Ef þú horfir á tunglið nokkur kvöld í röð virðast kunnugleg einkenni þess haldast á sínum stað. Sömu víðáttumiklu, dökku slétturnar á tunglinu snúa að jörðinni og því getur virst sem tunglið snúist ekki. En það gerir það: tunglið snýst einu sinni um möndul sinn fyrir hvern hring um jörðina. Þessi samstilling, sem kallast sjávarfallalæsing, er ástæðan fyrir því að við sjáum næstum alltaf sama hvelið í stað þess að sjá allar hliðar þess á víxl.
Hvelið á móti okkur er oft kallað fjærhliðin. Þar er ekki alltaf myrkur. Sólarljós nær til flestra hluta yfirborðs tunglsins á mismunandi tímum í tunglferlinu, þótt sumir djúpir gígar við pólana séu í eilífum skugga. Lögun brautar tunglsins, snúningur þess og lítil sýndarsveifla hjálpa okkur að skilja hvað við sjáum.
Einn snúningur fyrir hvern hring
Tunglið er 27.32166 daga að snúast einu sinni um möndul sinn miðað við fjarlægar stjörnur og 27.32166 daga að fara einn hring um jörðina. Þar sem þessi tímabil eru jafn löng snýr sama hliðin almennt alltaf að plánetunni okkar. Ef tunglið snerist alls ekki myndu mismunandi lengdarbaugar þess birtast þegar staða þess breyttist á brautinni. Þess í stað snýst það jafnt og þétt á ferð sinni og heldur þannig í við brautina.
Þetta má líkja við að ganga í hring í kringum manneskju og snúa andlitinu alltaf að henni. Þú þarft að snúast einu sinni á hringnum, þótt manneskjan sem horfir á þig sjái alltaf sömu hlið höfuðsins á þér. Snúningur tunglsins er síður augljós vegna þess að engin kennileiti á jörðinni gera okkur auðvelt að taka eftir honum frá einni nóttu til annarrar.
Snúningstíminn, 27.32166 dagar, er ekki tímabilið frá einu fullu tungli til þess næsta. Sá fasahringur tekur 29.53059 daga því jörðin og tunglið fara líka um sólina meðan tunglið fer um jörðina. Eftir að tunglið hefur lokið einum hring þarf það að ferðast örlítið lengra til að ná sömu afstöðu gagnvart sólinni og jörðinni. Í leiðbeiningunum um tunglfasa er útskýrt hvernig breytileg hornstaða sólar, jarðar og tungls veldur þeim fasaskiptum sem við sjáum.
Hvernig sjávarfallakraftar samstilltu tunglið
Sjávarfallalæsing verður til þegar þyngdarafl verkar á líkama sem snýst um langan tíma. Þyngdarafl jarðar togar fastar í þá hlið tunglsins sem snýr að jörðinni en þá sem snýr frá henni. Þessi munur teygir örlítið á tunglinu og veldur sjávarfallabjögun. Þegar snúningur tunglsins og braut þess voru ekki samstillt var bjögunin ekki alveg í stefnu jarðar og tunglsins. Þyngdartogið sem af þessu leiddi breytti snúningi tunglsins og innri núningur eyddi snúningsorku.
Með tímanum hægðu þessi áhrif á snúningi tunglsins þar til einn snúningur tók jafnlangan tíma og einn hringur um jörðina. Í þessu samstillta ástandi helst sjávarfallabjögunin næstum í stefnu jarðar og því verður endurtekið tog, sem breytti snúningnum, mun minna. Sjávarfallalæsing er ekki sérstakur kraftur sem heldur einni hlið kyrrri; hún er stöðugt ástand sem verður til vegna snúnings, þyngdarafls og orkutaps.
Sjávarfallaáhrif skipta enn máli í kerfi jarðar og tungls. Tunglið fjarlægist jörðina um 3.8 cm á ári, sem er afleiðing sjávarfallavíxlverkunar sem flytur hverfiþunga um kerfið. Ekki er hægt að sjá þessa nákvæmu hreyfingu með einni athugun, en hún tengir læstan snúning tunglsins við áframhaldandi víxlverkun brautar og snúnings.
Fjærhliðin er ekki myrka hliðin
Fjærhliðin er einfaldlega það hvel tunglsins sem snýr frá jörðinni. Hún fær sólarljós rétt eins og nærhliðin þegar tunglið fer um plánetuna okkar. Á fullu tungli er nærhliðin upplýst og fjærhliðin snýr að mestu frá sólinni; á nýju tungli er fjærhliðin upplýst en nærhliðin að mestu í myrkri. Þetta víxlast svo aftur þegar tunglið færist í gegnum fasa sína.
Hér þarf þó að hafa einn fyrirvara í huga: ekki skiptast allir staðir á tunglinu á að vera í sólskini eða myrkri. Nærri pólunum er sólin lágt yfir sjóndeildarhringnum. Sumir gígbotnar eru svo vel varðir af börmum sínum að sólarljós nær aldrei til þeirra og þar eru svæði í eilífum skugga. Þessir sérstæðu staðir eru afleiðing landslags á hverjum stað og lágrar stöðu sólar, ekki þess að þeir séu á fjærhliðinni.
Orðasambandið „myrka hlið tunglsins“ getur því verið villandi. Það kann að vera notað óformlega um fjærhliðina, en það lýsir ekki hveli sem fær aldrei sólarljós. Til að sjá hvernig dagsetningar og tímasetningar tunglfasa breytast yfir hringinn skaltu skoða tunglfasadagatal mánaðarins.
Lítil sýndarsveifla sýnir meira af yfirborðinu
Með tímanum sér jörðin ekki nákvæmlega helming tunglsins. Braut tunglsins er örlítið sporöskjulaga og því breytist hraði þess á brautinni: það fer hraðar þegar það er næst jörðinni og hægar þegar það er fjær. Snúningshraði þess helst næstum jafn, svo breytingin á brautarhraðanum veldur því að tunglið virðist rugga örlítið frá einni hlið til annarrar. Þessi sýndarhreyfing kallast librering í lengd.
Librering í breiddargráðu á sér aðra orsök. Snúningsmöndull tunglsins hallast um 1.54 gráður miðað við sólmiðjubrautina og braut þess hallar um 5.14 gráður miðað við sólmiðjubrautina. Saman gera þessi horn áhorfendum kleift að sjá örlítið lengra yfir norður- eða suðurpól tunglsins á mismunandi stöðum á braut þess. Fjarlægð tunglsins og staðsetning áhorfandans á jörðinni hafa einnig lítil áhrif á það sem sést.
Librering sýnir ekki alla fjærhliðina í einu. Hún gerir áhorfendum kleift að skyggnast yfir sýnilega jaðarinn með tímanum. Alls er hægt að sjá um 59 prósent af yfirborði tunglsins frá jörðinni einhvern tíma, þótt ekki sé hægt að sjá meira en um helming þess í einu. Þessi hægfara afhjúpun er ástæðan fyrir því að ítarleg kort af yfirborði tunglsins ná út fyrir þá hlið sem virðist vera í miðju venjulegrar myndar.
Hvað ber að veita athygli frá jörðinni
Gagnleg leið til að fylgjast með áhrifunum er að bera saman greinilegt kennileiti nærri jaðri tunglsins á mismunandi dagsetningum. Librering fær sýnilega jaðarinn til að færast til, svo gígur eða dökk slétta nærri jaðrinum getur virst meira afhjúpuð á einum degi en öðrum. Breytingin er lítil án sjónauka eða handsjónauka og breytt stefna tunglsins á himninum getur líka gert samanburðinn erfiðan. Hafðu sama kennileiti í huga og berðu saman myndir sem teknar eru á svipuðum tunglfasa.
Það sem sést ræðst bæði af því hvar þú ert á jörðinni og hvenær þú horfir. Tunglyfirlit fyrir borg sýnir staðbundinn tunglfasa og lýsingu, tunglris og tunglsetur, hæð og azimut, fjarlægð og himininn ásamt staðbundnu veðri. Til að skipuleggja athuganir fjallar leiðbeiningar um besta tímann til að sjá tunglið um hvernig tunglfasi og aðstæður á hverjum stað hafa áhrif á hvenær tunglið er yfir sjóndeildarhringnum. Samstilltur snúningur tunglsins skýrir hvers vegna kunnugleg hlið þess snýr alltaf að okkur; librering gefur þolinmóðum áhorfendum síbreytilega innsýn rétt handan hennar.