Погледнете ја Месечината неколку ноќи по ред и ќе забележите дека нејзините познати обележја остануваат на истото место. Истите широки темни месечеви рамнини се свртени кон Земјата, па може да изгледа како Месечината да не се врти. Но таа се врти: Месечината се завртува околу својата оска еднаш за секоја орбита околу Земјата. Оваа синхронизација, наречена приливно заклучување, е причината зошто гледаме речиси иста полутопка, наместо страните да се менуваат.
Спротивната полутопка често се нарекува далечна страна. Таа не е трајно темна. Сончевата светлина стигнува до најголемиот дел од месечевата површина во различни делови од месечевиот циклус, иако некои длабоки поларни кратери остануваат во постојана сенка. Геометријата на орбитата на Месечината, нејзината ротација и малото привидно нишање помагаат да објасниме што можеме да видиме.
Една ротација за една орбита
На Месечината ѝ се потребни 27.32166 дена за да заврши една ротација во однос на далечните ѕвезди, а 27.32166 дена и за да направи една орбита околу Земјата. Бидејќи овие периоди се совпаѓаат, истата општа страна останува свртена кон нашата планета. Ако Месечината воопшто не се вртеше, нејзината променлива положба по орбитата би носела различни должини во видното поле. Наместо тоа, таа постојано се врти додека се движи, одржувајќи го чекорот со својата орбита.
Позната споредба е да обиколувате човек додека сте свртени кон него. Мора да се завртите еднаш во текот на обиколката, иако човекот што ве гледа постојано ја гледа истата страна од вашата глава. Вртењето на Месечината е помалку очигледно бидејќи на Земјата нема некое обележје што би ни помогнало лесно да го забележиме од ноќ во ноќ.
Периодот на ротација од 27.32166 дена не е интервалот меѓу две полни месечини. Тој циклус на мени трае 29.53059 дена бидејќи, додека Месечината орбитира околу Земјата, системот Земја-Месечина истовремено се движи околу Сонцето. Откако ќе заврши една орбита, Месечината мора да помине уште малку пат за повторно да се најде во иста положба во однос на Сонцето и Земјата. Водичот за менијата на Месечината објаснува како промените на аглите меѓу Сонцето, Земјата и Месечината ги создаваат менијата што ги гледаме.
Како приливните сили ја синхронизирале Месечината
Приливното заклучување е резултат на дејството на гравитацијата врз тело што ротира, во текот на времето. Гравитацијата на Земјата посилно ја влече страната на Месечината што е поблиску до Земјата отколку нејзината далечна страна. Таа разлика малку ја издолжува Месечината, создавајќи приливна деформација. Кога ротацијата и орбитата на Месечината не биле синхронизирани, деформацијата не била совршено порамнета со насоката Земја-Месечина. Гравитацискиот вртежен момент што произлегувал од тоа ја менувал ротацијата на Месечината, додека внатрешното триење ја расејувало ротациската енергија.
Со текот на времето, овие ефекти ја забавиле ротацијата на Месечината, сè додека за едно завртување не било потребно исто време како и за една орбита. Во оваа синхронизирана состојба, приливната деформација останува речиси порамнета со Земјата, па периодичниот вртежен момент што ја менувал ротацијата станува многу помал. Приливното заклучување не е некаква посебна сила што ја држи едната страна неподвижна; тоа е стабилна последица од ротацијата, гравитацијата и губењето енергија.
Приливните ефекти и понатаму се важни во системот Земја-Месечина. Месечината се оддалечува од Земјата со околу 3.8 cm годишно, што е последица на приливните заемодејства што пренесуваат аголен момент низ системот. Точното движење не може да се забележи со едно набљудување, но тоа ја поврзува заклучената ротација на Месечината со непрекината размена меѓу орбитата и ротацијата.
Далечната страна не е темната страна
Далечната страна е едноставно полутопката што е свртена од Земјата. Таа добива сончева светлина, исто како и блиската страна, додека Месечината орбитира околу нашата планета. При полна месечина, блиската страна е осветлена, а далечната страна е главно свртена настрана од Сонцето; при млада месечина, далечната страна е осветлена, додека блиската страна е претежно во темнина. Циклусот се менува додека Месечината минува низ своите менија.
Сепак, има една важна забелешка: не секое место на Месечината наизменично се изложува на сончева светлина и темнина. Во близина на половите, Сонцето останува ниско над хоризонтот. Некои длабоки кратерски дна се толку заклонети од нивните ободни ѕидови што сончевата светлина никогаш не допира до нив, па остануваат области во постојана сенка. Овие исклучителни места се последица на локалниот релјеф и нискиот агол на Сонцето, а не на тоа што се наоѓаат на далечната страна.
Затоа изразот „темната страна на Месечината“ може да наведе на погрешен заклучок. Понекогаш неформално се користи за далечната страна, но не опишува полутопка до која никогаш не стигнува сончева светлина. За да видите како се менуваат датумите и времињата на менијата во текот на циклусот, користете го календарот на менијата на Месечината по месеци.
Малото нишање открива поголем дел од површината
Со текот на времето, Земјата не гледа точно половина од Месечината. Орбитата на Месечината е малку елиптична, па нејзината орбитална брзина се менува: таа се движи побрзо кога е најблиску до Земјата, а побавно кога е подалеку. Нејзината ротација останува речиси постојана, па променливата орбитална брзина прави да изгледа како Месечината малку да се ниша од една на друга страна. Ова привидно движење се нарекува либрација по должина.
Либрацијата по ширина има поинаква причина. Оската на ротација на Месечината е наклонета за 1.54 степени во однос на еклиптиката, а нејзината орбита е наклонета за 5.14 степени во однос на еклиптиката. Заедно, овие агли им овозможуваат на набљудувачите во различни точки од орбитата да видат малку подалеку преку северниот или јужниот пол на Месечината. И растојанието до Месечината, како и положбата на набљудувачот на Земјата, малку влијаат врз глетката.
Либрацијата не ја открива целата далечна страна одеднаш. Со текот на времето, таа им овозможува на набљудувачите да ѕирнат зад привидниот раб. Вкупно, од Земјата може да се видат околу 59 проценти од месечевата површина во некој момент, иако во еден ист миг не е видлива повеќе од околу половина. Ова бавно откривање е причината зошто деталните карти на месечевата површина се протегаат подалеку од страната што изгледа центрирана при обично набљудување.
Што да забележите од Земјата
Корисен начин да го следите овој ефект е да споредите некое препознатливо обележје близу работ на Месечината на различни датуми. Либрацијата го поместува привидниот раб, па кратер или темна рамнина близу работ може да изгледа поизложено на еден датум отколку на друг. Промената е суптилна без телескоп или двоглед, а променливата ориентација на Месечината на небото исто така може да ги отежне споредбите. Запомнете го истото обележје и споредувајте снимки направени при слични менија.
Глетката зависи од тоа каде се наоѓате на Земјата, како и од тоа кога набљудувате. Контролната табла за Месечината во градот ги прикажува локалното мени и осветленост, изгрејсонцето и зајдисонцето на Месечината, висината и азимутот, растојанието и состојбата на небото со локалните временски услови. За планирање, водичот за најдоброто време за набљудување на Месечината објаснува како менито и локалните услови влијаат врз тоа кога таа е над хоризонтот. Синхронизираната ротација на Месечината објаснува зошто нејзиното познато лице останува свртено кон нас; либрацијата им овозможува на трпеливите набљудувачи да ѕирнат малку подалеку од него.