Месечината е широка околу една четвртина од Земјата. Тоа може да звучи вообичаено сè додека не ги споредите другите планети со нивните сателити: дури и џиновските месечини на Јупитер и Сатурн се мали во споредба со дијаметрите на нивните планети. Меѓу 8-те планети, Земјата ја има најголемата месечина во однос на големината на својата планета.
Оваа особеност има 2 важни огради. Нашата Месечина не е најголемиот сателит во апсолутна смисла, а Земјата и Месечината не се најизедначениот пар ако се вклучат џуџестите планети. Придружникот на Плутон, Харон, е пропорционално многу поголем. Затоа, интересното прашање не е само „Колку е голема Месечината?“, туку „Голема во споредба со што?“
Соодносот го претвора ова прашање во корисна споредба. Тој помага и да се разграничат 3 идеи што често се мешаат: физичка големина, гравитациско значење и привидна големина на небото. Интерактивната мапа на Сончевиот Систем ги прикажува моменталните положби на планетите; споредбите подолу објаснуваат друг аспект на тој систем — колку се разликуваат големините на планетите и нивните месечини.
Месечината е поширока од една четвртина од Земјата
Полупречникот на Месечината е 1.737,4 км. Ако се земе среден полупречник на Земјата од околу 6.371 км, делењето на полупречникот на Месечината со оној на Земјата дава приближно 0,273. Со други зборови, Месечината е широка околу 27,3% од дијаметарот на Земјата. Истиот сооднос важи и за полупречникот и за дијаметарот, бидејќи удвојувањето на двете мерки не го менува нивниот меѓусебен однос.
Замислете ја Земјата како топка со дијаметар од 30 см. Според таа скала, Месечината би била широка околу 8,2 см: поблиску до голем портокал отколку до ситно зрно. Тоа е впечатливо голем придружник. Но моделот открива и честа замка во илустрациите. При средно растојание Земја–Месечина од 384.400 км, центрите на двете топки би биле оддалечени околу 9,1 метар. Слика на која тие речиси се допираат може да ги прикаже во правилен меѓусебен размер, а притоа значително да го скрати празниот простор.
Дијаметарот е само еден начин да се измери овој пар. Масата на Месечината е околу 1/81 од масата на Земјата, односно приближно 1,2%, а не 27,3%. Волуменот расте со кубот на дијаметарот: тело со ширина 0,273 пати помала има волумен од само околу 0,020 пати, под претпоставка дека има ист облик. Тоа е околу 2%.
Остатокот од разликата се должи на густината. Месечината во просек е помалку густа од Земјата, чија голема јадро богато со железо значително придонесува за нејзината маса. Затоа месечината може да изгледа впечатливо голема покрај својата планета, а сепак да не биде ни приближно рамноправен гравитациски партнер. Раздвојувањето на дијаметарот од масата е од суштинско значење кога се зборува за тоа дали Земјата и Месечината наликуваат на двојна планета.
Поголемите месечини можат да бидат помали придружници
Ганимед на Јупитер е најголемата месечина во Сончевиот Систем, со дијаметар од приближно 5.268 км. Следен е Титан на Сатурн, со околу 5.149 км. И двата се пошироки од Меркур, а и двајцата се значително пошироки од нашата Месечина, чиј дијаметар е 3.474,8 км. Сепак, ниту едниот не прави неговата планета да изгледа мала.
Според средните дијаметри, Ганимед е широк само околу 3,8% од Јупитер. Титан е околу 4,4% од ширината на Сатурн. Затоа, соодносот од 27,3% на Земјата е повеќе од 6 пати поголем од кој било од тие соодноси. Тоа не значи дека нашата Месечина е 6 пати поголема; значи дека нејзината пропорционална големина покрај сопствената планета е повеќе од 6 пати поголема.
Нептун нуди уште една корисна споредба. Неговата најголема месечина, Тритон, изнесува околу 5,5% од дијаметарот на Нептун. Тоа е поголем дел отколку кај Ганимед или Титан, но сепак многу помалку од соодносот Земја–Месечина. Марс е на спротивната крајност: неговите 2 мали месечини со неправилен облик се минијатурни во споредба со планетата.
Овие споредби објаснуваат зошто рангирањето на месечините според дијаметарот не дава одговор на прашањето кој планетарен систем има најизразен придружник. Нашата Месечина е на 5-то место меѓу месечините во Сончевиот Систем според физичката големина, но на 1-во место во однос на својата планета меѓу 8-те планети. За поширок преглед на сателитите, погледнете го водичот за месечините во Сончевиот Систем; важната разлика овде е меѓу апсолутно рангирање и сооднос.
Дали тоа значи дека Земјата и Месечината се двојна планета?
„Двојна планета“ е привлечен опис, но нема универзално прифатена формална дефиниција. Еден предложен тест прашува каде се наоѓа заедничкото тежиште на двете тела. И двете тела орбитираат околу оваа точка, наречена барицентар; помалото тело не кружи околу совршено неподвижно поголемо тело.
Кај Земјата и Месечината, барицентарот се наоѓа во Земјата. Неговата положба може да се процени со помош на односот на масите. Ако масата на Земјата е околу 81 пати поголема од масата на Месечината, барицентарот е оддалечен од центарот на Земјата за околу 1/82 од растојанието меѓу центрите на двете тела. Ако се земе средно растојание од 384.400 км, се добива околу 4.700 км. Тоа е помалку од приближно 6.371 км на Земјиниот полупречник, па според ова поедноставено пресметување, точката се наоѓа околу 1.700 км под површината.
Сега споредете ги Плутон и Харон. Харон е широк околу половина од Плутон и има приближно 1/8 од неговата маса. Нивниот барицентар се наоѓа надвор од Плутон, што ги прави многу поубедлив пример за двоен систем. Плутон е класифициран како џуџеста планета, па ова не ја менува особеноста на Земјата меѓу 8-те планети.
Тестот со барицентарот е корисен, но не е целосно правило за класификација. Неговата положба зависи и од растојанието и од масата: ако истите 2 тела се оддалечат едно од друго, барицентарот ќе се оддалечи од центарот на секое тело. Затоа, самото тоа што точката е надвор од поголемото тело не воспоставува универзално прифатен статус на „двојна планета“. Според вообичаената класификација, Земјата е планета, а Месечината нејзин природен сателит, и покрај нејзиниот необично голем релативен дијаметар.
Трага за тоа како се формирала Месечината
Значителната големина на Месечината е едно од неколкуте својства што теоријата за нејзиното потекло треба да ги објасни. Водечкото објаснување е џиновски судир: во раната историја на Земјата, голем судир исфрлил материјал во орбита, а Месечината се составила од материјалот што орбитирал. Општата слика е добро поткрепена, но точните околности на судирот и подоцнежната еволуција сè уште се предмет на истражување.
Самата големина не ја докажува таа приказна. Научниците ги разгледуваат и аголниот момент на системот, релативно малото метално јадро на Месечината и хемиските и изотопските сличности меѓу земјиниот и месечевиот материјал. Успешното објаснување треба заедно да ги земе предвид тие набљудувања, а не само да создаде голем сателит во симулација.
Ова се разликува од општата слика за големите, правилни месечини на џиновските планети, за кои се смета дека се формирале во дискови од гас и цврст материјал околу нивните планети додека тие растеле. Различните средини на формирање можат да создадат различни пропорции меѓу планетата и нејзините придружници. Нема причина секој планетарен систем да биде умалена копија на другите.
Формирањето и подоцнежната еволуција треба да се разгледуваат одделно. Плимните заемодејства со текот на времето го менувале системот Земја–Месечина, а Месечината се оддалечува од Земјата за околу 3,8 см годишно. Тоа го менува растојанието меѓу нив, а не нивниот сооднос во дијаметарот. Истите заемодејства помагаат да се објасни нивната синхронизирана орбита и ротација, опфатени во написот зошто секогаш ја гледаме истата страна на Месечината.
Зошто големиот придружник сепак изгледа мал на небото
Релативната големина во споредба со Земјата не е исто што и привидната големина за набљудувач на Земјата. За изгледот е важен односот меѓу дијаметарот на Месечината и нејзиното растојание од вас. Ако се земат нејзиниот дијаметар од 3.474,8 км и средното растојание Земја–Месечина од центар до центар од 384.400 км, се добива аголен дијаметар од приближно 0,52 степени. Ова е корисна груба процена, а не точна прогноза за конкретна локација на набљудување.
Затоа придружник што е поширок од една четвртина од Земјата сепак може да зафаќа само мал дел од небото. Просторот меѓу телата е огромен во споредба со дијаметарот на кое било од нив. Ако Месечината беше подалеку, ќе изгледаше помала, без физички да се намали или да го изгуби својот необично голем сооднос на големината Месечина–Земја.
Оваа разлика дава практичен начин за проверка при споредување фотографии од Месечината. Фотографии направени со различни фокусни должини, кадрирања или распореди на предниот план не можат да докажат промена во физичката големина на Месечината. За значајна споредба на привидниот дијаметар потребна е постојана размерност на сликата. Месечевите панели за градови ги прикажуваат растојанието, висината над хоризонтот и азимутот, заедно со фазата и осветленоста, па ви даваат корисен контекст за бележење на набљудувањето. Задржете ја истата поставеност на камерата, забележете го растојанието и ќе можете да ја истражувате променливата привидна големина на Месечината без да ја помешате со многу посуштинското прашање колку е голем нашиот придружник во споредба со Земјата.