Le fasi lunari

Luna

L'osservazione della luna è accessibile a tutti gli strumenti. Qualunque binocolo vi permetterà di familiarizzare con l'aspetto generale del satellite: vasti pianori grigiastri, grandi crateri e raggiere brillanti. Con un ingrandimento di 50 x distinguerete già la Valle Alpina, e a 100 x vedrete le fratture (rimae) presso i crateri Hyginus e Aristarco. I crateri vi sembreranno  innumerevoli, e le catene di montagne come gli Appennini rileveranno i loro dettagli pittoreschi; la superficie uniforme dei mari vi lascerà indovinare le sue ondulazioni e i suoi rilievi messi in risalto dalle ombre lunghe.

La librazione modifica la prospettiva

L'orbita della Luna

La Luna orbita attorno alla Terra in verso contrario. La sua rivoluzione, detta mese siderale, si compie in 27,322 giorni, mentre il ritorno della Luna nella stessa posizione rispetto al Sole e alla Terra, detto mese sinodico, si compie in 29,531 giorni. Questa differenza è dovuta al fatto che nel corso di un mese siderale, la Terra ha compiuto quasi 1/12 della sua orbita attorno al Sole e la Luna deve compiere quasi un 1/12 della propria orbita per ritornare nella stessa posizione rispetto al Sole e alla Terra. La fase di Luna nuova corrisponde all’istante in cui la Luna si trova congiunta al Sole, ossia quando la nostra Stella e la Luna hanno uguale longitudine eclittica. Trascorsi circa due giorni dalla Luna nuova, si inizia a vedere una piccola falce di Luna a ovest dopo il tramonto del Sole. All’incirca una settimana dopo la Luna nuova si ha il primo quarto, con una differenza in longitudine eclittica di Sole e Luna pari a 90°. La Luna piena compare quando sono trascorsi circa 15 giorni dalla Luna nuova e all’incirca una settimana dopo si ha l’ultimo quarto. Trascorsa un’altra settimana, la Luna scompare nuovamente alla nostra vista.

L'orbita della Luna è approssimativamente ellittica. La lunghezza del semiasse maggiore è di 384.400 km e l'eccentricità è 0,055. Le perturbazioni operate sull'orbita, principalmente dal Sole, causano la variazione, col tempo, degli elementi orbitali. La distanza minima tra la Luna e il centro della Terra è 356.400 Km, mentre la distanza massima è 406.700 Km. Il diametro angolare apparente della Luna varia tra 29.4' e 33.5'. Il tempo che la Luna impiega a ruotare attorno al proprio asse uguaglia il mese siderale e per questo motivo la Luna ci mostra sempre la stessa faccia. Questo genere di rotazione, che è detta sincrona, è una caratteristica comune di quasi tutti i grandi satelliti, dei pianeti, del sistema solare.

La velocità della Luna lungo la sua orbita segue la legge 2° di Keplero, ma il periodo di rotazione rimane costante e questo comporta che, in corrispondenza delle diverse fasi della Luna, si possono vedere parti diverse della superficie. Quando la Luna è prossima al perigeo la sua velocità è massima e quindi superiore alla velocità di rotazione. Di conseguenza  (dall'emisfero boreale) si riesce a vedere una parte del bordo destro, mentre quando la Luna è prossima all'apogeo si riesce a vedere una parte del suo bordo sinistro. Grazie a questo fenomeno, detto librazione, dalla Terra è possibile vedere il 9% della superficie nascosta della Luna (quella rivolta sempre vero il Sole). Ci sono altri due fattori che causano la librazione. Il primo si verifica al sorgere e tramontare della Luna, quando è possibile scorgere rispettivamente una piccola porzione oltre il bordo destro e oltre il bordo sinistro. Il secondo, detto librazione in latitudine, si deve al fatto che l'orbita della Luna è inclinata di circa 5° rispetto al piano dell'eclittica e così, in dipendenza della posizione della Luna, è possibile scorgere una piccola porzione situata oltre uno dei suoi poli. 

La forma della Luna è una sfera con alcune irregolarità dovute ai rilievi. La sua densità non è omogenea. La temperatura al centro del disco scuro (mezzanotte) raggiunge -150°, mentre al centro del disco chiaro (mezzogiorno) raggiunge + 150°. La stessa differenza esiste tra la superficie in ombra e quella esposta al Sole. La Luna ha un diametro di 3476 km ( circa 1/3 del diametro terrestre). La superficie è 1/13 di quella della Terra e il volume è 1/50 del volume terrestre. La massa della Luna è 1/81 del nostro pianeta, la densità media è 3,42 rispetto alla Terra, infine la gravità è di 1/6 della gravità terrestre.

Alcune piccole e utili nozioni

Il raggio vettore che collega un pianeta al Sole spazza aree uguali in intervalli di tempo uguali. In termini semplici, questa legge descrive il movimento di un pianeta lungo la sua orbita ellittica. Quando il pianeta è più vicino al Sole (perielio) (perigeo x Luna), si muove più velocemente, mentre quando è più lontano dal Sole (afelio) (apogeo x Luna), si muove più lentamente. Tuttavia, l'area spazzata dal raggio vettore in un dato intervallo di tempo rimane costante. Questo principio è una conseguenza della conservazione del momento angolare.

Aree uguali in tempi uguali

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Luna II giorno

Falce molto sottile. Luce cinerea all'interno del disco, nella sua parte oscura. Si possono apprezzare Mare  di Humboldt e  l'alba sul Mare delle Crisi dimezzato dall'ombra del terminatore. Lungo il bordo dell'ombra , dal centro verso l'alto, i crateri Langrenus, Vendelinus, Petavius e Furnerius.

Il cratere Petavius è caratterizzato da una parete molto ampia e intatta, nonostante il cratere Wrottesley tocchi il suo bordo nord-occidentale. Il fondo del cratere è stato riemerso da una colata lavica e contiene un grande gruppo montuoso centrale con picchi che si innalzano fino a 1,7 km. Inoltre, c'è una rima ampia e profonda che va dal gruppo montuoso centrale alla parete interna lunga circa 80 km. Con un  telescopio molto piccolo può mostrare questi dettagli in condizioni di illuminazione adeguate. Petavius è facilmente distinguibile da Langrenus, anche per osservatori inesperti. Il cratere fa parte di un sistema di rima più complesso noto come Rimae Petavius. I fenomeni lunari transitori tendono ad apparire in regioni ricche di rimaglie. Il cratere Palitzsch, situato a est di Petavius, è una valle che corre per oltre 100 km lungo il bordo orientale di Petavius. Ora è ufficialmente conosciuta come Vallis Palitzsch. Adiacente a essa, a sud, si trova il cratere Hase, gravemente danneggiato. Petavius ha anche un certo numero di crateri satelliti, il più grande dei quali è Petavius B, con un diametro di 33 km10. 

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Luna III giorno

Luna VI giorno

Luna VII giorno

Luna VIII giorno

Luna IX giorno

Luna X giorno

La visione attraverso il telescopio

Se si osserva la Luna attraverso un telescopio rifrattore dotato di diagonale, si deve tenere conto di una particolarità: l'immagine che si vede non è diretta, bensì speculare. Ciò significa che la gobba appare invertita rispetto alla visione naturale. Pertanto, se a occhio nudo la Luna mostrerebbe la gobba a ponente, nel telescopio la vedremo con la gobba a levante e viceversa. Questo dettaglio è fondamentale per non confondere la fase lunare osservata.

Luna vista con binocolo o ad occhio nudo

Luna vista al telescopio

Il cratere Clavius: una delle più grandi strutture lunari

Il cratere Clavius è una delle formazioni più imponenti e antiche della Luna. Situato nella regione sud-occidentale della faccia visibile del satellite, ha un diametro di circa 230 km e una profondità di 3,5 km. Si tratta di un cratere da impatto formatosi durante il periodo Nettariano, circa 4 miliardi di anni fa. Nonostante la sua età, Clavius è relativamente ben conservato, con un bordo eroso e segnato da numerosi crateri minori. La sua forma è quasi poligonale, e il pianoro interno è caratterizzato da una serie di crateri disposti ad arco, tra cui Clavius D, C, N, J e JA. Una delle scoperte più sorprendenti legate a Clavius è la presenza di acqua molecolare sulla sua superficie, rilevata nel 2020 grazie alle osservazioni del telescopio SOFIA. Questo ritrovamento ha ampliato le prospettive di ricerca sulla Luna, dimostrando che l'acqua non è confinata solo nelle regioni polari.Grazie alle sue dimensioni e alla sua posizione, Clavius è facilmente osservabile con telescopi amatoriali e continua a essere un oggetto di grande interesse per astronomi e appassionati di esplorazione lunare.

La Vallis Alpes: una spettacolare frattura lunare

La Vallis Alpes, nota anche come Valle Alpina lunare, è una delle strutture geologiche più affascinanti della Luna. Si tratta di una lunga valle di frattura che attraversa la catena montuosa dei Montes Alpes, situata nella regione nord-orientale della faccia visibile del satellite. Questa formazione si estende per circa 166 km e ha una larghezza variabile tra 10 e 20 km. Il fondovalle è relativamente pianeggiante e ricoperto da lava solidificata, con una caratteristica frattura centrale che percorre l'intera lunghezza della valle. Si ritiene che la Vallis Alpes sia un graben, ovvero una depressione tettonica formata da movimenti della crosta lunare, successivamente inondata da lava. Le sue pareti si innalzano fino a raggiungere l'altitudine degli altopiani circostanti, con un aspetto irregolare e frammentato. Scoperta nel 1727 dall'astronomo italiano Francesco Bianchini, la Vallis Alpes è oggi un obiettivo privilegiato per le osservazioni telescopiche, grazie alla sua struttura unica e ai dettagli visibili con luce solare radente.