about 5 degrees) from the ecliptic, and of course it orbits once per roughly 28 days, the direction and magnitude of the net torque on the Earth due to the Sun and Moon changes on monthly and yearly time scales. This causes a slight nodding of the axis on these time scales, so that the precession motion is not a smooth circle in the sky, but is a wiggly circle. This nodding of axis is called nutation . In the next lecture we will learn more about the Moon's orbital motion.

The differential gravity forces on a body, shown in Figure 2, stretch the body along a line between the body and the primary. This is due to the gravity gradient , which we can see is proportional to 1/ד 3 , where ד is the distance between the bodies. It follows that if a body approaches the primary too closely, the difference in force across the body's diameter can be greater than the forces holding the body together. When this occurs, the body is literally torn apart. For large bodies ( ר > 500 km ), gravitation dominates all cohesive forces. For smaller bodies (e.g. a comet), the tensor strength of the material making up the body provides the dominant force.

For such larger bodies, Edouard Roche showed that a satellite will be torn apart by gravitational forces if it approaches the primary closer than a distance ד = 2.44 ( r M / r M ) 1/3 R ,

Let's calculate the Roche Limit for an icy body ( r M

1 200 kg/m 3 ) around Saturn. From Table A3-3, the radius of Saturn is ר ס = 60,000 km , and the average density of Saturn is r M


צפו בסרטון: 6014 anni di STORIA DELLEUROPA in 7 minuti (יָנוּאָר 2022).