Librace - Libration

Tento článek je o astronomických pozorováních. Molekulární pohyb viz Librace (molekula) .
Nesmí být zaměňována s Liberation , Libation nebo Vibration .
Lunární fáze a knihovny v roce 2019 na severní polokouli v hodinových intervalech s hudbou, tituly a doplňkovou grafikou
Během jednoho lunárního měsíce je z povrchu Země vidět více než polovina povrchu Měsíce.
Simulované pohledy na Měsíc po dobu jednoho měsíce, demonstrace knihoven v zeměpisné šířce a délce . Viditelné jsou také různé fáze a rozdíly ve vizuální velikosti způsobené proměnlivou vzdáleností od Země.
Teoretický rozsah viditelného lunárního povrchu (zeleně) v důsledku librace ve srovnání s rozsahem viditelného měsíčního povrchu bez librace (žlutě). Projekcí je projekce Winkel Tripel . Klisnu Orientale , těsně mimo žlutou oblast, přivádí na Zemi ze Země knihovna.

V lunární astronomii je librace vrtění nebo kolísání Měsíce vnímané pozorovateli vázanými na Zemi a způsobené změnami v jejich perspektivě. Umožňuje pozorovateli vidět mírně odlišné polokoule povrchu v různých časech. Je to podobné jak příčinou, tak důsledkem změnám zjevné velikosti Měsíce v důsledku změn vzdálenosti . Je to způsobeno třemi níže popsanými mechanismy, z nichž dva způsobují relativně malou fyzickou knihovnu prostřednictvím slapových sil vyvíjených Zemí. Takové skutečné knihovny jsou známé i pro jiné měsíce s uzamčenou rotací .

Zcela odlišný jev pohybu trojského asteroidu byl nazýván trojskou knihovnou ; a bod trojské librace znamená Lagrangeův bod .

Lunární knihovna

Měsíc drží jednu polokouli sebe obrácenou k Zemi, kvůli přílivovému zamykání . Proto první pohled na odvrácené straně Měsíce nebylo možné až do sovětské sondy Luna 3 dosáhl Měsíce dne 7. října 1959, a dále měsíčního průzkumu podle Spojených států a Sovětského svazu . Tento jednoduchý obrázek je jen přibližně pravdivý: v průběhu času je díky knihovně ze Země vidět o něco více než polovina (celkem asi 59%) povrchu Měsíce.

Lunární knihovna vzniká ze tří změn perspektivy v důsledku: nekruhové a nakloněné oběžné dráhy, konečné velikosti Země a orientace Měsíce v prostoru. První z nich se nazývá optická knihovna , druhá se nazývá paralaxa a třetí je fyzická knihovna . Každý z nich lze rozdělit na dva příspěvky.  

Následují čtyři typy lunární knihovny:

  • Librace do délky vyplývá z výstřednosti části oběžné dráhy Měsíce kolem Země; rotace Měsíce někdy vede a někdy zaostává za svou orbitální polohou. Měsíční knihovnu na délku objevil Johannes Hevelius v roce 1648. Může dosáhnout 7 ° 54 ′ amplitudy .
  • Librace v šířky výsledků z mírného sklonu (asi 6,7 °) mezi Moona osy rotace a normálně k rovině jeho oběžné dráze kolem Země. Jeho původ je analogický tomu, jak roční období vyplývají z pozemské revoluce kolem Slunce. Galileo Galilei je někdy připočítán s objevem lunární knihovny na zeměpisné šířce v roce 1632, ačkoli Thomas Harriot nebo William Gilbert to mohli udělat dříve. Všimněte si Cassiniho zákonů . V amplitudě může dosáhnout 6 ° 50 ′. 6,7 ° závisí na sklonu oběžné dráhy 5,15 ° a záporném rovníkovém náklonu 1,54 °.
  • Denní knihovna je malá denní oscilace způsobená rotací Země , která nese pozorovatele nejprve na jednu stranu a poté na druhou stranu přímky spojující středy Země a Měsíce, což umožňuje pozorovateli podívat se nejprve kolem jedné strany Měsíce a pak kolem druhého - protože pozorovatel je na zemském povrchu, ne v jeho středu. Amplituda dosahuje méně než 1 °. Denní knihovna je jedním z efektů paralaxy , které závisí jak na zeměpisné délce, tak na zeměpisné šířce místa.
  • Fyzická librace je oscilace orientace v prostoru o rovnoměrné rotaci a precesi. O všech 3 osách existují fyzické knihovny. Velikosti jsou zhruba 100 sekund oblouku. Jak je vidět ze Země, činí to méně než 1 sekundu oblouku. Vynucené fyzické knihovny lze předpovědět s ohledem na oběžnou dráhu a tvar Měsíce. Období volných fyzických knihoven lze také předpovědět, ale jejich amplitudy a fáze nelze předvídat.

Fyzická knihovna

Orientace Měsíce vykazuje malé oscilace směru pólu v prostoru a rotaci kolem pólu.

Vynucená fyzická knihovna

Cassiniho zákony uvádějí, že:

  1. Měsíc se otáčí rovnoměrně kolem své polární osy a udržuje jednu stranu směrem k Zemi.
  2. Rovníková rovina Měsíce je nakloněna vzhledem k ekliptické rovině a rovnoměrně se zpracovává podél ekliptické roviny.
  3. Klesající uzel rovníku na ekliptice odpovídá vzestupnému uzlu roviny oběžné dráhy.

Kromě rovnoměrného otáčení a rovnoměrné precese rovníkové roviny má Měsíc malé oscilace orientace v prostoru kolem všech 3 os. Tyto kmity se nazývají fyzické knihovny. Kromě náklonu 1,5427 ° mezi rovníkem a ekliptikou mají oscilace velikost přibližně ± 100 sekund oblouku. Tyto kmity lze vyjádřit pomocí goniometrických řad, které závisí na měsíčních momentech setrvačnosti A < B < C . Citlivé kombinace jsou β = ( C - ) / B a γ = ( B - ) / C . Oscilace kolem polární osy je nejcitlivější na γ a 2-rozměrný směr pólu, včetně náklonu 1,5427 °, je nejcitlivější na β . V důsledku toho přesná měření fyzických knihoven poskytují přesná stanovení β =6,31 × 10 −4 a γ =2,28 × 10 −4 .

Umístění 3 retroreflektorů na Měsíc experimentem Lunar Laser Ranging a 2 retroreflectorů pomocí lunokhodských roverů umožnilo přesné měření fyzických knihoven laserem v rozsahu na Měsíc.

Bezplatná fyzická knihovna

Volná fyzická knihovna je podobná řešení redukované rovnice pro lineární diferenciální rovnice. Periody volných knihoven lze vypočítat, ale je třeba změřit jejich amplitudy. Lunární laserové měření poskytuje stanovení. Dvě největší bezplatné knihovny objevil O. Calame. Moderní hodnoty jsou:

  1. 1,3 sekundy oblouku s dobou 1056 dní (2,9 roku) pro rotaci kolem polární osy,
  2. eliptické kolébání pólu o velikosti 8,18 × 3,31 arcsekund 74,6 roku a
  3. otočení pólu v prostoru o 81 let, což je velikost 0,03 sekundy oblouku.

Tekuté jádro může způsobit čtvrtý režim s obdobím kolem 4 století. Očekává se, že bezplatné knihovny budou ve velmi krátkých časech ve srovnání s věkem Měsíce tlumeny. V důsledku toho jejich existence znamená, že musí existovat jeden nebo více stimulačních mechanismů.

Viz také

Reference

externí odkazy