Księżyc

Księżyc drugi pod względem jasności obiekt na naszym niebie – nie świeci własnym blaskiem. Glob ten, podobnie jak Ziemia, to ciało ciemne, oświetlane przez Słońce. Oświetla ono zawsze połowę powierzchni Księżyca, natomiast z Ziemi widoczna jest tylko jej część, co sprawia, że satelitę ziemskiego widać na nieboskłonie w różnych postaciach, od pełnej tarczy do wąskiego sierpa – czasami nawet staje się niewidoczny. Zmiany te następują w sposób ciągły, a kolejne postacie Księżyca nazywa się jego fazami. Księżyc jest całkowicie niewidoczny na Ziemi w fazie nowiu, po czym pojawia się jako wąski sierp wgięty niczym brzuszek litery D. Sierp ten stopniowo powiększa się aż do postaci połowy koła – faza nosi nazwę pierwszej kwarty. Następnie półkole rośnie i osiąga kształt pełnego koła (faza pełni). W czasie pełni Księżyc wschodzi na niebie w przybliżeniu o zachodzie Słońca i zachodzi o wschodzie Słońca, czyli świeci całą noc. Po fazie zmniejsza się do połowy koła, lecz tym razem jest wygięty jak litera C (faza ostatniej kwarty). Następnie nadal przekształca się w coraz mniejszy sierp i znika.

Występowanie faz Księżyca to skutek jego ruchu obiegowego wokół Ziemi, więc czas trwania jednego cyklu fazowego równy jest czasowi, w którym Księżyc obiega dookoła Ziemię, czyli okresowi obiegu Księżyca. Okres ten nazywa się miesiącem gwiazdowym i trwa średnio 27 dni 7 godzin i 43 minuty.

Droga, po której Księżyc obiega Ziemię, jest dość złożona, ale w przybliżeniu można ja traktować jako elipsę. Prędkość ziemskiego satelity w ruchu wokół ziemi wynosi 1km na sekundę, a jego odległość od macierzystej planety zmienia się od 40700 kilometrów do 356 000 kilometrów. Księżyc rotuje synchronicznie (czyli okres jego obiegu wynosi tyle samo, co okres obiegu wokół własnej osi). Sprawia to, że zwrócony jest do naszej planety zawsze tą samą stroną.

Skąd jedyny naturalny satelita Ziemi przybył i w jaki sposób znalazł się na orbicie okołoziemskiej, trudno powiedzieć, ale wiadomo, że oba globy powstały mniej więcej w tym samym czasie – około 4,6 miliarda lat temu. Od chwili powstania Księżyc przeszedł głębokie przemiany, tak że dziś jest zupełnie inny. Obecnie promień Księżyca ma 1738 kilometrów, objętość wynosi 21 990 x 1015 m3, a średnia gęstość – 3,34 g\cm3.
Księżyc posiada niesymetryczną skorupę, grubszą na niewidocznej stronie z Ziemi, cieńszej od strony widocznej. Grubość płaszcza pod skorupą ocenia się na 1300 kilometrów, co jest znacznym wymiarem w porównaniu z promieniem Srebrnego Globu. Długość promienia jądra Księżyca wynosi zaledwie 170-360 kilometrów. Jądro – ciekłe lub plastyczne - zawiera tylko nieznaczną ilość żelaza, czyli bardzo różni się od ziemskiego. Księżyc mając masę 81 razy mniejszą niż Ziemia, podczas swej ewolucji nie zdołał utrzymać atmosfery, więc jest prawie całkowicie pozbawiony powłoczki gazowej, co nie oznacza, że nie ma wokół niego żadnych gazów. Satelita ziemski posiada coś w rodzaju atmosfery szczotkowej, w której skład wchodzi wodór, hel, neon i argon. Gęstość powłoki gazowej ocenia się na zaledwie 200 000 cząstek na centymetr sześcienny, ciśnienie jest tam 10 000 000 000 000 (dziesięć bilionów) razy mniejsze niż na poziomie morza na Ziemi. Nikła otoczka gazowa sprawia, że w promieniach Słońca powierzchnia Księżyca nagrzewa się do 120oC, a w cieniu szybko stygnie i w nocy temperatura dochodzi do –160oC. Tak gwałtowne skoki temperatur doprowadzają do raptownego kurczenia się powierzchownych części skorupy, a powstające w tym procesie naprężenia przyczyniają się do jej pękania i kruszenia.

Szczątkowa atmosfera Księżyca powoduje, że jest on bardzo dobrze widoczny z Ziemi, można więc poprowadzić jego obserwacje. Już w 1609 roku Galileusz spostrzegł na powierzchni Księżyca cienie i jasne plamy. Przekonany, że planeta ta wykazuje podobieństwo do Ziemi nazwał ciemne plamy morzami. Naprawdę wody na Księżycu nie ma, a „morza” są suchymi, rozległymi równinami, które pokrywa zastygła lawa, lecz nazwa dla tych obszarów utrzymała się do dziś. Tereny mórz są podstawowymi elementami powierzchni Księżyca.

Charakterystycznym elementem rzeźby księżyca są też góry pierścieniowe– pozostałości kraterów uderzeniowych. Największe z nich mają średnicę ponad 200 kilometrów, a nazwy ich pochodzą od nazwisk lub imion uczonych. Prócz gór pierścieniowych istnieją też nieliczne wypiętrzone łańcuchy górskie. Niektóre szczyty wznoszą się nawet 8 kilometrów nad otoczeniem, jednak większość z nich nie osiąga zbyt dużej wysokości, przy czym mają zaokrąglone wierzchołki i wygładzone zbocza. Najbardziej charakterystyczne dla krajobrazu Księżycowego nie są jednak ani łańcuchy górskie, których jest zaledwie kilkanaście ani morza. Najpowszechniej występują na Księżycu kratery.

Ogromną większość Księżycowych kraterów stanowią kratery uderzeniowe pochodzące z zamierzchłych czasów. Maja one różne rozmiary, średnice niektórych są bardzo duże (sięgają do 303 km średnicy), inne zaś zupełnie maleńkie. Te maleńkie to przeważnie tzw. kratery wtórne, czyli utworzone przez odłamki skalne, powstałe na skutek uderzeń potężnych brył kosmicznych. Kratery pokrywają większą część Księżyca. W wielkich kraterach występują kratery mniejsze, a w tych jeszcze mniejsze. Nierzadko nowe kratery powstają na krawędziach starszych, rozrywając ich obrzeża. Maleńkie kratery występują nawet na powierzchni mórz i to w znacznej liczbie, choć morza obserwowane z dużych odległości wydają się gładkie. Właściwie wielkie, koliste morza także są kraterami, tyle że pokrytymi powłoką lawową. Dna dużych kraterów również pokryte są lawą z wyglądu przypominają morza księżycowe.

Kiedyś lawy wulkaniczne wylewały się na powierzchnię Księżyca wielokrotnie (jego działalność wulkaniczna ustała 3,1 mil lat temu) zalewając dna kraterów i tworząc między innymi równiny. Lawa spowodowała, także wytworzenie innego dość często spotykanego elementu krajobrazowego Księżyca – szczelin. Lawa księżyca miała inny skład niż lawa ziemska i charakteryzowała się małą lepkością, a co za tym idzie – znaczną płynnością, przesuwała się więc po powierzchni Księżyca na ogromne odległości drążąc szczeliny. Spotkać tam można także rowy tektoniczne, ale one występują niezwykle rzadko.

Charakterystycznym tworem księżycowym jest wszechobecny pył, który powstał na skutek pękania i kruszenia powierzchni Księżyca, oraz w wyniku gwałtownych zmian temperatur. Pył w miarę nawarstwiania się – ulega zbryleniu, wiec pod powłoką pyłu o grubości od kilku do kilkunastu centymetrów występuje rodzaj gruzowiska. Materiał ten nosi nazwę regolitu. Pod jego warstwą znajduje się megaregolit – popękana na znaczną głębokość warstwa skorupy. Pęknięcia te najprawdopodobniej spowodowane zostały uderzeniami dużych brył kosmicznych w powierzchnię Księżyca. Skały księżycowe zawierają tlen, krzem, żelazo, wapń, a ponad to glin, tytan i magnez.

Księżyc badał także astronom polski Jan Heweliusz, który trzydzieści lat po Galileuszu rozpoczął w Gdańsku systematyczne obserwacje powierzchni tej planety, a w roku 1647 wykonał mapę Księżyca. Bezpośrednie badania Księżyca zapoczątkowali Rosjanie i Amerykanie, wysyłając na tę planetę statki kosmiczne bezzałogowe i załogowe: serię radzieckich próbników kosmicznych Luna oraz serię amerykańskich statków kosmicznych Apollo – przeznaczonych do badań Księżyca i jego otoczenia.

Pierwszymi ludźmi, którzy wylądowali na Księżycu 20 lipca 1969 roku, byli Nel Amstrong i Edwin Eugene Aldrin. Dzień później Amstrong – jako pierwszy człowiek stanął na tej planecie. Od tamtego czasu do końca roku 1972, czyli przez zaledwie przez trzy i pół roku, na powierzchni Srebrnego Globu postawiło swą stopę aż 12 osób z 6 amerykańskich misji kosmicznych.