Księżyc, towarzysz naszej Ziemi i najbliższe nam ciało niebieskie, jest dla miłośników nieba i astronomów - amatorów bardzo ciekawym obiektem do obserwacji. Księżyc nie posiada atmosfery, która zasłaniałaby jego powierzchnię, możemy ją zatem badać bardzo dokładnie. Nawet gołym okiem dostrzegamy morza księżycowe, duże, ciemne obszary o bardzie lub mniej kolistym kształcie. W dawniejszych czasach obserwatorzy uważali te okrągłe, ciemne obszary za prawdziwe morza i nadali im fantazyjne łacińskie nazwy takie jak: Mare Nectaris lub Mare Serenitatis. Obecnie wiemy, że na powierzchni Księżyca nie ma wody w stanie wolnym. Pomimo to używa się, tak jak dawniej, historycznych nazw mórz. Autorem tych nazw jest prawdopodobnie włoski astronom Giovanni Battista Riccioli. Morza księżycowe są ogromnymi zagłębieniami terenu, które powstały prawdopodobnie w wyniku upadku małych planetek oraz dużych kawałków materii pochodzących z początkowego okresu tworzenia się naszego układu planetarnego. Zagłębia te zostały następnie wypełnione lawą. Na gładkim terenie mórz występuje mało kraterów, bardzo licznie występują one natomiast na wyżynach, szczególnie południowej półkuli Księżyca. Jednym z największych i najbardziej interesujących mórz księżycowych jest Mare Imbrium. Ma ono średnicę 960 km i jest otoczone wysokimi łańcuchami górskimi, które wraz z zatokami tworzą bardzo ciekawy krajobraz. Morze deszczów jest jednym z najchętniej oglądanych miejsc na powierzchni Księżyca. Widok tego obszaru przez teleskop skłonił już wiele osób do bliższego kontaktu z astronomią.
Zdjęcia pochodzące z Księżyca
Obok mórz obserwatorowi rzucają się w oczy dwie inne, wymienione już wcześniej, formacje księżycowe, tj. kratery i pasma górskie. To właśnie kratery tworzą charakterystyczny krajobraz księżycowy. jest to formacja typowa także dla niektórych planet i księżyców naszego Układu Słonecznego. Kratery na Księżycu są najprawdopodobniej kraterami uderzeniowymi, a nie jak wcześniej przyjmowano wulkanami powstałymi wskutek upadku małych planetoid i bombardowania meteorytowego. Największe kratery - nazywane są również górami pierścieniowymi lub równinami wałowymi - mają średnicę od 200 do 300 km. Wiele kraterów ma w swoim środku jedną lub kilka górek centralnych. Wał wokół krateru, który wskutek jego rozmiarów i krzywizny powierzchni Księżyca wydaje się stosunkowo płaski, opada niekiedy do wnętrza krateru stopniami i tarasami. Wnętrze krateru jest położone niżej niż jego powierzchnia zewnętrzna. Często dno i wał krateru usiane są mniejszymi kraterami. Mniejsze kratery są na ogół młodsze od większych. Istnieją bardzo stare formacje kraterowe, które są prawie zupełnie zakryte przez pył. Całkowita liczba wszystkich kraterów na widocznej stronie Księżyca szacowana jest na 33 000. Około 600 z nich otrzymało nazwy pochodzące od nazwisk znanych przyrodników, astronomów i filozofów.
Krajobraz powierzchni księżycowej
Księżycowe łańcuchy górskie, wznoszące się niekiedy na bardzo duże wysokości, otrzymały w większości nazwy ziemskich pasm górskich. Dzięki temu na Księżycu są Alpy, Apeniny, Karpaty, Kaukaz i Pireneje. Najwyższym łańcuchem górskim są Góry Leibniza, leżące na południowo - zachodniej półkuli. Ich szczyty znacznie przekraczają wysokość 10 000 m, są więc wyższe niż Mount Everest. Gdy uzmysłowimy sobie, iż średnica Ziemi jest 3,7 razy większa od średnicy Księżyca, to widać, że góry księżycowe są proporcjonalne 3 - 4 razy wyższe od ziemskich. Ponieważ na Księżycu brak jest nizin, względem których można by dokonywać pomiarów wysokości, wyróżnia się tylko wyżynne i nizinne obszary powierzchni Księżyca. Z niektórych kraterów, takich jak Tycho, Kopernik czy Kepler, rozchodzą się promieniście jasne smugi oraz bruzdy o długości kilkuset kilometrów. Prawdopodobnie przepływały nimi kiedyś strumienie lawy. W niektórych miejscach można zaobserwować też uskoki. Dzięki lądowaniu amerykańskich astronautów na Księżyców możliwe były dokładniejsze badania jego powierzchni. Przed laty przeważał pogląd, że powierzchnia Księżyca pokryta jest 20 metrową warstwą drobnego pyłu. Zgodnie z tą teorią, wszystkie szczegóły powierzchni widziane przez astronautów miały być \"przypudrowane\" delikatnym pyłem oraz pokryte mniejszymi i większymi kamykami. Sądzono tak, ponieważ przez miliony lat nawet najdrobniejsze meteoryty mogły uderzać bez przeszkód w powierzchnię Księżyca, jako że nie ma on atmosfery, która stanowiłaby obronną tarczę.
Kratery księżycowe: Lline i Kopernik oraz widok na Morze Przesileń
Wśród kamieni księżycowych znajdujemy coś w rodzaju szklanych kuleczek. W wyniku uderzenia meteorytu i wyzwolonej wtedy energii, część materii księżycowej uległa odparowaniu. Pary te skrzepły następnie w postaci kuleczek (zwanych tektytami). Badania próbek kamieni przywiezionych przez astronautów z ich wypraw na Księżyc pokazują, że pod wieloma względami kamienie księżycowe przypominają ziemskie bazalty, choć ich skład chemiczny jest nieco inny. Na obszarach wyżynnych skorupa Księżyca sięga do głębokości około 100 km, zaś na obszarach mórz - do około 60 km. Pomiary wstrząsów sejsmicznych pozwoliły na zbadanie struktury wnętrza Księżyca. Pod skorupą rozciąga się płaszcz zewnętrzny, a niżej płaszcz wewnętrzny sięgający do głębokości około 480 km. Poniżej tego obszar, na głębokości 800 - 1100 km, ma swoje źródło większość księżycowych wstrząsów sejsmicznych. Ten wewnętrzny obszar to jądro Księżyca, którego średnica wynosi około 1460 km, a temperatura centralna około 1500 stC. W swojej centralnej części jądro jest być może płynne. Dotychczas nie wyjaśniono ostatecznie, czy współcześnie ma miejsce na Księżycu aktywność wulkaniczna oraz wyrzuty gazów. Obserwacje Księżyca przynoszą nieraz doniesienia o zjawiskach tego typu jak mgły, obłoki czy czerwone punkty w okolicach pewnych kraterów. Być może jednak obserwacje te są złudzeniami optycznymi lub zjawiskami świetlnymi, które można wyjaśnić w inny sposób. Istnieją trzy główne teorie. Pierwsza przyjmuje, iż Księżyc oderwał się od Ziemi, druga przyjmuje, iż Ziemia i Księżyc powstały jednocześnie jako \"podwójna\" planeta. Trzecia teoria przyjmuje, iż Księżyc został przechwycony przez Ziemię. Która teoria jest najbliższa rzeczywistości, pokażą prawdopodobnie przyszłe badania.
Księżyc w całej okazałości wraz z mapą powierzchni
Najlepszym okresem dla obserwacji Księżyca jest natomiast pierwsza i ostatnia kwadra, gdy widoczny jest, jak się mówi \"półksiężyc\". Światło słoneczne pada wtedy na powierzchnię Księżyca pod dość małym kątem i cienie gór i kraterów stają się wyraźnie widoczne. Krajobraz Księżyca jest wtedy plastyczny jak relief. Najwyraźniej i najbardziej plastycznie widoczne są szczegóły powierzchni w pobliżu granicy części oświetlonej (terminatora), a więc tam, gdzie przebiega granica pomiędzy dzienną a nocną stroną Księżyca. Z godziny na godzinę zmienia się tam obraz. ponieważ terminator przesuwa się, a kratery, góry i uskoki ukazują się coraz to w innym oświetleniu. W środku orbity Księżyca znajduje się Ziemia. Dla Księżyca znajdującego się na nocnym niebie faza rożnie, zaś jeżeli jest on widoczny na niebie porannym, to jego faza ubywa. Kiedy Księżyc wchodzi pomiędzy Ziemię a Słońce i na pewnym obszarze Ziemi przesłania tarczę słoneczną, zachodzi zjawisko zaćmienia Słońca. Kiedy Księżyc zakrywa całkowicie tarczę Słońca, mówimy o zaćmieniu całkowitym, jeżeli zaś zakrywa tylko jego część, mamy zaćmienie częściowe. Oczywiście to samo zaćmienie może być dla jednych obserwatorów zaćmieniem całkowitym, a dla innych - częściowym. Wśród zaćmień Słońca wyróżnia się zaćmienie obrączkowe, które zachodzi wtedy, kiedy średnica kątowa Księżyca jest mniejsza od średnicy kątowej Słońca, co z kolei ma miejsce, gdy Księżyc znajduje się w pobliżu apogeum. Zaćmienie Słońca może nastąpić tylko podczas nowiu. Zaćmienie Księżyca następuje wtedy, gdy Księżyc znajdzie się w cieniu Ziemi. Jego tarcza staje się wtedy dużo ciemniejsza. Także i w tym przypadku występuje zarówno zaćmienie całkowite jak i częściowe. W czasie zaćmienia całkowitego cały Księżyc znajduje się w cieniu Ziemi, natomiast podczas zaćmienia częściowego tylko część jego tarczy znajduje się w cieniu, reszta zaś w półcieniu. Może też się zdarzyć, że Księżyc znajdzie się w półcieniu, ale nie wejdzie do cienia Ziemi. Mówimy wtedy o półcieniowym zaćmieniu Księżyca. Zaćmienia Księżyca mogą występować tylko podczas pełni. Każdego roku może się zdarzyć od dwóch do pięciu zaćmień Słońca i co najwyżej trzy zaćmienia Księżyca.
Powierzchnia Księżyca
Nie tylko Ziemia przyciąga Księżyc, jest także odwrotnie. Odbiciem tego są pływy, powodujące zmiany poziomu wód oceanicznych. Gdy woda opada mówimy o odpływie, a gdy podnosi się to mamy przypływ. Pływy wywołane są przyciąganiem Księżyca. Ponieważ Księżyc silniej przyciąga tę stronę Ziemi, która jest zwrócona ku niemu, niż stronę przeciwną, powstają dwa spiętrzenia pływowe. Pomiędzy nimi znajdują się doliny odpływowe. W czasie jednego obrotu Ziemi wokół swojej osi wszystkie morza świata wchodzą w zasięg oddziaływania obu spiętrzeń pływowych. Jest to przyczyna dwukrotnego występowania przypływu i odpływu w ciągu doby. Przyciąganie Słońca również powoduje powstawanie pływów, są one jednak ponad dwukrotnie słabsze niż pływy pochodzące od oddziaływania Księżyca. Kiedy oddziaływania Słońca i Księżyca znoszą się częściowo, a dzieje się to wtedy, kiedy są one oddalone od siebie na niebie o mniej więcej kąt prosty, amplituda przypływu jest mniejsza. Ma to oczywiście miejsce w okolicach pierwszej i ostatniej kwadry, z tego też względu przypływ taki nazywa się przypływem kwadrowym.
