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[天体百科] 月亮小述

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发表于 2009-10-30 07:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
给大家介绍过太阳以后,接下来我们来看一下月球。

首先介绍一下月球的概况

月球是地球唯一的天然卫星,俗称月亮。它是离地球最近的天体,近地点距离为363300千米,而远地点距离为405500千米,它是人类至今唯一一个亲身访问过的天体。

月球的结构和地球类似,也有壳、幔、核等分层结构(如下图)。最外层的月壳平均厚度约为60-70公里;月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了月球的大部分体积;月幔下面便是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里,是地球的3/11,太阳的1/400。月球的体积只有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,相当于地球质量的1/81,因此根据万有引力,月球表面的重力差不多是地球重力的1/6,故我们可以看到在月球上走路便是一跳一跳的大步跨越式前进。

月球结构.jpg

据观测,月球表面有阴暗的部分和明亮的区域。其中明亮的区域是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山(如下图)。位于南极附近的贝利环形山直径295公里,可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山,深达8788米。除了环形山,月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现,别有一番风光。如果把地球上的水都抽走的话,露出的地表其实和月球也是类似的。阴暗的我们则称它为“月海”,当然我们现在知道并不是真正的水,,而是凹下去类似盆地的地形地貌。

月球表面.jpg

需要注意的是,月球的正面永远都是向着地球,其原因是潮汐长期作用的结果。月球的背面一直是个未知的世界,其一大特色是几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当人造探测器运行至月球背面时,它将无法与地球直接通讯。

月球正面.jpg

由于月球上没有大气,再加上月面物质的热容量和导热率又很低,因而月球表面昼夜的温差很大。白天,在阳光垂直照射的地方温度高达+127℃;夜晚,温度可降低到-183℃。这些数值,只表示月球表面的温度。用射电观测可以测定月面土壤中的温度,这种测量表明,月面土壤中较深处的温度很少变化,这正是由于月面物质导热率低造成的。

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 楼主| 发表于 2009-10-30 07:59 | 显示全部楼层
月球运行轨道和周期探秘

月球绕地球运行一周需要一个农历月。注意:月球的轨道平面比较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近,这点与其他天体的卫星不同。

相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离(即相对移动)

因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期,地球便一直受到一个力矩的影响引致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。

月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近地点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远地点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为经天秤动(如下图)。

天秤动.gif

月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持着5.145396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+5.15°) 至18.30°(即23.45°- 5.15°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15°+ 1.54°)及3.60°(即5.15°- 1.54°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.002 56°的摆动,称为章动。

月球公转.jpg

白道面与黄道面的两个交点称为月交点--其中升交点(北点)指月球通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时,便会发生日食(当天对于从地球上观测的话,月亮轨迹和太阳重合);而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食。因此日食通常发生在“朔月”——农历初一;而月食基本都在“望月”——农历十五

月食成因.jpg

月相变化.jpg
 楼主| 发表于 2009-10-30 08:04 | 显示全部楼层
月球常见参数

  平均轨道半径 384,400千米
  轨道偏心率 0.0549
  近地点距离 363,300千米
  远地点距离 405,500千米
  平均月地距离  384 400 千米
  平均公转周期 29.53天
  平均公转速度 1.023千米/秒
  轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化(与黄道面的交角为5.145°)
  升交点赤经 125.08°
  沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天
  轨道与黄道的平均倾角 5°9'
  月球赤道与黄道的平均倾角 1°32'
  赤道直径 3,476.2 千米
  两极直径 3,472.0 千米
  扁率 0.0012
  表面面积 3.976×10^7平方千米
  体积 2.199×10^10 立方千米
  质量 7.349×10^22 千克
  平均密度 水的3.350倍
  赤道重力加速度 1.62 m/s2 (地球的1/6)
  逃逸速度 2.38千米/秒
  自转周期 27天7小时43分11.559秒(同步自转)
  自转速度 16.655 米/秒(于赤道)
  自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化 (与黄道的交角为1.5424°)
  反照率 0.12
  满月时视星等 -12.74
  表面温度(t) -233~123℃ (平均-23℃)
  大气压 1.3×10-10 千帕
 楼主| 发表于 2009-10-30 08:12 | 显示全部楼层
月球起因探秘

  月球的起源莫衷一是: 对月球的起源,大致有三种学说,但仍未定论。

  一、分裂说。这是最早解释月球起源的一种假设。早在1898年,著名生物学家达尔文的儿子乔治•达尔文就在《太阳系中的潮汐和类似效应》一文中指出,月球本来是地球的一部分,后来由于地球转速太快,把地球上一部分物质抛了出去,这些物质脱离地球后形成了月球,而遗留在地球上的大坑,就是现在的太平洋。这一观点很快就收到了一些人的反对。他们认为,以地球的自转速度是无法将那样大的一块东西抛出去的。再说,如果月球是地球抛出去的,那么二者的物质成分就应该是一致的。可是通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,发现二者相差非常远。

  二、俘获说。这种假设认为,月球本来只是太阳系中的一颗小行星,有一次,因为运行到地球附近,被地球的引力所俘获,从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为,地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起,久而久之,吸积的东西越来越多,最终形成了月球。但也有人指出,像月球这样大的星球,地球恐怕没有那么大的力量能将它俘获。

  三、同源说。这一假设认为,地球和月球都是太阳系中浮动的星云,经过旋转和吸积,同时形成星体。在吸积过程中,地球比月球相应要快一点,成为“哥哥”。这一假设也受到了客观存在的挑战。通过对“阿波罗12号”飞船从月球上带回来的岩石样本进行化验分析,人们发现月球要比地球古老得多。有人认为,月球年龄至少应在70亿年左右。

  四、大碰撞说。这一假设认为,太阳系演化早期,在星际空间曾形成大量的“星子”,星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球,同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。这两个天体在各自演化过程中,分别形成了以铁为主的金属核和由硅酸盐构成的幔和壳。由于这两个天体相距不远,因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会,那个小的天体以每秒5千米左右的速度撞向地球。剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态,使地轴倾斜,而且还使那个小的天体被撞击破裂,硅酸盐壳和幔受热蒸发,膨胀的气体以及大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。这些飞离地球的物质,主要有碰撞体的幔组成,也有少部分地球上的物质,比例大致为0.85:0.15。在撞击体破裂时与幔分离的金属核,因受膨胀飞离的气体所阻而减速,大约在4小时内被吸积到地球上。飞离地球的气体和尘埃,并没有完全脱离地球的引力控制,通过相互吸积而结合起来,形成全部熔融的月球,或者是先形成几个分离的小月球,在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。

PS:参考资料源自百度百科,有删节、补充和改动
发表于 2009-10-30 08:23 | 显示全部楼层
还有一个比较科幻的说法,月球是外星人的“人造卫星”,永远只有一面对着地球,背部有秘密的飞船通道……之所以距离地球不远不近是为了方便监视地球和监控人类……

当然,这种说法,姑妄听之罢了。
发表于 2009-10-30 18:55 | 显示全部楼层
好帖,简直是人教版。

话说图上怎么没找到澄海?
发表于 2009-10-30 19:43 | 显示全部楼层


找到了.....在东北象限......
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组图打开中,请稍候......
发表于 2009-10-30 19:52 | 显示全部楼层
月球太空站和航天中心将在本世纪内建成,我们或许将有幸看到飞船在月球上升空的景象。
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