Лунаталуна в речник на българския език от ИБЕ към БАН. е единственият естествен спътник на Земята и петият по размери в Слънчевата система. Българските названия месецмесец в речник на българския език от ИБЕ към БАН. и месечинамесечина в речник на българския език от ИБЕ към БАН., произлизащи от старобългарското мѣсѧць, днес се използват единствено поетично и в думата полумесец, което е и нейният символ (☾). Средното разстояние между Луната и Земята е 384 403 km. Лунният диаметър е 3476 километра.
Първият космически апарат, кацнал на Луната, е съветският Луна 2 (1959 г.), а първите фотографии на невидимата от Земята страна са направени от Луна 3 през същата година. Първият космически апарат, осъществил успешно меко кацане на лунната повърхност, е Луна 9, а първият, който успешно влиза в орбита около спътника, е Луна 10. През 1969 г., Нийл Армстронг и Едуин Олдрин стават първите хора, стъпили на Луната. След края на програмата Аполо човешкото изследване на спътника е прекратено, въпреки че след това няколко спускаеми и орбитални апарати са пратени до Луната с изследователска цел. Въпреки всичко няколко страни са заявили, че имат планове за изпращане на хора до Луната към 2020 г.
Название Римската цивилизация нарича спътника на Земята Луна (на латински: Luna), елинската – Селена (Σελήνη), а египетската – Ях.
Двете страни на Луната За Луната е характерно синхронно въртене, поради което само едната ѝ страна (нейната „близка страна“) е видима от Земята: времето, за което Луната прави една обиколка около Земята, е равно на времето, за което се завърта около оста си. Другата страна на Луната („далечната страна“, „обратната страна“) остава винаги скрита за земния наблюдател с изключение на малка част близо до хоризонта вследствие на т.нар. либрация. Далечната страна на Луната е била напълно непозната за човечеството преди космическата ера. Синхронното въртене на Луната е резултат от действието на приливните сили на Земята, които са намалили значително момента на импулса на Луната.
Обратната страна на Луната понякога е наричана погрешно „тъмна страна“. Всъщност тя получава точно толкова количество светлина, колкото и видимата страна, и то точно когато Луната не е видима поради взаимното положение на Земята, Луната и Слънцето. Космическите апарати и кораби се намират в радиосянката на Луната, когато са кацнали на обратната страна на Луната или се намират над нея. Всъщност обратната страна на Луната е най-защитеното от земни радиовълни място в Слънчевата система и към 2005 г. се разработват планове за построяване на радиотелескоп там.
Отличителна черта на обратната страна на Луната е почти пълната липса на лунни „морета“ – базалтови равнини с ниско албедо.
Различни части от Лунната повърхност са осветени в зависимост от взаимното разположение на Земята, Луната и Слънцето, което води до наблюдаването на лунни фази от земната повърхност. Границата между осветената и неосветената част на Луната се нарича слънчев терминатор.
Близка страна на Луната Далечна страна на Луната
Орбита Луната извършва една пълна обиколка по орбитата си за 29,5 дни. За един час Луната се придвижва на фона на звездите на около 0,5° или един неин видим диаметър. Специфичност за наклона на лунната орбита е, че той е по-близък до този на еклиптиката, отколкото до наклона на земната екваториална плоскост, за разлика от повечето останали естествени спътници.
За повече подробности относно взаимното движение на Земята и Луната виж звезден месец и синодичен месец.
Гравитационното привличане, което Луната оказва върху Земята, е причина за океанските приливи и отливи. Те са в синхрон с положението на Луната спрямо Земята. На практика обаче проблемът се усложнява от ексцентричността на лунната орбита. Когато Луната е близо до перигей, то нейното въртене „изостава“ от орбиталната ѝ скорост и това позволява да се наблюдават допълнителни 8° дължина в източната ѝ част. Обратно, когато Луната е близо до апогей, то въртенето ѝ „изпреварва“ орбиталната ѝ скорост и допълнителни 8° в западната ѝ част са видими. Този ефект се нарича надлъжна либрация.
Приливните максимуми върху повърхността на Земята, причинени от лунната гравитация, изостават от видимата позиция на Луната поради инерцията на океанската вода и триенето ѝ по океанското дъно и плитчини като устията на реките. В резултат на това част от момента на земното въртене постепенно се прехвърля върху лунния орбитален момент, като всяка година Луната се отдалечава средно с 38 mm от Земята. В същото време въртенето на Земята се забавя; земният ден се удължава с 15 µs всяка година.
Гледана от Земята в продължение на една пълна орбита, Луната изглежда сякаш осцилира нагоре-надолу (подобно на човек, кимащ отрицателно), понеже лунната орбита не е успоредна на земния екватор. Този ефект се нарича напречна либрация и позволява да се наблюдават допълнително около 7° ширина в областите на лунните полюси.
И най-накрая, понеже Луната е само на около 60 земни радиуса разстояние, наблюдател на земния екватор в продължение на една нощ (12 часа) ще се придвижи странично на разстояние един земен диаметър спрямо Луната. Тази дневна либрация позволява да се наблюдава около един градус дължина в областта на лунните тропици.
При своето движение в Слънчевата система Земята и Луната обикалят около общия си барицентър (или общ център на масата), който се намира на около 4700 km от центъра на Земята (на дълбочина около 1650 km) в посока към Луната. В резултат на това движението на Земята по орбитата ѝ е ексцентрично.
Любопитен е фактът, че инклинацията на лунната орбита и наклонът на оста ѝ обикновено се посочват като „често изменящи се“. В тази връзка трябва да се добави, че инклинацията на лунната орбита се измерва спрямо екваториалната плоскост на Земята, а наклонът на оста на въртене се измерва спрямо нормалата на орбиталната плоскост на Луната. За повечето естествени спътници, но не и за Луната, тези параметри са стабилни.
Земята и Луната формират двойна планета: тяхното движение е доминирано от слънчевата гравитация. Равнината на лунната орбита се намира под ъгъл 5,145396° спрямо еклиптиката (орбиталната равнина на Земята) и под ъгъл 1,5424° спрямо нормалата на същата равнина. Лунната орбита извършва бърза прецесия (точките ѝ на пресичане с еклиптиката се завъртат по посока на часовниковата стрелка) с период от 6793,5 дни (18,5996 години) заради гравитационното влияние на земната екваториална издутина, породена от въртенето на Земята. През този период инклинацията на лунната равнина спрямо равнината на земния екватор варира между 23,45°+5,15°=28,60° и 23,45°-5,15°=18,30°, докато в същото време запазва наклона си от 23,45° спрямо еклиптиката. Същевременно наклонът на оста на въртене на Луната спрямо нейната орбитална плоскост се изменя от 5,15°+1,54°=6,69° до 5,15°-1,54°=3,60°. Наклонът на земната ос на въртене от своя страна реагира на това изменение, като се отклонява на 0,00256° спрямо средната си стойност – ефект, наречен нутация.
Точките на пресичане между равнината на лунната орбита и еклиптиката се наричат лунни възли. Северният (или възходящ) възел е мястото, където лунната орбита излиза „на север“ от (или над) еклиптиката, докато южният (или низходящ) възел е мястото, където лунната орбита излиза „на юг“ от (или под) еклиптиката. Слънчево затъмнение се наблюдава, когато северният или южният възел на лунната орбита съвпадне с новолуние. Лунно затъмнение от друга страна се наблюдава, когато северният или южен възел съвпадне с пълнолуние.
Магмена течност под повърхността на Луната Учените от НАСА и университета в Аризона са анализирали нови данни от мисията на НАСА – GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory). Апарата Lunar Reconnaissance Orbiter е събрал гравитационна информация и е направил наблюдения на Луната. За първи път изследователите са измерили месечните и годишните приливни движения на Луната.Откриха движещ се втечнен слой дълбоко под Луната Изследванията установяват наличието на слой от нисковискозна „течност“. Тя се намира между здравата мантия и металното ядро на Луната. Този слой се издига и спада под повърхността на Луната, подобно на приливите на Земята. Учените свързват това явление с гравитационните сили на Слънцето и Земята, пише Futurism. Според изследването „Както Луната предизвиква приливи на Земята, така Земята и Слънцето създават приливи на Луната“. Това е първото измерване на гравитационните промени на Луната, причинени от приливите. Спопред ученитет от НАСА тези данни могат да бъдат обяснени само с наличието на по-дълбок слой от „частично разтопена“ скала под мантията на Луната, състояща се от магнезиево-железни силикатни минерали.
+ Лунни периоди Име Стойност (дни) Определение сидеричен (звезден) месец 27,321661 спрямо далечни звезди синодичен месец 29,530588 спрямо Слънцето (12,368 цикъла на тропическа (Юлианска) година) тропически месец 27,321582 спрямо пролетното равноденствие (прецесия с период от около 26 хил. години) аномалистичен месец 27,554550 спрямо перигея (прецесия с период от 3232,6 дни или 8,8504 години) драконов (възлов) месец 27,212220 спрямо възходящия възел (прецесия с период от 6793,5 дни (18,5996 години)
+ Други параметри на лунната орбита Име Стойност Определение Метоничен цикъл 19 години Повтаряне на същата фаза/ден Средно разстояние до Земята ~384 403 km Перигей ~364 397 km Апогей ~406 731 km Средна ексцентричност 0,0549003 = 3°8'44" Период на прецесия на орбиталните възли 18,61 години Период на апсидата 8,85 години Период на възлов преход 346,6 дни Цикъл на Сарос 18 години 10/11 дни Повторение на затъмненията Среден наклон на орбитата към еклиптиката 5°9' Среден наклон на екваториалната равнина към еклиптиката 1°32'
Произход Няколко хипотези са предложени за това как се е формирал естественият спътник на Земята. Смята се, че това е станало преди около 4,527 ± 0,010 млрд. години, около 30 до 50 млн. години след формирането на Слънчевата система.
Наклонът на лунната орбита към еклиптиката почти изключва възможността Луната да се е формирала заедно със Земята или да е била привлечена в земна орбита по-късно.
Една хипотеза за произхода на Луната е, че тя се е откъснала от земната кора поради центробежните сили, породени от въртенето на Земята (то би трябвало да е много по-бързо спрямо общоприетите съвременни схващания), оставяйки океански басейн на повърхността на нашата планета като белег.
Друга хипотеза предлага обяснение на произхода на Луната чрез съвместното ѝ зараждане със Земята от първичния диск в Слънчевата система. По този начин обаче не може да се обясни диспропорционално малкото количество желязо на Луната.
Теорията, която намира най-широк прием, е Теорията на гигантския сблъсък, според която Луната се е зародила вследствие на сблъсъка между младата полуразтопена Земя и протопланета, голяма приблизително колкото Марс, спекулативно наречена Тея. Тази хипотеза също така обяснява защо Луната е бедна на желязо и летливи елементи.
Геологическите епохи на Луната са определени от датирането на различни значими събития и сблъсъци в нейната история.
Приливните сили на Земята са деформирали Луната, когато тя е била все още разтопена във формата на елипсоид, чиято главна ос сочи към Земята.
Физически характеристики
Състав Преди повече от 4,5 милиарда години повърхността на Луната е била покрита с океан от разтопена магма. Учените са на мнение, че комбинацията от калий, редкоземни елементи и фосфор е свидетелство за този разтопен океан. Тези елементи са се запазили на повърхността на разтопения океан, защото не са намерили място в кристалната структура на заобикалящите ги елементи и съединения. По концентрацията на калия, редкоземните елементи и фосфора може да се съди за вулканичната активност, както и за честотата на сблъсъци с комети и астероиди.