月球(1/3)
,俗称月亮,古称太阴,是环绕地球运行的一颗卫星。
它是地球唯一的一颗天然卫星,也是离地球最近的天体(与地球之间的平均距离是384400千米)。
1969年尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为最先登陆的人类。
1969年9月美国“阿波罗11号”宇宙飞船返回地球,美国“阿波罗”登月计划至阿波罗17号结束。
另有2009年发行的美国同名电影《》。
是被人们研究得最彻底的天体。
人类至今第二个亲身到过的天体就是。
的年龄大约有46亿年。
与地球一样有壳、幔、核等分层结构。
最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。
月壳下面到1000公里深度是月幔,它占了的大部分体积。
月幔下面是月核,月核的温度约为1000度,很可能是熔融状态的。
直径约3474.8公里,大约是地球的1/4、太阳的1/400,到地球的距离相当于地球到太阳的距离的1/400,所以从地球上看去月亮和太阳一样大。
的体积大概有地球的1/49,质量约7350亿亿吨,差不多相当于地球质量的1/81左右,表面的重力约是地球重力的1/6。
表面有阴暗的部分和明亮的区域,亮区是高地,暗区是平原或盆地等低陷地带,分别被称为月陆和月海。
早期的天文学家在观察时,以为发暗的地区都有海水覆盖,因此把它们称为“海”。
著名的有云海、湿海、静海等。
而明亮的部分是山脉,那里层峦叠嶂,山脉纵横,到处都是星罗棋布的环形山,即月坑,这是一种环形隆起的低洼形。
上直径大于1千米的环形山多达33000多个。
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。
永远都是一面朝向我们(原因见后面解释),这一面习惯上被我们的正面地图
称为正面。
另外一面,除了在月面边沿附近的区域因天秤动而中间可见以外,的背面绝大部分不能从地球看见。
在没有探测器的年代,的背面一直是个未知的世界。
背面的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背面时,它将无法与地球直接通讯。
27.321666天绕地球运行一周,而每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。
与其他卫星不同,的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。
相对于背景星空,围绕地球运行(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运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
因为的自转周期和它的公转周期是完全一样的,所以地球上只能看见永远用同一面向着地球。
自形成早期,地球便一直受到一个力矩的影响导致自转速度减慢,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绕地公转的角动量,其结果是以每年约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。
对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。
围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。
由于轨道为椭圆形,当处于近地点时,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。
从看地球
严格来说,地球与围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的3/4处)。
由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。
从地球南极上空观看,地球和均以顺时针方向自转;而且也是以顺时针绕地运行;甚至地球也是以顺时针绕日公转的,形成这种现象的原因是地球、相对于太阳来说拥有相同的角动量,即“从一开始就是以这个方向转动”。
很多人不明白为什么轨道倾角和自转轴倾角的数值会有这么大的变化。
其实,轨道倾角是相对于中心天体(即地球)而言的,而自转轴倾角则相对于卫星。
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,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°)。
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±0.00256°的摆动,称为章动。
白道面与黄道面的两个交点称为月交点--其中升交点(北点)指通过该点往黄道面以北;降交点(南点)则指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;而当满月刚好在月交点上时,便会发生月食。
背面的结构和正面差异较大。
月海所占面积较少,而环形山则较多。
地形凹凸不平,起伏悬殊最长和最短的半径都位于背面,有的地方比平均半径长4公里,有的地方则短5公里(如范德格拉夫洼地)。
背面未发现“质量瘤”。
背面的月壳比正面厚,最厚处达150公里,而正面月壳厚度只有60公里左右。
的背面地图
本身并不发光,只反射太阳光。
亮度随日、月间角距离和地、月间距离的改变而变化。
平均亮度为太阳亮度的1/465000,亮度变化幅度从1/630000至1/375000。
满月时亮度平均为-12.7等(见)。
它给大地的照度平均为0.22勒克斯,相当于100瓦电灯在距离21米处的照度。
月面不是一个良好的反光体,它的平均反照率只有7%,其余93%均被吸收。
月海的反照率更低,约为6%。
月面高地和环形山的反照率为17%,看上去山地比月海明亮。
的亮度随而变化,满月时的亮度比上下弦要大十多倍。
由于上没有大气,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。
从月震波的传播了解到也有壳、幔、核等分层结构。
最外层的月壳厚60~65公里。
月壳下面到1,000公里深度是月幔,占了大部分体积。
月幔下面是月核。
月核的温度约1,000℃,很可能是熔融的,据推测大概是由Fe-Ni-S和榴辉岩物质构成。
基本数据
阿波罗登月的照片(19张)平均轨道半径384,401千米轨道偏心率0.0549近地点距离363,300千米远地点距离405,500千米平均公转周期27.32天平均公转速度1.023千米/秒轨道倾角在28.58°与18.28°之间变化升交点赤经125.08°近地点辐角318.15°默冬章19年平均月地距离384400千米交点退行周期18.61年近地点运动周期8.85年食年346.6天沙罗周期18年10/11天轨道与黄道的平均倾角5°赤道与黄道的平均倾角1°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3.79×10^7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1.62m/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宇宙中的
满月时视星等-12.74表面温度(t)-233~123℃平均23℃大气压1.3×10-10千帕月周期:名称数值(单位:天)定义恒星月27.321661相对于背景恒星朔望月29.530588相对于太阳(月相)分点月27.321582相对于春分点近点月27.554550相对于近地点交点月27.212220相对于升交点的直径是地球平均直径的1/4,质量只是地球的1/81。
环形山环形山这个名字是伽利略起的。
是月面的显着特征,几乎布满了整个月面。
最大的环形山是南极附近的贝利环形山,直径295千米,比海南岛还大一点。
小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。
直径不小于1000米的大约有33000个。
占月面表面积的7%-10%。
有个日本学者1969年提出一个环形山分类法,分为克拉维型(古老的环形山,一般都面目全非,有的环山中有山)哥白尼型(年轻的环形山,常有“辐射纹”,内壁一般带有同心圆状的段丘,中央一般有中央峰)阿基米德型(环壁较低,可能从哥白尼型演变而来)碗型和酒窝型(小型环形山,有的直径不到3米)。
环形山的形成现有两种说法:“撞击说”与“火山说”。
“撞击说”是指因被其他行星撞击而有现在人类所看到的环形山。
“火山说”是指上本有许多火山,最后火山爆发而形成了环形山。
但是,现在的科学家主张的是“撞击说”。
在地球上的人类用肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。
由于历史上的原因,这个名不副实的名称保留下来。
已确定的月海有22个,此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。
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