ASTRONOMIA
OSSERVAZIONE
CURIOSITA'
STORIA
MITOLOGIA
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ASTRONOMIA
La
Luna è l'unico satellite naturale della Terra e ha un diametro
di poco superiore a un quarto di quello terrestre. È il corpo celeste più vicino al nostro
pianeta e l'unico su cui abbia messo piede l'uomo.
Per dimensioni, struttura e composizione può essere paragonato ai pianeti cosiddetti
terrestri, come
Mercurio,
Venere e
Marte. È infatti un pianeta roccioso, con una densità
pari a circa il 60% di quella terrestre, e una conformazione superficiale molto simile a
quella di Mercurio, ricca di crateri da impatto; anche l'atmosfera è simile a quella di Mercurio,
estremamente rarefatta.
Rispetto agli altri
satelliti del Sistema solare, le dimensioni della Luna
sono comparabili a quelle del pianeta attorno a cui orbita, al punto che il sistema formato
dalla Terra e dalla Luna può essere considerato quasi alla stregua di un
pianeta doppio
(il centro di gravità del sistema, comunque, cade all'interno della Terra).
Satelliti di tali dimensioni orbitano infatti attorno ai pianeti più grandi, come
Giove e
Saturno.
La Luna
orbita attorno alla Terra con una traiettoria leggermente ellittica,
ad una distanza media di circa 384.000 km dal nostro pianeta (la Terra dista dal Sole circa
150 milioni di chilometri). Il suo piano orbitale è inclinato di 5° rispetto all'
eclittica e
ruota in senso orario con un periodo di 18,6 anni (tale movimento è legato alle
nutazioni
terrestri, che hanno lo stesso periodo).
Il moto di rivoluzione della Luna attorno alla Terra avviene in senso antiorario
(come quello della Terra attorno al
Sole)
ed ha un periodo di 27,3 giorni. Poiché tuttavia, mentre
la Luna orbita attorno alla Terra, quest'ultima si sposta attorno al Sole, il tempo che la Luna
impiega a tornare nello stesso punto rispetto al Sole, così come è vista dalla Terra, è leggermente
più lungo e pari a 29,5 giorni. Il periodo di rotazione della Luna attorno al proprio asse è anche
esso di 27,3 giorni (rotazione sincrona). I punti in cui l'orbita lunare interseca l'eclittica vengono detti nodi lunari.
A causa della minore massa (circa 81 volte più piccola), la sua la
forza di gravità risulta pari a un sesto di quella terrestre. Per fare un esempio, un oggetto che sulla Terra pesasse 100 chili, sulla Luna ne peserebbe circa 16.
L'
atmosfera lunare è estremamente rarefatta, ed è costituita da piccole quantità di atomi che derivano dal rilascio di gas da parte delle rocce superficiali e dal
vento solare, le cui particelle vengono trattenute per breve tempo dalla gravità lunare. Tale atmosfera non contiene una quantità di gas sufficiente a ridurre il calore e la luce che riceve dal Sole e ciò comporta una forte escursione termica: nella zona equatoriale la temperatura superficiale può raggiungere i 127 gradi durante il dì, e scendere fino a -173 gradi di notte.
L'asse di rotazione della Luna è inclinato rispetto al piano orbitale di soli 1,5°, per cui la Luna
non presenta un alternarsi delle stagioni e in alcune zone polari la luce solare non raggiunge mai il fondo dei crateri; in questi punti la temperatura si mantiene intorno ai -240 °C
A causa dell'assenza dell'atmosfera, il cielo sulla Luna appare di colore nero e le stelle sono
visibili anche durante il giorno. I
raggi del Sole sono più forti di quanto
siano sulla superficie terrestre, in quanto non vengono filtrati dall'atmosfera. La superficie della Luna riflette circa
il 6% della luce solare che riceve, in maniera molto simile a quanto avviene su Mercurio.
La Luna non ha un
campo magnetico. Alcune delle sue rocce superficiali mostrano tuttavia
un magnetismo residuo, a testimonianza di un probabile campo magnetico globale esistente in tempi antichi.
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OSSERVAZIONE
Con esclusione del
Sole,
La Luna è l'astro più luminoso visibile dalla Terra, anche se non emette
luce propria, ma riflette esclusivamente i raggi luminosi che riceve dal Sole.
Il fatto che i due periodi di rotazione e di rivoluzione abbiano la stessa durata (27,3 giorni) fa sì
che la Luna rivolga verso la Terra sempre la
stessa faccia. L'altra faccia
della Luna, dunque, pur ricevendo allo stesso modo la luce del Sole, non risulta mai visibile dalla Terra.
In realtà, una sua piccola porzione può essere periodicamente osservata grazie a piccole oscillazioni
che rendono irregolare il moto di rotazione della Luna, così come è visto dalla Terra.
Queste piccole oscillazioni sono chiamate
librazioni.
La
librazione longitudinale è dovuta all'eccentricità dell'orbita lunare
(dunque alla velocità variabile
della Luna attorno alla Terra); la
librazione diurna è provocata dalla rotazione terrestre
(che sposta rispetto alla Luna il punto di osservazione di un osservatore posto sulla superficie
della Terra); la
librazione latitudinale
è causata infine dall'inclinazione dell'asse di rotazione della
Luna rispetto al piano orbitale. Grazie alle librazioni, dalla Terra si può osservare circa il 59% della
superficie lunare.
Osservata dalla Terra, la Luna sembra cambiare continuamente forma e dimensioni; questi
cambiamenti apparenti sono dovuti alla diversa parte del pianeta esposta al Sole,
vista dalla Terra in diversi momenti, e sono comunemente noti come
fasi lunari.
Un ciclo delle fasi analogo a quello lunare è osservabile anche per
Mercurio e
Venere, sia pure
soltanto con un telescopio.
L'intero
ciclo lunare ha una durata di 29,5 giorni e comprende quattro fasi:
luna nuova,
primo quarto,
luna piena e
ultimo quarto. Quando la Luna
si trova tra la Terra e il
Sole, rivolge la sua faccia illuminata a quest'ultimo e si ha la luna nuova; in questo momento
la faccia della Luna visibile dalla Terra è completamente buia. A partire dalla notte seguente,
sulla faccia rivolta alla Terra appare un sottile spicchio illuminato, lungo il bordo occidentale,
il quale va crescendo progressivamente finché, dopo circa 7 giorni, la sua parte illuminata è pari
alla metà (primo quarto del ciclo). Dopo altri 7 giorni circa, la faccia della Luna visibile
dalla Terra è completamente illuminata e si ha la luna piena; la parte illuminata torna quindi a
diminuire, fino a diventare la metà (ultimo quarto del ciclo, dopo altri 7 giorni) e poi a tornare
luna nuova.
La Luna sorge a est e tramonta a ovest come il Sole, e nel corso di un'ora si sposta nel cielo
di una distanza vicina alla sua dimensione apparente, vale a dire circa mezzo grado. Gli orari di
alba e
tramonto variano con la fase lunare e ogni giorno che passa
la luna sorge circa 50 minuti dopo. La Luna nuova appare all'incirca nella stessa direzione del Sole,
quindi sorge e tramonta insieme al Sole. Al primo quarto essa è illuminata per metà (la metà occidentale,
quindi destra, per l'Italia) ed è visibile al meglio alla sera, in quanto sorge a mezzogiorno e tramonta
a mezzanotte. La luna piena ha la sua migliore visibilità di notte, poiché sorge al tramonto del Sole e
tramonta al sorgere di questo. All'ultimo quarto la metà illuminata è quella ad est (a sinistra
per l'Italia) ed è visibile al meglio al mattino, sorgendo a mezzanotte e tramontando a mezzogiorno.
Quando la Luna si muove dalla fase di luna nuova a quella di luna piena si dice
crescente,
mentre quando si muove dalla fase di luna piena a quella di luna nuova si dice
calante.
Le
fasi intermedie si chiamano invece
falce di luna crescente (tra luna nuova
e primo quarto),
luna gibbosa crescente (tra primo quarto e luna piena),
luna gibbosa
calante (tra luna piena e ultimo quarto),
falce di luna calante (tra ultimo quarto e luna
piena).
La Luna è responsabile del fenomeno delle
eclissi solari che si verificano quando
un
nodo coincide con la fase di luna nuova
(l'eclisse di Sole si può avere quindi solo durante
la luna nuova); le
eclissi lunari avvengono invece quando un nodo coincide con la
fase di luna piena (analogamente, l'eclisse di Luna si può
avere solo durante la fase di luna piena).
Nell'arco di un intero ciclo lunare, per metà del tempo la Luna si trova frapposta tra la Terra e il Sole,
mentre per l'altra metà del tempo è la Terra a trovarsi in posizione intermedia tra la Luna e il Sole.
Le eclissi si verificano però solo occasionalmente, poiché il piano dell'orbita lunare risulta inclinato rispetto a quello dell'orbita terrestre e dunque nella maggior parte dei casi i due corpi celesti proiettano il loro cono d'ombra nello spazio al di sopra o al di sotto della posizione in cui si trova l'altro.
In occasione delle lune piene più brillanti, la
magnitudine apparente della
Luna può arrivare a un valore di -12,6. Queste condizioni tuttavia, rendono difficoltosa l'osservazione
degli altri corpi celesti, a causa della notevole quantità di luce diffusa dall'atmosfera terrestre.
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CURIOSITA'
Vista dalla Terra, la Luna ha le stesse
dimensioni apparenti di una moneta
da un
Euro posta a due metri e mezzo di distanza dagli occhi. Per quella che sembra una
straordinaria coincidenza, le stesse dimensioni apparenti sono quelle del disco solare.
Proprio questo rende possibili delle eclissi di Sole che consentono di osservare la sola corona solare
(la parte esterna del Sole), cosa altrimenti impossibile a causa della forte luce emessa dal Sole.
Il fatto che la Luna (così come il
Sole) sembri più grande quando si trova bassa sulla linea
dell'orizzonte, è dovuto a una
illusione ottica, provocata
dall'effetto psicologico della differente
percezione delle distanze di oggetti vicini, posti a diversa distanza di fronte e verso l'alto.
In realtà, la rifrazione atmosferica e la distanza appena superiore, fanno sì che le dimensioni
apparenti della Luna appaiano dalla Terra addirittura inferiori quando essa si trova vicina
all'orizzonte, piuttosto che alta nel cielo.
L'interazione gravitazionale tra la Luna e la Terra è fonte di numerosi fenomeni, il più
evidente dei quali è costituito dalle
maree. L'attrazione esercitata
dalla Luna nei confronti della Terra risulta più forte sulla faccia di quest'ultima
rivolta verso la Luna e più debole sulla faccia opposta. Siccome la Terra, in particolar
modo le acque degli oceani, non è completamente rigida, essa si deforma lungo la linea ideale
di congiungimento con la Luna provocando due piccoli rigonfiamenti sulla sua superficie,
i quali generano appunto le maree. Non essendo nemmeno completamente fluida, la Terra oppone una certa resistenza all'attrazione lunare, il che provoca una serie di fenomeni fisici che determinano un progressivo ma lentissimo rallentamento del moto di rotazione terrestre e
un contemporaneo
allontanamento della Luna dalla Terra (di circa 3,8 cm all'anno); un fenomeno opposto avviene invece per
Phobos, satellite di
Marte e
Tritone, satellite di
Nettuno, i quali si avvicinano sempre di più al proprio
pianeta. La natura asimmetrica dell'interazione gravitazionale tra la Terra e la Luna è
anche la causa del sincronismo nei moti della Luna, che porta quest'ultima a rivolgere alla
Terra sempre la stessa faccia.
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STORIA
La Luna è naturalmente conosciuta fin dai tempi preistorici, in quanto ben visibile nel cielo
per le sue dimensioni e per la sua luminosità. Alcune
antiche popolazioni
credevano si trattasse di una sfera incandescente, altre la ritenevano invece uno specchio
che rifletteva i mari e le terre presenti sul nostro pianeta.
Gli
astronomi greci sapevano che si trattava di un corpo celeste in orbita
attorno alla Terra e capirono che essa rifletteva i raggi del
Sole. Alcuni la credevano
tuttavia molto simile al nostro pianeta, ed identificavano le zone più scure e più chiare
della superficie visibili dalla Terra, rispettivamente con i suoi mari e le sue terre emerse;
Plutarco arrivò ad ipotizzare perfino che fosse abitata,
mentre
Tolomeo
affermò la famosa teoria
geocentrica, secondo cui essa ruotava attorno alla Terra assieme al
Sole e agli
altri corpi celesti, che sopravvisse fino agli studi di
Copernico nel 1500.
Durante il
Medioevo si diffuse la convinzione che la Luna fosse una sfera
perfettamente liscia e che vi si trovassero degli oceani, tanto è che ancora oggi
mari e
terre sono i termini utilizzati per denominare le diverse regioni
della superficie lunare: i primi sono le zone più scure, costituite da antichi crateri
per lo più riempiti da colate laviche; le seconde sono le zone più chiare, formate da altipiani
corrugati, ricchi di rilievi e crateri da impatto.
Nel 1609
Galileo Galilei realizzò la prima trattazione scientifica della
Luna basata su delle osservazioni fatte al telescopio, descrivendo la sua superficie come
insieme di regioni corrugate (più chiare) e lisce (più scure).
Nel corso del 1600, la crescente potenza dei telescopi consentì ad altri astronomi di mappare
e catalogare le conformazioni visibili dalla Terra. Nel 1645, l'olandese
van Langren, anche noto come
Langrenus, pubblicò una mappa che denominava
le diverse conformazioni lunari, con particolare attenzione ai suo crateri. Nel 1647 il
polacco
Hevelius incluse nella sua mappa le zone di librazione e nel 1651
Riccioli e
Grimaldi completarono una mappa dettagliata della Luna,
che stabilì il sistema di nomenclatura adottato ancora oggi.
Fino al tardo 1800 gli astronomi ritenevano che i crateri lunari si fossero formati in seguito a
fenomeni vulcanici, come tutti quelli osservati sulla Terra. Fu solo nel 1870 che l'inglese
Proctor formulò l'ipotesi che essi fossero stati creati dalla collisione della
Luna con asteroidi, meteoriti e comete. Tale ipotesi incontrò lo scetticismo del mondo scientifico,
finché fu avvalorata dall'americano
Gilbert, grazie ai suoi esperimenti e ai
suoi studi sulle dimensioni e sulla struttura dei crateri.
Nell 1920 si riteneva ancora che la Luna potesse avere un'atmosfera respirabile, e nel 1959
fu inviata la prima sonda spaziale in orbita attorno alla Luna
(la sovietica
Luna 3), la quale fotografò per la prima volta, il 7 ottobre, la sua faccia
nascosta.
Il 20 luglio 1969, l'americano
Neil Armstrong, comandante dell'
Apollo 11
fu il primo uomo a camminare sulla superficie della Luna. In quell'occasione venne anche lasciata
sulla Luna una targa per commemorare l'evento. Nella foto qui sotto, l'impronta lasciata sul suolo
lunare dal compagno di Armstrong,
Edwin "Buzz" Aldrin.
Dopo l'ultimo sbarco sulla Luna, nel 1972, furono inviate altre
sonde spaziali. L'ultima
ad atterrare,
Luna 24, riportò a terra dei campioni della superficie nel 1976.
Nel 1994 la piccola sonda
Clementine ha eseguito una mappatura dettagliata della superficie,
mentre nel 1998
Lunar Prospector ha effettuato rilevazioni sulla sua composizione chimica,
sul campo magnetico e sulla presenza di ghiaccio ai poli del pianeta.
Nel 2003 è stata infine lanciata
Smart 1 che produrrà una mappa della superficie ai raggi X.
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MITOLOGIA
Il
nome del pianeta deriva da quello dell'omonima divinità romana, in latino
Luna, corrispondente della greca
Selene, personificazione della
Luna
piena e spesso associata con
Ecate (la Luna calante) e soprattutto con
Artemide (la Luna nuova).
La Luna ha sempre rappresentato uno degli elementi essenziali della
mitologia
e della
cultura popolare. Nelle antiche culture era diffusa l'idea che la Luna morisse
ogni notte per calare nel mondo delle ombre, o che fosse coinvolta in un continuo inseguimento
con il
Sole,
mentre nella mitologia medievale, alla luce della Luna si trasformano i lupi
mannari, e alle sue fasi erano legate le riunioni delle streghe.
Nella
religione induista, l'origine delle fasi lunari è spiegata con un
aneddoto che coinvolge
Ganesha, la divinità con la testa di elefante, ed ampio
spazio è ricoperto dalla Luna anche nella cultura islamica.
Molte delle
credenze popolari sono legate agli effetti della Luna:
la fase di luna piena è favorevole ai pescatori poiché attira i pesci in superficie, il mosto
va messo nelle botti nelle notti di luna nuova, mentre gli ortaggi devono essere seminati con la
luna crescente, periodo in cui aumenta anche il numero delle nascite.
Tra le numerose
divinità lunari compaiono alcune figure maschili, come
Nanna e
Sin tra i popoli mesopotamici,
Thoth per gli
Egiziani, il giapponese
Susanowo, o anche
Isil, personaggio mitologico
del mondo immaginario creato dallo scrittore
J.R.R. Tolkien; tuttavia le principali
divinità legate alla Luna sono impersonate da figure femminili, come l'etrusca
Artume, ma
tra tutte spiccano le dee greche
Selene e
Artemide, e le loro equivalenti
romane
Luna e
Diana.
Secondo la mitologia classica,
Selene era sorella di
Helios
(il
Sole) e di
Eos (l'aurora), ed era figlia dei Titani
Iperione e
Teia. Dal suo matrimonio
con Zeus (
Giove), nacque
Erse (la rugiada).
Selene veniva rappresentata come una bella donna, dal viso pallido; indossava lunghe vesti argentate
e portava in mano una torcia e sulla testa una luna crescente. Talvolta era raffigurata su una biga
trainata da cavalli, all'inseguimento di quella solare.
Artemide (Diana) era la sorella gemella di
Febo (Apollo) e la figlia di
Zeus e
Leto (Latona). Secondo la legenda
Hera (Giunone), la moglie di Zeus,
lanciò su Leto
una maledizione che la costringeva, per dare alla luce i suoi figli, a cercare un luogo in cui
non avesse mai battuto il sole. Per questo motivo Zeus fece emergere dai mari l'isola di
Delo, e fu qui che nacque Artemide. Ella nacque per prima ed aiutò la madre a mettere
al mondo il fratello Febo, ragione per cui Artemide era considerata anche la dea del parto
e della fertilità, una figura simile alla dea frigia
Cibele.
Artemide era anche la
dea della caccia,
dei boschi, delle fonti e dei torrenti e la protettrice
degli animali selvatici. Secondo un aneddoto raccontato da un poema di
Callimaco, Artemide,
giunta all'età di tre anni, chiese al padre Zeus di esaudire alcuni suoi desideri, ossia di non
doversi mai sposare, di rimanere vergine e di avere sempre, come compagni di caccia, dei cervi
che tirassero il suo carro e dei segugi, oltre a sessanta fanciulle. Il padre la assecondò.
Le sue compagne rimasero vergini, come lei, ed ella vigilò strettamente sulla loro castità.
Altri
epiteti con cui era conosciuta Artemide sono
Locheia
(patrona della nascita e delle levatrici),
Cynthia (dal
Monte Cinzio, luogo di nascita),
Phebe (versione femminile del fratello
Phebo),
Potnia Theron (patrona degli animali
selvatici, epiteto usato da
Omero),
Agrotera (protettrice dei cacciatori) e
Kourothrophos (protettrice dei giovani).
Nelle rappresentazioni più antiche Artemide è
raffigurata come una dea alata,
che tiene in mano un cervo, un leone o un leopardo, mentre nel periodo classico indossava
degli stivali da caccia e portava un arco e una faretra con frecce d'argento; al suo fianco
venivano spesso ritratti un cane, un cervo o dei cipressi. In alcune rappresentazioni è
vista come dea delle fanciulle e tiene in mano una lira. Nei periodi successivi compariva
anche con vesti argentate e una corona lunare, simbolo della sua identificazione con la dea Luna.
Il
simbolo astronomico (e astrologico) del pianeta consiste in una rappresentazione
stilizzata della sua fase crescente.
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