Quỹ đạo của Mặt Trăng – Wikipedia tiếng Việt

Mặt Trăng quay quanh Trái Đất theo hướng ngược với chiều quay Trái Đất và hoàn thành một chu kỳ quỹ đạo khi so sánh với các ngôi sao cố định trong khoảng 27,322 ngày (một tháng thiên văn) và một chu kỳ khi so sánh với Mặt Trời trong khoảng 29,530 ngày (một tháng giao hội). Trái Đất và Mặt Trăng quay quanh khối tâm hệ thiên thể của chúng (trung tâm khối lượng chung), nằm cách trung tâm Trái Đất khoảng 4.670 km (khoảng 2.900 dặm) (khoảng 73% bán kính Trái Đất), tạo thành một hệ vệ tinh gọi là hệ Trái Đất–Mặt Trăng. Trung bình, khoảng cách đến Mặt Trăng là khoảng 385.000 km (239.000 dặm) từ trung tâm Trái Đất, tương ứng với khoảng 60 lần bán kính Trái Đất hay 1,282 giây ánh sáng. Với vận tốc quỹ đạo trung bình là 1,022 km/s,[8] Mặt Trăng đi được khoảng cách xấp xỉ đường kính góc của nó, hoặc khoảng một nửa độ trên thiên cầu, mỗi giờ. Mặt Trăng khác với hầu hết các vệ tinh của các hành tinh khác ở chỗ quỹ đạo của nó gần với mặt phẳng hoàng đạo thay vì mặt phẳng chính của nó (trong trường hợp này là mặt phẳng xích đạo của Trái Đất). Mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng (bạch đạo) nghiêng khoảng 5,1° so với mặt phẳng hoàng đạo, trong khi mặt phẳng xích đạo của Mặt Trăng bị nghiêng đi chỉ 1,5 độ.

Các đặc thù của quỹ đạo diễn đạt trong mục này chỉ là giao động. Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất có nhiều dịch chuyển ( nhiễu loạn ) do tác động ảnh hưởng mê hoặc từ Mặt Trời và những hành tinh, điều tra và nghiên cứu về những tác động ảnh hưởng này ( thuyết Mặt Trăng ) có một lịch sử dân tộc lâu bền hơn. [ 9 ]

Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất với các kích cỡ theo tỉ lệ.

viễn địa.So sánh size biểu kiến của Mặt Trăng ở điểm cận địa

Hình dạng elip[sửa|sửa mã nguồn]

Quỹ đạo của Mặt Trăng là một đường elip gần tròn xung quanh Trái Đất ( bán trục lớn và bé lần lượt là 384 400 km và 383 800 km, tương ứng : một chênh lệch chỉ khoảng chừng 0,16 % ). Từ phương trình đường elip hoàn toàn có thể suy ra độ lệch tâm 0,0549 và những khoảng cách cận địa và viễn địa tương ứng là 362 600 km và 405 400 km ( một chênh lệch khoảng chừng 12 % ) .Bởi những vật thể gần hơn sẽ Open lớn hơn, kích cỡ biểu kiến của Mặt Trăng sẽ đổi khác khi nó chuyển dời tới gần và rời xa người quan sát trên Trái Đất. Một sự kiện được gọi là ” siêu trăng ” xảy ra khi Mặt Trăng tròn ở vị trí gần nhất với Trái Đất ( cận địa ). Đường kính biểu kiến lớn nhất hoàn toàn có thể của Mặt Trăng cũng lớn hơn 12 % ( tương tự như chênh lệch giữa những khoảng cách cận địa với viễn địa ) so với đường kính biểu kiến nhỏ nhất ; diện tích quy hoạnh biểu kiến lớn hơn 25 % và lượng ánh sáng nó phản chiếu tới Trái Đất cũng vậy .Sự biến đổi về khoảng cách quỹ đạo của Mặt Trăng tương ứng với sự đổi khác về những vận tốc góc và vận tốc tiếp tuyến, như được phát biểu trong định luật Kepler thứ hai. Độ di dời góc so với một người quan sát giả tưởng ở khối tâm hệ Trái Đất – Mặt Trăng là 13,176 ° mỗi ngày về phía đông ( kỉ nguyên J2000. 0 ) . Khoảng cách nhỏ nhất, trung bình, và lớn nhất của Mặt Trăng từ Trái Đất với đường kính góc của nó khi nhìn từ bề mặt Trái Đất theo tỉ lệKhối lượng của Trái Đất lớn gấp 81 lần khối lượng Mặt Trăng, tỉ lệ này thấp hơn đáng kể so với đa phần những vệ tinh trong hệ Mặt Trời ; tuy nhiên, khối tâm của hai thiên thể nằm bên trong Trái Đất, khoảng chừng 1 750 km bên dưới mặt phẳng của nó. Hơn nữa, mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng không trùng với mặt phẳng xích đạo của Trái Đất, không giống hầu hết những vệ tinh khác. Bởi những lý do đó, hệ Trái Đất – Mặt Trăng nhiều lúc được coi là một hệ hành tinh đôi thay vì là một hệ hành tinh-vệ tinh .
Ly giác của Mặt Trăng là khoảng cách góc của nó so với Mặt Trời về phía đông tại một thời gian bất kể. Khi trăng non, nó bằng 0 ° và Mặt Trăng đang ở vị trí giao hội. Khi trăng tròn, ly giác bằng 180 ° và nó được gọi là xung đối. Trong cả hai trường hợp trên, Mặt Trăng ở vị trí sóc vọng, tức là, Mặt Trời, Mặt Trăng và Trái Đất là gần như thẳng hàng. Khi ly giác bằng 90 ° hoặc 270 °, Mặt Trăng được gọi là đang trong pha vuông và có hình dạng bán nguyệt .
Tiến động cận điểm — Bán trục lớn của quỹ đạo hình elip của Mặt Trăng quay một vòng với chu kỳ 8,85 năm theo cùng chiều với chiều tự quay của chính Mặt Trăng. Bức ảnh này nhìn từ phía trên mô tả cực nam địa lý của Trái Đất và hình dạng elip của quỹ đạo Mặt Trăng (ở đây được phóng đại đáng kể để thể hiện rõ hơn sự tiến động, trên thực tế dạng quỹ đạo của Mặt Trăng rất gần với đường tròn) quay từ quỹ đạo màu trắng tới xám dần.
 Mặt Trăng·  Trái Đất
Trên cùng: Nhìn từ phía cực; dưới cùng: Nhìn từ phía xích đạoẢnh động miêu tả quỹ đạo của Mặt Trăng xung quanh Trái ĐấtTrên cùng : Nhìn từ phía cực ; dưới cùng : Nhìn từ phía xích đạo Thiên thực chỉ hoàn toàn có thể xảy ra khi Mặt Trăng ( đỏ ) ở gần một điểm nút ( vị trí A và C ) Biến động trong quỹ đạo của Mặt Trăng của Trái ĐấtĐịnh hướng của quỹ đạo Mặt Trăng không phải là cố định và thắt chặt trong khoảng trống mà hoạt động quay theo thời hạn. Sự tiến động này của quỹ đạo được gọi là tiến động cận điểm và là sự quay của quỹ đạo Mặt Trăng trong mặt phẳng quỹ đạo, tức là sự đổi khác hướng của những trục của elip. Bán trục lớn của quỹ đạo Mặt Trăng – đường kính dài nhất của quỹ đạo, nối hai điểm gần nhất và xa nhất của Mặt Trăng so với Trái Đất, những điểm viễn địa và điểm cận địa, tương ứng – hoàn thành xong một vòng xoay sau một chu kỳ luân hồi 8,85 năm Trái Đất, hay 3232,6054 ngày, và quay chậm theo cùng chiều với chiều tự quay của chính Mặt Trăng ( hoạt động thuận ) – nghĩa là một vòng tiến động 360 ° về phía đông. Sự tiến động cận điểm của quỹ đạo Mặt Trăng là phân biệt với tiến động điểm nút của mặt phẳng quỹ đạo và tiến động trục quay của chính Mặt Trăng .

Các định luật Cassini[sửa|sửa mã nguồn]

Những quan hệ hầu hết giữa sự tự quay của Mặt Trăng và hoạt động quỹ đạo của nó được tò mò bởi JD Cassini và xuất bản năm 1693 :

1. Mặt Trăng quay đều quanh trục cực của nó; chu kỳ tự quay của nó bằng đúng chu kỳ thiên văn trung bình của quỹ đạo của nó quanh Trái Đất.
2. Độ nghiêng của trục quay của Mặt Trăng so với hoàng đạo là không đổi.
3. Điểm nút xuống của xích đạo Mặt Trăng trùng với và cùng tiến động với điểm nút lên của quỹ đạo Mặt Trăng trên hoàng đạo.

Mặt phẳng quỹ đạo Mặt Trăng nghiêng 5,1 ° so với mặt phẳng hoàng đạo và mặt phẳng xích đạo của Mặt Trăng lại nghiêng 6,7 ° so với mặt phẳng quỹ đạo, nhưng nghiêng về hướng ngược lại, theo định luật Cassini thứ ba. Do đó, những góc nghiêng này bù trừ nhau, và xích đạo Mặt Trăng chỉ nghiêng 1,5 ° so với hoàng đạo. Hệ quả là bức xạ Mặt Trời nhận được trên mặt phẳng Mặt Trăng gần như không có biến thiên theo mùa nào, và Mặt Trời luôn giao động gần chân trời tại những cực của Mặt Trăng .

Xích đạo của Mặt Trăng nghiêng một góc 6,7° so với mặt phẳng quỹ đạo của nó và nghiêng 1,5° so với hoàng đạo, nhưng góc giữa mặt phẳng quỹ đạo và hoàng đạo có thể biến thiên tới ±0,15° (do ảnh hưởng nhiễu động). Theo định luật Cassini thứ hai, độ nghiêng của xích đạo Mặt Trăng so với hoàng đạo là không đổi, do đó độ nghiêng của trục Mặt Trăng so với chính quỹ đạo của nó phải biến thiên tới ±0,15°.[10]

Tính toán cơ học thiên thể kim chỉ nan đã cho thấy, những định luật Cassini miêu tả một trạng thái không thay đổi động lực. Nếu Mặt Trăng được quy mô hóa là một ellipsoid ba trục chính ( trên trung bình ) thì trục dài nhất của nó luôn thẳng hàng với Trái Đất. Sự xu thế này tương ứng với mức nguồn năng lượng mê hoặc cực tiểu và do đó không thay đổi. Hơn nữa, một ellipsoid chỉ hoàn toàn có thể quay không thay đổi ( không lắc lư ) nếu nó quay quanh trục với mômen quán tính lớn nhất hoặc nhỏ nhất. Trong trường hợp Mặt Trăng, trục dài nhất ( có mômen quán tính nhỏ nhất ) được giữ cố định và thắt chặt với Trái Đất như vừa miêu tả, do đó hoạt động tự quay của Mặt Trăng là xung quanh trục ellipsoid ngắn nhất. Ngoài ra, trục quay này không được trọn vẹn vuông góc với mặt phẳng quỹ đạo Mặt Trăng, chính do nếu trái lại thì Trái Đất sẽ nằm trong mặt phẳng xích đạo của Mặt Trăng và không hề tính năng mômen lực gây ra tiến động trục quay của Mặt Trăng như được diễn đạt trong định luật Cassini thứ ba. Độ nghiêng quỹ đạo tự kiểm soát và điều chỉnh ( về mặt nguồn năng lượng [ 11 ] ) sao cho tiến động của trục quay Mặt Trăng xảy ra với cùng vận tốc tiến động của điểm nút quỹ đạo. [ 12 ]Do tác động ảnh hưởng nhiễu động quỹ đạo đáng kể, hệ Trái Đất – Mặt Trăng không trọn vẹn tuân theo những định luật Cassini quan sát, mà thay vào đó giao động quanh trạng thái lý tưởng. Do đó, những định luật Cassini chỉ vận dụng trên trung bình .

Độ nghiêng quỹ đạo[sửa|sửa mã nguồn]

Độ nghiêng quỹ đạo trung bình của Mặt Trăng so với mặt phẳng hoàng đạo là 5,145 °. Tính toán kim chỉ nan cho thấy rằng độ nghiêng quỹ đạo hiện tại so với mặt phẳng hoàng đạo là hiệu quả của một sự tiến hóa thủy triều từ một quỹ đạo gần Trái Đất trước đó với một độ nghiêng khá không thay đổi so với xích đạo của Trái Đất. [ 13 ] Quỹ đạo trước đó này cần có độ nghiêng khoảng chừng 10 ° so với xích đạo Trái Đất để hoàn toàn có thể dẫn đến độ nghiêng 5 ° so với mặt phẳng hoàng đạo hiện tại. Nghiên cứu cho rằng độ nghiêng quỹ đạo bắt đầu gần bằng 0, nhưng nó hoàn toàn có thể đã tăng lên đến 10 ° qua ảnh hưởng tác động của những vi thể hành tinh đi qua gần Mặt Trăng khi chúng rơi vào Trái Đất. [ 14 ] Nếu điều này không xảy ra, Mặt Trăng lúc bấy giờ sẽ nằm gần hơn nhiều so với hoàng đạo và thiên thực sẽ xảy ra liên tục hơn. [ 15 ]

Trục quay của Mặt Trăng không vuông góc so với mặt phẳng quỹ đạo của nó, do đó xích đạo Mặt Trăng không trùng với mặt phẳng quỹ đạo, mà nghiêng so với nó một giá trị góc không đổi là 6,688° (đây là độ nghiêng trục quay). Trục quay của Mặt Trăng tiến động với cùng tốc độ với tiến động điểm nút của mặt phẳng quỹ đạo, nhưng lệch pha 180° (xem Các định luật Cassini). Do đó, góc giữa các mặt phẳng hoàng đạo và xích đạo của Mặt Trăng luôn bằng 1,543°; cho dù trục quay của Mặt Trăng không cố định đối với các sao.[16]

Các điểm nút là những điểm mà quỹ đạo của Mặt Trăng cắt hoàng đạo. Sau một chu kỳ 27,2122 ngày, Mặt Trăng quay trở lại cùng một điểm nút, chu kỳ này được gọi là tháng giao điểm (draconic month). Đường nối giữa hai điểm nút, hay giao tuyến giữa hai mặt phẳng tương ứng có chuyển động nghịch: đối với một người quan sát trên Trái Đất, nó quay theo chiều từ đông sang tây dọc theo hoàng đạo với một chu kỳ 18,6 năm hay 19,3549° mỗi năm. Khi nhìn từ thiên cực Bắc, các điểm nút chuyển động theo chiều kim đồng hồ quanh Trái Đất, ngược với hướng tự quay của Trái Đất và hướng quay của nó quanh Mặt Trời. Thiên thực, hay nhật thực và nguyệt thực có thể xảy ra chỉ khi các điểm nút nằm thẳng hàng với Mặt Trời, sau khoảng mỗi 173,3 ngày. Độ nghiêng quỹ đạo của Mặt Trăng cũng quyết định liệu thiên thực có xảy ra; bóng của các thiên thể cắt nhau khi các điểm nút trùng với vị trí trăng non và trăng tròn và khi đó Mặt Trời, Trái Đất, và Mặt Trăng thẳng hàng trong không gian ba chiều.

Về mặt hệ quả, điều này có nghĩa là một ” năm chí tuyến ” trên Mặt Trăng chỉ dài 347 ngày. Chính xác hơn, nó được gọi là một năm giao điểm hay năm thiên thực. ” Các mùa ” trên Mặt Trăng hợp với chu kỳ luân hồi này : trong 50% thời hạn một năm giao điểm, Mặt Trời nằm ở phía bắc so với xích đạo của Mặt Trăng ( nhưng lên nhiều nhất 1.543 ° ), và trong nửa còn lại, nó nằm ở phía nam xích đạo Mặt Trăng. Tất nhiên, hệ quả của những ” mùa ” này là không đáng kể so với độc lạ giữa ban ngày và đêm hôm trên Mặt Trăng, do độ nghiêng xích đạo của Mặt Trăng quá nhỏ. Tại những cực của Mặt Trăng, thay vì ban ngày và đêm hôm thường thì lê dài khoảng chừng 15 ngày Trái Đất, Mặt Trời sẽ ” lên ” trong vòng 173 ngày và sau đó sẽ ” xuống ” trong khoảng chừng thời hạn tựa như ; Mặt Trời mọc và lặn tại những cực mất 18 ngày mỗi năm. ” Lên ” ở đây có nghĩa là tâm của đĩa Mặt Trời ở phía trên đường chân trời. [ 17 ] Mặt Trời mọc và lặn trên những cực của Mặt Trăng xảy ra quanh thời hạn của những thiên thực ( nhật thực hay nguyệt thực ). Ví dụ, vào lúc Nhật thực ngày 9 tháng 3 năm năm nay, Mặt Trăng đang ở gần điểm nút xuống trên quỹ đạo của nó, và Mặt Trời đang ở gần điểm trên khung trời nơi xích đạo của Mặt Trăng giao với hoàng đạo. Khi Mặt Trời tới điểm đó, tâm của đĩa Mặt Trời lặn ở cực bắc của Mặt Trăng và mọc ở cực nam của Mặt Trăng .Trong khi Nhật thực ngày 1 tháng 9 cùng năm đó, Mặt Trăng đang ở gần điểm nút lên của quỹ đạo, và Mặt Trời đang ở gần điểm trên khung trời nơi xích đạo của Mặt Trăng cắt hoàng đạo. Khi Mặt Trời tới điểm đó, tâm của đĩa Mặt Trời lặn ở cực bắc của Mặt Trăng và mọc ở cực nam của Mặt Trăng .

Độ nghiêng so với xích đạo và chu kỳ luân hồi đình biến[sửa|sửa mã nguồn]

Sau mỗi 18,6 năm, góc giữa quỹ đạo của Mặt Trăng và xích đạo của Trái Đất đạt tới giá trị lớn nhất 28°36′, bằng tổng của độ nghiêng xích đạo Trái Đất (23°27′) và độ nghiêng quỹ đạo của Mặt Trăng (5°09′) so với hoàng đạo. Giai đoạn này được gọi là kỳ Mặt Trăng tĩnh cực đại (major lunar standstill). Trong khoảng thời gian này, xích vĩ của Mặt Trăng sẽ biến thiên trong khoảng từ −28°36′ tới +28°36′. Ngược lại, 9,3 năm sau nữa, góc giữa quỹ đạo của Mặt Trăng và xích đạo Trái Đất hay biên độ xích vĩ đạt tới giá trị nhỏ nhất bằng 18°20′. Đây là một kỳ Mặt Trăng tĩnh cực tiểu (minor lunar standstill). Lưu ý rằng “đứng tĩnh” ở đây không có nghĩa là Mặt Trăng ngừng chuyển động, mà nói tới sự ngừng biến thiên tức thời trong xích vĩ của nó nên cách gọi phù hợp hơn là kỳ đình biến. Kỳ đình biến gần đây nhất là một cực tiểu vào tháng 10 năm 2015. Vào thời gian đó điểm nút xuống của quỹ đạo thẳng hàng với điểm xuân phân (điểm trên bầu trời với xích kinh và xích vĩ bằng 0). Các điểm nút tiến động về phía tây khoảng 19° mỗi năm. Mặt Trời đi qua một điểm nút cho trước khoảng sớm hơn 20 ngày mỗi năm. Một cách chặt chẽ hơn, kỳ đình biến của Mặt Trăng là một vị trí trong không gian đối với hướng của trục quay Trái Đất và sự quay của các điểm nút quỹ đạo của Mặt Trăng (tiến động điểm nút Mặt Trăng) với mỗi chu kỳ 18,6 năm.

Khoảng cách quỹ đạo[sửa|sửa mã nguồn]

Một giá trị trung bình theo thời hạn của khoảng cách đổi khác giữa tâm của Mặt Trăng và Trái Đất là 385 001 km. Khoảng cách tức thời hoàn toàn có thể tính được từ công thức khai triển chuỗi cho bởi Chapront and Chapront-Touzé : [ 18 ]

d k m = 385000,558 4 − 20905,355 0 ⋅ cos ⁡ ( G M ) − 3699,110 9 ⋅ cos ⁡ ( 2 D − G M ) − 2955,967 6 ⋅ cos ⁡ ( 2 D ) − 569,925 1 ⋅ cos ⁡ ( 2 G M ) ± … { \ displaystyle { \ begin { alignedat } { 3 } { \ frac { d } { \ mathrm { km } } } = 385000 {, } 5584 và \ – \ và 20905 {, } 3550 và \ cdot \ cos ( G_ { M } ) \ \ và \ – \ và \ 3699 {, } 1109 và \ cdot \ cos ( 2D – G_ { M } ) \ \ và \ – \ và \ 2955 {, } 9676 và \ cdot \ cos ( 2D ) \ \ và \ – \ và \ \ 569 {, } 9251 và \ cdot \ cos ( 2G _ { M } ) \ \ và \ \ pm \ và \ dotsc và \ end { alignedat } } }

Khi ta lấy bình quân theo biểu thức này, các số hạng chứa cosin bị triệt tiêu và giá trị bình quân được làm tròn là 385 001 km. (ở đây GM và D lần lượt là dị thường trung bình và ly giác trung bình của Mặt Trăng.)

Tuy nhiên, khoảng cách trung bình thường được cho là 384 400 km. Giá trị này được suy ra từ một giám sát khác. Thuyết Mặt Trăng của E.W. Brown không đưa ra khoảng cách tường minh theo kilômét mà thay vào đó đưa ra thị sai chân trời của Mặt Trăng : [ 18 ]

π = 0,950 7245 + 0,051 8128 ∘ ⋅ cos ⁡ ( G M ) + 0,009 5303 ∘ ⋅ cos ⁡ ( 2 D − G M ) + 0,007 8422 ∘ ⋅ cos ⁡ ( 2 D ) + 0,000 8571 ∘ ⋅ cos ⁡ ( 2 D + G M ) ± … { \ displaystyle { \ begin { alignedat } { 3 } \ pi = 0 {, } 9507245 và \ + \ và 0 {, } 0518128 ^ { \ circ } và \ cdot \ cos ( G_ { M } ) \ \ và \ + \ và 0 {, } 0095303 ^ { \ circ } và \ cdot \ cos ( 2D – G_ { M } ) \ \ và \ + \ và 0 {, } 0078422 ^ { \ circ } và \ cdot \ cos ( 2D ) \ \ và \ + \ và 0 {, } 0008571 ^ { \ circ } và \ cdot \ cos ( 2D + G_ { M } ) \ \ và \ \ pm \ và \ dots và \ end { alignedat } } }

Nếu ta cũng lấy trung bình theo thời hạn ở đây, chỉ có số hạng hằng số là không bị triệt tiêu, và thị sai Mặt Trăng trung bình là 0,950 724 5 °. Nếu từ đây ta tính khoảng cách đến Mặt Trăng theo công thức : [ 18 ]

d ′ = 6378, 14 km sin ⁡ ( π ) { \ displaystyle d ^ { \ prime } = { \ frac { 6378 {, } 14 \ { \ text { km } } } { \ sin ( \ pi ) } } }

tác dụng thu được là 384 399 km, khi làm tròn sẽ bằng với giá trị thường được sử dụng .Hai giá trị tính được nói trên không giống nhau chính do một giá trị là trung bình của chính khoảng cách và giá trị kia được lấy trên nghịch đảo của nó ( dưới dạng thị sai ), xem trung bình điều hòa .

Khoảng cách cực trị[sửa|sửa mã nguồn]

Các khoảng cách cận địa và viễn địa chịu những dịch chuyển mạnh . Phân bố tần suất của những khoảng cách cận địa và viễn địaNếu quỹ đạo của Mặt Trăng là một đường elip và không có nhiễu động, khoảng cách ở mỗi lần Mặt Trăng đi qua cận điểm và viễn điểm sẽ luôn bằng nhau. Tuy nhiên, do độ lệch tâm của quỹ đạo chịu những biến thiên tuần hoàn, có những khoảng cách cực trị nhờ vào vào mức độ mà một lần đi qua củng điểm quỹ đạo trùng với một độ lệch tâm cực lớn hay nhỏ. Độ lệch tâm đạt cực lớn sau mỗi 206 ngày khi bán trục lớn của quỹ đạo Mặt Trăng quay hướng về Mặt Trời. [ 19 ] Khi đó khoảng cách cận điểm là đặc biệt quan trọng nhỏ và khoảng cách viễn điểm đặc biệt quan trọng lớn. Nếu bán trục lớn vuông góc với hướng của Mặt Trời thì độ lệch tâm là cực tiểu và những khoảng cách tại những củng điểm có ít chênh lệch hơn. [ 20 ] Ngoài ra, những biến thiên nói trên của quỹ đạo không phải luôn có cùng độ lớn và chịu tác động ảnh hưởng của những giao động dài hạn. Do đó những khoảng cách cận địa và viễn địa có một sự phân bổ phức tạp và không có một giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất rõ ràng hoàn toàn có thể xác lập trong lịch sử vẻ vang quỹ đạo. Một khoảng cách càng đặc biệt quan trọng lớn hoặc nhỏ, nó càng hiếm khi xảy ra, nhưng trên thực tiễn luôn sống sót năng lực tìm thấy một giá trị cực độ hơn nếu liên tục tìm kiếm. Do đó, những tác giả khác nhau cũng đặt tên cho những giá trị cực trị được làm tròn khác nhau .Bảng sau đây tóm tắt về sự phân bổ của những khoảng cách xảy ra, với tài liệu quy mô hóa từ năm 1500 TCN tới 8000 SCN : [ 21 ]

Có thể thấy rằng những khoảng cách cận địa biến thiên rất nhiều hơn những khoảng cách viễn địa. Ngoài ra, 1 số ít giá trị đơn cử hoàn toàn có thể xảy ra ngoài khoảng chừng số lượng giới hạn làm tròn được ghi trong bảng : [ 20 ]

• khoảng cách viễn địa lớn nhất: 406 719,97 km vào năm 2266
• khoảng cách cận địa nhỏ nhất: 356 352,93 km vào năm 1054 TCN.

Chu vi quỹ đạo[sửa|sửa mã nguồn]

Chu vi hay độ dài đường quỹ đạo của Mặt Trăng chỉ hoàn toàn có thể được ước tính bằng những công thức giao động chu vi elip. Chẳng hạn, một công thức cho bởi Ramanujan :

U ≈ π ( a + b ) ( 1 + 3 λ 2 10 + 4 − 3 λ 2 ) với λ = a − b a + b { \ displaystyle U \ approx \ pi ( a + b ) \ left ( 1 + { \ frac { 3 \ lambda ^ { 2 } } { 10 + { \ sqrt { 4-3 \ lambda ^ { 2 } } } } } \ right ) \ ; { \ text { với } } \ ; \ lambda = { \ frac { a-b } { a + b } } }

trong đó a, b lần lượt là các bán trục lớn và bé của quỹ đạo. Thay vào các giá trị bán trục đo được ở trên ta được chu vi bằng 2 413 371,845 km.

Mô hình tỉ lệ[sửa|sửa mã nguồn]

• Mô hình tỉ lệ của hệ Trái Đất – Mặt Trăng : Kích thước và khoảng cách vẽ theo tỉ lệ. Nó biểu lộ khoảng cách trung bình của quỹ đạo và nửa đường kính trung bình của hai thiên thể .

Lịch sử quan sát và đo đạc[sửa|sửa mã nguồn]

Đường hoạt động biểu kiến của Mặt Trăng trên khung trời nhìn từ Trái Đất trong mỗi đêm trông giống một hình elip rộng, mặc dầu đường hoạt động phụ thuộc vào vào thời hạn trong năm, vị trí những điểm nút và vĩ độKhoảng năm 1000 TCN, người Babylon là nền văn minh tiên phong của con người được biết là đã giữ một hồ sơ đồng điệu về những lần quan sát Mặt Trăng. Những viên đất sét từ thời kỳ đó, đã được tìm thấy trên chủ quyền lãnh thổ của Iraq ngày này, được ghi bằng văn bản chữ nêm ghi lại thời hạn và ngày tháng của những lần trăng mọc và trăng lặn, những ngôi sao 5 cánh mà Mặt Trăng đi ngang qua, và chênh lệch thời hạn giữa những lần mọc và lặn của cả Mặt Trời và Mặt Trăng vào khoảng chừng thời hạn trăng tròn. Thiên văn học Babylon phát hiện ra ba chu kỳ luân hồi chính của hoạt động của Mặt Trăng và sử dụng nghiên cứu và phân tích tài liệu để kiến thiết xây dựng những lịch âm lan rộng ra trong tương lai. [ 9 ] Việc sử dụng những quan sát có mạng lưới hệ thống, chi tiết cụ thể để đưa ra những Dự kiến dựa trên tài liệu thực nghiệm hoàn toàn có thể được phân loại là nghiên cứu và điều tra khoa học tiên phong trong lịch sử dân tộc quả đât. Tuy nhiên, người Babylon có vẻ như đã thiếu bất kể cách lý giải hình học hoặc vật lý nào về tài liệu của họ, và họ không hề Dự kiến được những nguyệt thực trong tương lai ( mặc dầu ” cảnh báo nhắc nhở ” đã được phát hành trước thời hạn hoàn toàn có thể có nguyệt thực ) .Các nhà thiên văn Hy Lạp cổ đại là những người tiên phong ra mắt và nghiên cứu và phân tích những quy mô toán học về sự hoạt động của những thiên thể trên khung trời. Ptolemy đã diễn đạt hoạt động của Mặt Trăng, sử dụng một quy mô hình học gồm những đường tròn phụ và độ xuất sai .Sir Isaac Newton là người tiên phong tăng trưởng một triết lý hoạt động rất đầy đủ hay cơ học. Những quan sát về hoạt động của Mặt Trăng chính là những thực nghiệm chính cho kim chỉ nan của ông. Năm 1693, Giovanni Domenico Cassini đã thiết lập ba định luật về những hoạt động và tiến động đa phần của Mặt Trăng .

Các chu kỳ luân hồi Mặt Trăng[sửa|sửa mã nguồn]

Sơ đồ những pha của Mặt Trăng ( chu kỳ luân hồi một tháng giao hội ) : Trái Đất nằm ở TT và Mặt Trăng quay xung quanh trên quỹ đạo .Có một vài chu kỳ luân hồi khác nhau được định nghĩa so với quỹ đạo của Mặt Trăng. [ 22 ] Tháng thiên văn là thời hạn để Mặt Trăng triển khai xong một vòng quỹ đạo quanh Trái Đất trong hệ quy chiếu của những ngôi sao 5 cánh cố định và thắt chặt, và giao động bằng 27.32 ngày. Tháng giao hội là thời hạn giữa hai pha nhìn thấy giống nhau của Mặt Trăng. Khoảng thời hạn này biến thiên đáng kể trong suốt một năm, [ 23 ] nhưng có giá trị trung bình xê dịch 29.53 ngày. Chu kỳ giao hội dài hơn chu kỳ luân hồi thiên văn do tại hệ Trái Đất – Mặt Trăng cũng hoạt động theo quỹ đạo quanh Mặt Trời trong mỗi tháng thiên văn, do đó cần một chu kỳ luân hồi dài hơn để vị trí tương đối giữa Trái Đất, Mặt Trời, và Mặt Trăng được lặp lại. Tháng cận điểm là thời hạn giữa hai lần Mặt Trăng đi qua điểm cận địa và giao động bằng 27.55 ngày ; nó gắn với biến thiên khoảng cách Trái Đất – Mặt Trăng, thứ quyết định hành động độ lớn của lực gây thủy triều của Mặt Trăng .Tháng giao điểm là thời hạn để Mặt Trăng trở về điểm nút lên trên quỹ đạo. Thời gian giữa hai lần Mặt Trăng đi qua cùng một kinh độ hoàng đạo được gọi là tháng chí tuyến. Các chu kỳ luân hồi này chênh lệch một chút ít so với tháng thiên văn .Do nhật thực và nguyệt thực chỉ hoàn toàn có thể xảy ra khi Mặt Trăng ở gần một điểm nút quỹ đạo, luôn có một số ít nguyên tháng giao điểm giữa hai lần thiên thực mà Mặt Trăng ở cùng một điểm nút. Giữa hai lần thiên thực bất kể luôn có 1 số ít nguyên lần nửa tháng giao điểm .

Thời gian trung bình của một tháng lịch (bằng

1
12

{\displaystyle {\tfrac {1}{12}}}

của một năm) là khoảng 30.4 ngày. Đây không phải là một chu kỳ của Mặt Trăng, tuy rằng tháng lịch có liên hệ lịch sử đến pha Mặt Trăng trông thấy.

Các giá trị chu kỳ luân hồi trong bảng trên chỉ là những giá trị trung bình. Do hoạt động của cả Trái Đất và Mặt Trăng là không đều trên quỹ đạo elip của chúng, thời hạn của những tháng trên trong thực tiễn hoàn toàn có thể chênh lệch không ít so với trung bình. Ví dụ, thời hạn của một tháng giao hội cho trước hoàn toàn có thể lên tới dài hơn 7 giờ hoặc ngắn hơn 6 giờ so với tháng giao hội trung bình. [ 24 ] Ngoài ra, thời hạn trung bình của tháng có sự lệch chậm do những biến thiên dài hạn trong quỹ đạo của Trái Đất và của Mặt Trăng. Thời gian trung bình đúng chuẩn của một tháng giao hội, ví dụ điển hình, hoàn toàn có thể được tính bởi công thức : [ 25 ]

Msyn = 29,5305888531d + 0,00000021621 T − 3,64·10−10 T2

trong đó T là số thế kỷ Julian kể từ kỷ nguyên tiêu chuẩn J2000. 0 .Một chu kỳ luân hồi gồm 223 tháng giao hội và 242 tháng giao điểm là một bội nguyên. Do đó sau khoảng chừng thời hạn này, Mặt Trăng quay trở về cùng pha và cùng điểm nút. Đây cũng là điều kiện kèm theo tương tự để một nhật thực hoặc nguyệt thực lặp lại : sau 223 tháng giao hội kể từ một thiên thực cho trước, một thiên thực tương tự như sẽ xảy ra. Chu kỳ 18 năm 10 1/3 ngày ( hoặc 11 1/3 ngày, tùy theo số năm nhuận được tính ) này được gọi là chu kỳ luân hồi Saros hay chu kỳ luân hồi thiên thực. Bởi vì một Saros cũng chứa gần đúng chuẩn 239 tháng cận điểm, Mặt Trăng cũng lặp lại khoảng cách tới Trái Đất và độ chênh lệch lớn ( nhờ vào vào dị thường ), do đó thiên thực tiếp theo cũng cực kỳ giống hệt thiên thực trước .

Chuyển động của Mặt Trăng trong hệ quy chiếu Trái Đất[sửa|sửa mã nguồn]

Trong hệ quy chiếu gắn với người quan sát đứng trên bề mặt của Trái Đất quay, Mặt Trăng giống như mọi thiên thể khác đều thực hiện chuyển động hàng ngày hay nhật động. Chuyển động biểu kiến này được gây ra bởi sự tự quay của Trái Đất và khiến cho các thiên thể mọc trên chân trời phía đông và lặn về phía tây. Tốc độ biểu kiến là 360°/24 = 15° mỗi giờ, bằng 30 lần đường kính biểu kiến của Mặt Trăng. Tuy nhiên, chuyển động thực tế của Mặt Trăng quanh Trái Đất trên quỹ đạo theo chiều ngược lại. Một người quan sát để ý kỹ có thể dễ dàng nhận thấy điều này: ví dụ nếu Mặt Trăng ở gần một ngôi sao nào đó tại một thời điểm thì một giờ sau nó sẽ di chuyển về phía đông một góc bằng một lần đường kính Mặt Trăng so với ngôi sao này. Sau 24 tiếng đồng hồ hay một ngày, khoảng cách góc này là 13° và cứ sau mỗi ngày nó được cộng thêm cho đến khi bằng 360° sau một thời gian bằng hơn 27 ngày, hay một tháng thiên văn, hoàn thành một vòng so với nền sao cố định.

Quỹ đạo Mặt Trăng biểu kiến trên mặt đất sai khác với quỹ đạo Mặt Trăng địa tâm do thị sai : Người quan sát càng xa so với đường nối giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng, vị trí của Mặt Trăng càng lệch so với vị trí quan sát được từ đường này .So với những ngôi sao 5 cánh cố định và thắt chặt, Mặt Trăng triển khai xong một vòng quanh khung trời sau một chu kỳ luân hồi thiên văn 27,3 ngày, tức là trung bình khoảng chừng 13,2 ° mỗi ngày. Chuyển động biểu kiến hàng ngày của nền sao ( 15 ° / giờ ) theo chiều ngược lại vượt qua khoảng cách góc này trong gần 50 phút. Do đó, đỉnh điểm cao nhất trong ngày của Mặt Trăng sẽ muộn hơn so với ngày hôm trước một khoảng chừng thời hạn trung bình tương ứng. Thời gian trăng mọc và lặn cũng có sự trễ tương tự như sau mỗi ngày ( bỏ lỡ ảnh hưởng tác động thị sai và khúc xạ ) ; trung bình Mặt Trăng mọc và lặn muộn hơn một giờ đồng hồ đeo tay mỗi ngày so với ngày hôm trước. Do đó, biết pha của Mặt Trăng hoàn toàn có thể xác lập gần đúng thời hạn nó mọc và lặn : trăng non mọc vào buổi sáng cùng lúc với Mặt Trời, trăng bán nguyệt đầu tháng mọc vào khoảng chừng giữa trưa, trăng tròn mọc khi Mặt Trời lặn vào chiều tối, và trăng bán nguyệt cuối tháng mọc vào tầm nửa đêm .Do Mặt Trăng luôn xê dịch quanh gần hoàng đạo nghiêng so với xích đạo, nó vạch ra một đường hoạt động biểu kiến thiên cầu khá gần với hoàng đạo, nhưng hoàn thành xong một vòng sau một tháng thay vì một năm. Trăng tròn, pha dễ nhận thấy nhất của Mặt Trăng, luôn đối lập với Mặt Trời trên khung trời, tức là nó sẽ ở phía nam so với xích đạo khi Mặt Trời đang ở phía bắc ( mùa hè ở Bắc Bán cầu ) và ngược lại ( mùa đông ). Do đó, trăng tròn lên thấp hơn trên khung trời vào mùa hè và lên cao hơn vào mùa đông. Đối với trăng bán nguyệt đầu tháng, nó lên cao hơn vào mùa xuân và thấp hơn vào mùa thu, v.v…Ngoài ra, nếu xích vĩ của Mặt Trăng đạt giá trị lớn nhất hoàn toàn có thể ± 28,5 °, những nơi trăng mọc và trăng lặn sẽ cách nhau rất xa trên đường chân trời, trăng tròn vào mùa đông hoàn toàn có thể lên cực kỳ cao, trong khi vào mùa hè nó hoàn toàn có thể lên cực kỳ thấp. Ngược lại, sau đó 9,3 năm khi Mặt Trăng đạt xích vĩ nhỏ nhất ± 18,5 °, dải mọc và lặn trên chân trời của nó là hẹp nhất .

Biến thiên xích vĩ[sửa|sửa mã nguồn]

Một kỳ đình biến hay nguyệt chí là khi Mặt Trăng đạt tới điểm xa nhất về phía bắc hoặc nam trong khoảng thời gian hàng tháng (cụ thể là thời gian tháng giao điểm khoảng 27,2 ngày). Xích vĩ (một tọa độ thiên văn định nghĩa là góc của thiên thể so với xích đạo thiên cầu, tương tự với vĩ độ địa lý) tại một kỳ đình biến hàng tháng của Mặt Trăng biến thiên theo một chu kỳ 18,6 năm giữa các giá trị cực điểm 18,134° và 28,725° (bắc hoặc nam), do tiến động điểm nút của Mặt Trăng.

Trong một chu kỳ luân hồi giao điểm hàng tháng, xích vĩ của Mặt Trăng biến thiên tuần hoàn từ một giá trị dương tới một giá trị âm và trở lại trong thời hạn hai tuần. Do đó trong dưới một tháng, góc cao của Mặt Trăng khi nó tiếp xúc với kinh tuyến trên thiên thể hoàn toàn có thể biến hóa từ trên cao trên khung trời xuống thấp hơn gần chân trời, và trở lại. Điều này tương tự như sự biến thiên xích vĩ của Mặt Trời với biên độ ± 23,4 ° gây ra những mùa của Trái Đất trong một năm. Tuy nhiên, biên độ xê dịch xích vĩ của Mặt Trăng không cố định và thắt chặt mà cũng biến thiên theo chu kỳ luân hồi tiến động 18,6 năm .

• Một kỳ đình biến cực đại (lớn) xảy ra khi xích vĩ của Mặt Trăng đạt biên độ hàng tháng lớn nhất trong một chu kỳ tiến động điểm nút và ngừng biến thiên tại 28,725° bắc hoặc nam. Khi đó điểm nút lên của quỹ đạo Mặt Trăng trùng với điểm xuân phân và điểm nút xuống trùng với điểm thu phân. Một cách tương đương, một mùa thiên thực gần điểm xuân phân có nhật thực và nguyệt thực thuộc một saros số lẻ, trong khi đó một mùa thiên thực khác gần điểm thu phân có nhật thực và nguyệt thực thuộc một saros số chẵn.
• Một kỳ đình biến cực tiểu (nhỏ) xảy ra khi xích vĩ của Mặt Trăng đạt biên độ hàng tháng nhỏ nhất và ngừng biến thiên tại 18,134° bắc hoặc nam. Khi đó điểm nút lên của quỹ đạo Mặt Trăng trùng với điểm thu phân và điểm nút xuống trùng với điểm xuân phân. Mùa thiên thực gần điểm xuân phân có nhật thực và nguyệt thực thuộc saros số chẵn, trong khi đó mùa thiên thực gần điểm thu phân có nhật thực và nguyệt thực thuộc một saros số lẻ.
• Ngoài ra, kỳ đình biến đều cũng được định nghĩa là giai đoạn chính giữa, khi biên độ xích vĩ hàng tháng của Mặt Trăng có giá trị bằng 23,436° hay bằng độ nghiêng giữa xích đạo Trái Đất và hoàng đạo. Khi đó các điểm nút của quỹ đạo Mặt Trăng (và do đó, các mùa thiên thực) trùng với các điểm chí. Nếu điểm nút lên của Mặt Trăng trùng với điểm hạ chí và điểm nút xuống trùng với điểm đông chí, ta có kỳ đình biến đều tăng, và trường hợp ngược lại gọi là kỳ đình biến đều giảm.

Đường hoạt động biểu kiến của Mặt Trời và Mặt Trăng trên thiên cầu ( những góc được phóng đại để thấy rõ hơn ) . m° tới +m°, trong đó m là một số trong khoảng (e – i) ≤ m ≤ (e + i).Trong suốt thời hạn một tháng giao điểm, khi Mặt Trăng quay xung quanh Trái Đất, xích vĩ của nó giao động từ – ° tới + °, trong đólà 1 số ít trong khoảng chừng ( ) ≤ ≤ ( ) .Mặt Trăng độc lạ so với phần nhiều vệ tinh tự nhiên quanh những hành tinh khác ở chỗ nó giao động gần mặt phẳng hoàng đạo thay vì mặt phẳng xích đạo của Trái Đất. Xích vĩ cực lớn và cực tiểu của Mặt Trăng biến thiên bởi góc nghiêng 5,14 ° của mặt phẳng quỹ đạo của Mặt Trăng so với hoàng đạo, và hướng khoảng trống của độ nghiêng này từ từ đổi khác trong một chu kỳ luân hồi 18,6 năm, góc này sẽ được cộng thêm hay trừ đi vào độ nghiêng trục quay 23,5 ° của Trái Đất. Do đó, biên độ xích vĩ của Mặt Trăng biến thiên trong khoảng chừng ( 23,5 ° − 5 ° = ) 18,5 ° tới ( 23,5 ° + 5 ° = ) 28,5 ° sau một chu kỳ luân hồi tiến động. Trong một kỳ đình biến cực tiểu, xích vĩ hàng tháng của Mặt Trăng sẽ biến thiên từ + 18,5 ° đến − 18,5 ° trong khoanh vùng phạm vi 37 °. Sau đó 9,3 năm, trong kỳ đình biến cực lớn, xích vĩ hàng tháng sẽ biến thiên từ + 28,5 ° đến − 28,5 ° trong khoanh vùng phạm vi 57 °, đủ để đưa độ cao của Mặt Trăng tại đỉnh điểm từ rất cao xuống rất thấp chỉ sau hai tuần ( nửa quỹ đạo ) .

Trong hình bên: Mặt Trời luôn được thấy nằm trên thiên cầu trên hoàng đạo, xích đạo của Trái Đất (đường nằm ngang) luôn nghiêng so với hoàng đạo một góc e = 23,5°; xích đạo giao với hoàng đạo tại hai điểm phân (không được ký hiệu trên hình). Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất (đường nét đứt) luôn nghiêng so với hoàng đạo một góc i = 5,14°. Hai điểm nút lên và xuống (và là các điểm thiên thực) là những nơi quỹ đạo Mặt Trăng giao cắt với hoàng đạo và được ký hiệu tương ứng “N1” và “N2”. Các điểm nút này quay tiến động trên hoàng đạo (ngược với chiều quỹ đạo của Mặt Trăng) với chu kỳ 18,59992 năm. Đường thẳng nối hai điểm nút được gọi là đường điểm nút hay tiết tuyến.

Xích đạo và những đường hoạt động biểu kiến này đều là những đường tròn lớn trên thiên cầu và những điểm giao cắt của chúng thường không trùng nhau, trừ trường hợp đình biến cực lớn và cực tiểu. Nhìn vào hình, quan tâm rằng khi đường điểm nút của Mặt Trăng ( N1 và N2 ) quay thêm một chút ít so với vị trí được minh họa, khi đó ( nhìn từ trước vào sau, N1, Trái Đất, và N2 có vẻ như là cùng một điểm ) quỹ đạo của Mặt Trăng sẽ hợp với xích đạo Trái Đất một góc cao nhất, và sau 9,3 năm ( nhìn từ trước vào sau, N2, Trái Đất, N1 có vẻ như cùng một điểm ) góc này sẽ là thấp nhất : độ nghiêng 5,14 ° của quỹ đạo Mặt Trăng sẽ cộng thêm ( đình biến cực lớn ) hoặc trừ đi ( đình biến cực tiểu ) vào độ nghiêng của trục quay Trái Đất ( 23,44 ° ) .

Vị trí biểu kiến[sửa|sửa mã nguồn]

Tại một kỳ đình biến cực lớn, khoanh vùng phạm vi xích vĩ của Mặt Trăng, và theo đó là khoanh vùng phạm vi góc vị trí của nó khi mọc và lặn, đạt giá trị lớn nhất. Do đó, khi quan sát từ những vĩ độ trung, góc cao của Mặt Trăng tại đỉnh điểm trên ( một thời gian hàng ngày khi mà một thiên thể được trông thấy tiếp xúc với kinh tuyến thiên thể của người quan sát ) biến thiên trong suốt hai tuần từ giá trị lớn nhất hoàn toàn có thể tới giá trị nhỏ nhất hoàn toàn có thể bên dưới đường chân trời, tại hướng bắc hoặc nam, tùy thuộc vào bán cầu địa lý của người quan sát. Tương tự, góc vị trí của Mặt Trăng khi mọc cũng biến thiên từ hướng đông bắc tới đông nam, và khi lặn biến thiên từ tây-bắc tới tây-nam. Trong thời hạn một năm Mặt Trăng tĩnh cực lớn, nhật thực xảy ra vào tháng 3 tại điểm nút lên và vào tháng 9 tại điểm nút xuống, trong khi đó nguyệt thực xảy ra tại điểm nút xuống vào tháng 3 và tại điểm nút lên vào tháng 9. Trong một năm Mặt Trăng tĩnh cực tiểu, trường hợp ngược lại sẽ xảy ra .Kỳ đình biến cực tiểu gần đây nhất là vào tháng 10 năm năm ngoái, trong khi kỳ đình biến cực lớn gần nhất là vào tháng 6 năm 2006, và tiếp nối sẽ vào tháng 4 năm 2025 .

Khi độ nghiêng quỹ đạo của Mặt Trăng so với xích đạo Trái Đất ở giá trị nhỏ nhất 18 ° 20 ′, tâm của đĩa Mặt Trăng sẽ hàng ngày mọc phía trên đường chân trời tại những vĩ độ thấp hơn 70 ° 43 ‘ ( 90 ° − 18 ° 20 ‘ – 57 ‘ thị sai ) vĩ bắc hoặc nam. Khi độ nghiêng đạt giá trị lớn nhất 28 ° 36 ‘, tâm của đĩa Mặt Trăng sẽ hàng ngày mọc phía trên đường chân trời chỉ tại những vĩ độ thấp hơn 60 ° 27 ‘ ( 90 ° − 28 ° 36 ‘ – 57 ‘ thị sai ) vĩ bắc hoặc nam. Tương tự những vĩ độ hạ điểm Mặt Trời, Mặt Trăng có năng lực được trông thấy ở trên thiên đỉnh tại những khu vực giữa vĩ tuyến 28 ° 36 ′ bắc và 28 ° 36 ′ nam, tuy nhiên nó chỉ chắc như đinh sẽ lên thiên đỉnh hàng tháng trong dải giữa vĩ tuyến 18 ° 20 ′ bắc và nam. Tại vĩ độ số lượng giới hạn cực lớn 28 ° 36 ′ bắc hoặc nam, hai lần lên thiên đỉnh liên tục của Mặt Trăng cách nhau lên tới 18,6 năm .Tại những vĩ độ cao hơn, sẽ có một khoảng chừng thời hạn tối thiểu một ngày mỗi tháng mà Mặt Trăng không mọc, nhưng cũng sẽ có một khoảng chừng thời hạn tối thiểu một ngày mỗi tháng mà Mặt Trăng không lặn. Điều này tương tự như với hoạt động của Mặt Trời theo mùa tại những điểm chí, nhưng với chu kỳ luân hồi giao điểm 27,2 ngày thay vì một năm 365 ngày. Lưu ý rằng một điểm trên đĩa Mặt Trăng thực ra hoàn toàn có thể được trông thấy khi nó ở khoảng chừng 34 phút cung bên dưới đường chân trời, do sự khúc xạ khí quyển .Do độ nghiêng của quỹ đạo Mặt Trăng so với xích đạo của Trái Đất, Mặt Trăng ở phía trên đường chân trời tại Bắc Cực và Nam Cực trong suốt gần hai tuần mỗi tháng, mặc dầu Mặt Trời hoàn toàn có thể ở dưới đường chân trời suốt sáu tháng tại một thời gian. Khoảng thời hạn giữa hai lần trăng mọc tại những cực là một tháng chí tuyến, giao động 27,3 ngày, khá gần với một chu kỳ luân hồi thiên văn. Khi Mặt Trời ở thấp nhất dưới đường chân trời vào ngày đông chí, Mặt Trăng sẽ ở pha tròn khi nó ở cao nhất. Ánh sáng phản chiếu của Mặt Trăng được sử dụng bởi những động vật hoang dã phù du ở vùng Bắc cực vào những khi Mặt Trời ở dưới đường chân trời trong vài tháng [ 26 ] và hoàn toàn có thể giúp ích cho những động vật hoang dã sinh sống ở những vùng Bắc cực và Nam cực khi khí hậu ấm hơn .Trong một kỳ đình biến cực tiểu, lực thủy triều tăng nhẹ ở 1 số ít khu vực, dẫn đến tăng biên độ thủy triều và lũ lụt triều với chu kỳ luân hồi 18,6 năm. [ 27 ]Trong kỷ nguyên hiện tại, nguyệt chí hàng tháng phía bắc xảy ra khi Mặt Trăng ở trong chòm Kim Ngưu, phía bắc chòm Lạp Hộ, chòm Song Tử, hoặc đôi lúc tại phần xa nhất phía nam của chòm Ngự Phu ( khi xảy ra một kỳ đình biến cực lớn ). Nguyệt chí hàng tháng phía nam xảy ra khi Mặt Trăng nằm trong chòm Nhân Mã hoặc Xà Phu. Tương tự những điểm chí của Mặt Trời, do tiến động của trục quay Trái Đất, những điểm xa nhất về phía bắc và nam của Mặt Trăng trên khung trời di dời về phía tây, và khoảng chừng 13 000 năm sau nguyệt chí phía bắc sẽ xảy ra trong chòm Nhân Mã và Xà Phu và nguyệt chí phía nam sẽ xảy ra gần chòm Song Tử .Tương tác mê hoặc của Mặt Trời so với Mặt Trăng là một tác động ảnh hưởng phức tạp khác, bởi nó kéo Mặt Trăng về phía mặt phẳng hoàng đạo, gây ra một sự giao động nhỏ khoảng chừng 9 phút cung trong thời hạn 6 tháng. Năm 2006, tác dụng là, mặc dầu kỳ đình biến cực lớn 18,6 năm xảy ra vào tháng 6, xích vĩ cực lớn của Mặt Trăng đã không xảy ra vào tháng 6 mà vào tháng 9 . Một cảnh trăng mọc buổi sáng sớm ở Hoang mạc Mojave, California ( tháng 2 năm năm nay )Do Mặt Trăng khá gần với Trái Đất, thị sai Mặt Trăng hoàn toàn có thể gây đổi khác xích vĩ khi quan sát trên bề mặt Trái Đất tới 0.95 ° so với xích vĩ từ tâm Trái Đất. Độ lớn của thị sai này biến thiên theo vĩ độ, do đó cực lớn của mỗi chu kỳ luân hồi đình biến cũng biến thiên theo khu vực quan sát. Sự khúc xạ khí quyển, tức là sự lệch của ánh sáng từ Mặt Trăng khi nó truyền qua khí quyển Trái Đất, cũng làm biến hóa xích vĩ biểu kiến của Mặt Trăng, hiệu ứng này mạnh hơn ở những góc cao thấp, nơi mà khí quyển là dày hơn ( sâu hơn ) .Không phải tổng thể những cực lớn đều hoàn toàn có thể quan sát được từ mọi nơi trên quốc tế – Mặt Trăng hoàn toàn có thể ở dưới chân trời tại một khu vực quan sát đơn cử khi cực lớn, và khi nó mọc thì xích vĩ của nó hoàn toàn có thể nhỏ hơn một cực lớn trông thấy vào một ngày khác .Những thời hạn của những kỳ Mặt Trăng tĩnh có vẻ như đã có một tầm quan trọng đặc biệt quan trọng so với những nền văn minh thời đại đồ đồng, những dân tộc bản địa đã kiến thiết xây dựng những khu công trình cự thạch đồ sộ ở Anh và Ireland. Nó cũng có tầm quan trọng so với 1 số ít tín ngưỡng pagan tân tiến. Những vật chứng cũng sống sót cho thấy rằng sự sắp xếp thẳng hàng với hướng trăng mọc hay lặn vào những ngày Mặt Trăng đình biến hoàn toàn có thể được tìm thấy tại những khu di tích lịch sử của những văn hóa truyền thống cổ khác, ví dụ điển hình tại Chimney Rock ở Colorado và Hopewell Sites ở Ohio. [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

Tiêu tán thủy triều và tiến hóa thủy triều[sửa|sửa mã nguồn]

Tương tác mê hoặc mà Mặt Trăng công dụng lên Trái Đất là nguyên do của thủy triều ở cả trên đại dương và Trái Đất rắn ; Mặt Trời có ảnh hưởng tác động thủy triều nhỏ hơn. Trái Đất rắn phản ứng nhanh gọn tới bất kể đổi khác trong lực thủy triều, và sự biến dạng có hình dạng một khối ellipsoid với những điểm nhô lên ở gần những nơi nằm ngay dưới Mặt Trăng và phía đối lập ở trên Trái Đất. Sự biến dạng này là hiệu quả của vận tốc cao của sóng địa chấn bên trong phần Trái Đất rắn .Tuy nhiên vận tốc của sóng địa chấn không phải là vô hạn, và cùng với ảnh hưởng tác động của sự mất nguồn năng lượng bên trong Trái Đất, điều này gây ra một độ trễ nhỏ giữa quy trình truyền của lực cực lớn gây bởi Mặt Trăng đi ngang qua và thủy triều cực lớn của Trái Đất rắn. Ngoài ra, do Trái Đất quay nhanh hơn vận tốc vận động và di chuyển trên quỹ đạo của Mặt Trăng, góc lệch nhỏ này tạo ra một mômen lực mê hoặc làm chậm sự tự quay của Trái Đất và tăng vận tốc của Mặt Trăng trên quỹ đạo .Trong trường hợp thủy triều đại dương, vận tốc sóng thủy triều đại dương [ 31 ] lại chậm hơn rất nhiều so với vận tốc của lực thủy triều Mặt Trăng. Do điều này, đại dương không khi nào tới gần cân đối với lực thủy triều. Thay vào đó, lực thủy triều gây ra những sóng đại dương dài Viral quanh những bồn trũng đại dương cho đến khi ở đầu cuối mất nguồn năng lượng trải qua nhiễu động, ở sâu dưới đáy đại dương hoặc trên thềm lục địa nông .Mặc dù phản ứng của đại dương là phức tạp hơn của Trái Đất rắn, hoàn toàn có thể nghiên cứu và phân tích triều đại dương thành 1 số ít hạng nhỏ miêu tả sự phình ellipsoid gây tác động ảnh hưởng lên Mặt Trăng, cộng với 1 số ít hạng thứ hai không có tác động ảnh hưởng. Thành phần ellipsoid của đại dương cũng làm chậm Trái Đất quay và tăng vận tốc của Mặt Trăng, nhưng chính do đại dương tiêu tán rất nhiều nguồn năng lượng thủy triều, triều đại dương hiện tại có tác động ảnh hưởng với Lever lớn hơn nhiều so với triều Trái Đất rắn .Do ảnh hưởng tác động của mômen lực thủy triều gây ra bởi những hình dạng phình ellipsoid, một phần của mômen động lượng tự quay của Trái Đất đang từ từ bị chuyển hóa vào hoạt động quay của hệ Trái Đất – Mặt Trăng quanh khối tâm của chúng, gọi là khối tâm hệ thiên thể ( xem tần suất thủy triều ) .Sự tăng nhỏ này trong mômen động lượng quỹ đạo khiến cho khoảng cách Trái Đất – Mặt Trăng tăng với vận tốc xê dịch 38 milimét mỗi năm. [ 32 ] Sự bảo toàn mômen động lượng của hệ có nghĩa là sự tự quay quanh trục của Trái Đất đang ngày càng chậm lại, và bởi nguyên do này độ dài thời hạn một ngày của nó tăng thêm giao động 24 micro giây mỗi năm ( không tính tái khối hậu băng hà ). Những số lượng này chỉ hài hòa và hợp lý so với sự sắp xếp hiện tại của những lục địa. Các mẫu hóa thạch biển và mẫu đá biến nhịp thủy triều từ 620 triệu năm trước cho thấy rằng, trong khoảng chừng hàng trăm triệu năm, Mặt Trăng rời xa dần với vận tốc trung bình 22 mm ( 0,87 in ) mỗi năm ( 2200 km hay 0.56 % khoảng cách Trái Đất – Mặt Trăng hiện tại trên một trăm triệu năm ) và thời hạn một ngày lê dài ra với vận tốc trung bình 12 giây mỗi năm ( hay 20 phút trên một trăm triệu năm ), những vận tốc này bằng khoảng chừng 50% giá trị hiện tại .Tốc độ cao ở hiện tại hoàn toàn có thể do sự gần cộng hưởng giữa những tần số tự nhiên của đại dương và tần số thủy triều. [ 33 ] Một lý giải khác là trong quá khứ Trái Đất quay nhanh hơn rất nhiều, một ngày hoàn toàn có thể chỉ lê dài 9 giờ trên Trái Đất thời cổ. Sóng thủy triều sinh ra trong đại dương hoàn toàn có thể đã ngắn hơn rất nhiều và hoàn toàn có thể khó hơn để công dụng thủy triều bước sóng dài kích thích những thủy triều bước sóng ngắn. [ 34 ]Mặt Trăng đang ngày càng rời xa Trái Đất tới một quỹ đạo xa hơn và với vận tốc nhanh hơn, và những thống kê giám sát cho thấy rằng điều này sẽ tiếp nối trong khoảng chừng 50 tỉ năm nữa ( lâu hơn tuổi thọ ước tính của hệ Mặt Trời ). [ 35 ] [ 36 ] Đến thời gian đó, hệ Mặt Trăng và Trái Đất sẽ ở trạng thái cộng hưởng tương hỗ quay – quỹ đạo hay khóa thủy triều trọn vẹn, trong đó Mặt Trăng sẽ quay quanh Trái Đất trong khoảng chừng 47 ngày ( so với hiện tại 27 ngày ), và cả Mặt Trăng và Trái Đất sẽ tự quay quanh trục của chúng cũng trong khoảng chừng thời hạn đó, luôn đối lập nhau cùng một phía. Điều này đã xảy ra với Mặt Trăng — một mặt của nó luôn hướng về phía Trái Đất — và cũng đang từ từ xảy ra với Trái Đất. Tuy nhiên, sự chậm lại của sự tự quay của Trái Đất không xảy ra đủ nhanh để thậm chí còn hoàn toàn có thể lê dài chu kỳ luân hồi quay tới một tháng trước khi những sự kiện khác biến hóa tình thế : giao động sau khoảng chừng 2,3 tỉ năm kể từ giờ đây, sự tăng bức xạ của Mặt Trời sẽ làm cho những đại dương trên Trái Đất bị bốc hơi, [ 37 ] vô hiệu hầu hết ma sát và tần suất thủy triều .

Hiện tượng bình động[sửa|sửa mã nguồn]

Hoạt ảnh Mặt Trăng khi nó trải qua một chu kỳ luân hồi pha. Sự đung đưa biểu kiến của Mặt Trăng được gọi là bình động

Mặt Trăng đang ở trạng thái quay đồng bộ, nghĩa là nó lúc nào cũng hướng một mặt về phía Trái Đất. Tuy nhiên điều này chỉ đúng trên bình quân bởi vì quỹ đạo của Mặt Trăng có một độ lệch tâm xác định. Do đó vận tốc quỹ đạo của Mặt Trăng biến thiên khi nó quay quanh Trái Đất và do đó không phải lúc nào cũng bằng vận tốc góc của sự tự quay của Mặt Trăng ổn định hơn. Khi Mặt Trăng ở điểm cận địa, tốc độ quỹ đạo của nó nhanh hơn tốc độ tự quay. Tại thời điểm đó Mặt Trăng đi trước một ít trên quỹ đạo so với chuyển động quay quanh trục của nó và điều này tạo ra góc nhìn cho phép ta có thể nhìn thấy tới tám độ kinh độ phía đông (bên phải) của mặt xa (mặt bên kia, không hướng về Trái Đất) của nó. Ngược lại, khi Mặt Trăng tới điểm viễn địa, tốc độ quỹ đạo của nó chậm hơn tốc độ tự quay, khiến cho tới tám độ kinh độ về phía tây (bên trái) của mặt xa có thể trông thấy được. Hiệu ứng này được gọi là bình động quang học về kinh độ.

Trục quay của Mặt Trăng nghiêng một góc tổng cộng 6,7° so với pháp tuyến của mặt phẳng hoàng đạo. Điều này dẫn đến một hiệu ứng góc nhìn khác theo hướng bắc–nam được gọi là bình động quang học về vĩ độ, cho phép ta có thể trông thấy tới gần 7° vĩ độ ra phía ngoài cực trên nửa xa. Cuối cùng, do Mặt Trăng ở khoảng cách chỉ gần 60 bán kính Trái Đất tính từ khối tâm của Trái Đất, một người quan sát ở xích đạo quan sát Mặt Trăng trong suốt một đêm sẽ di chuyển ngang một độ dài bằng một bán kính Trái Đất. Điều này dẫn đến bình động hàng ngày, cho phép ta có thể quan sát thêm một độ nữa về kinh độ của mặt phía xa của Mặt Trăng. Bởi lý do tương tự, các quan sát viên ở cả hai cực địa lý của Trái Đất sẽ có thể trông thấy thêm một độ vĩ độ khác trong bình động về vĩ độ.

Ngoài những loại ” bình động quang học ” gây ra bởi biến hóa trong góc nhìn so với một người quan sát trên Trái Đất, còn có những ” bình động vật lý ” tức là những sự chương động thực sự của hướng cực quay của Mặt Trăng trong khoảng trống : nhưng những hiệu ứng này rất bé .

Đường hoạt động của Trái Đất và Mặt Trăng quanh Mặt Trời[sửa|sửa mã nguồn]

[38]Một phần của đường hoạt động của Trái Đất và Mặt Trăng xung quanh Mặt TrờiKhi nhìn từ thiên cực bắc ( tức là từ hướng xê dịch của ngôi sao 5 cánh Polaris ), Mặt Trăng được thấy quay quanh Trái Đất ngược chiều kim đồng hồ đeo tay và Trái Đất quay quanh Mặt Trời ngược chiều kim đồng hồ đeo tay, và Mặt Trăng và Trái Đất cũng tự quay quanh trục của chúng ngược chiều kim đồng hồ đeo tay .Quy tắc bàn tay phải hoàn toàn có thể đựoc sử dụng để chỉ ra hướng của tốc độ góc. Nếu ngón cái của nắm tay phải chỉ tới thiên cực bắc, những ngón tay còn lại sẽ cong theo chiều Mặt Trăng quay quanh Trái Đất, Trái Đất quay quanh Mặt Trời, và Mặt Trăng và Trái Đất tự quay quanh trục của chúng .Trong những hình trình diễn hệ Mặt Trời, người ta thường vẽ quỹ đạo của Trái Đất theo hệ quy chiếu của Mặt Trời và quỹ đạo của Mặt Trăng theo hệ quy chiếu của Trái Đất. Điều này hoàn toàn có thể gây cảm tưởng rằng Mặt Trăng quay quanh Trái Đất theo một cách mà nó nhiều lúc sẽ đi ngược lại khi nhìn từ góc nhìn của Mặt Trời. Tuy nhiên, do tốc độ quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất ( 1 km / s ) là nhỏ so với tốc độ quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời ( 30 km / s ), điều này không khi nào xảy ra. Không có hoạt động vòng xoắn vào phía sau nào trên quỹ đạo quanh Mặt Trời của Mặt Trăng .Coi rằng hệ Trái Đất – Mặt Trăng là một hệ hành tinh đôi, tâm mê hoặc của hệ nằm bên trong Trái Đất, khoảng chừng 4.671 km ( 2.902 mi ) [ 39 ] hay 73,3 % nửa đường kính Trái Đất tính từ tâm của Trái Đất. Tâm mê hoặc luôn nằm trên đường thẳng nối những tâm của Trái Đất và của Mặt Trăng khi Trái Đất hoàn thành xong một vòng xoay hằng ngày của nó. Đường đi của hệ Trái Đất – Mặt Trăng trên quỹ đạo quanh Mặt Trời của nó được định nghĩa chính là hoạt động của tâm mê hoặc tương hỗ này xung quanh Mặt Trời. Kết quả là, tâm của Trái Đất trở vào trong và ra ngoài đường quỹ đạo quanh Mặt Trời trong suốt một tháng giao hội khi Mặt Trăng vận động và di chuyển trên quỹ đạo của nó xung quanh tâm mê hoặc chung. [ 40 ]

Tác động hấp dẫn của Mặt Trời lên Mặt Trăng lớn hơn tác động hấp dẫn của Trái Đất lên Mặt Trăng gấp đôi; kết quả là, đường quỹ đạo của Mặt Trăng luôn là một đường lồi[40][41] (khi nhìn vào toàn bộ hệ Mặt Trời–Trái Đất–Mặt Trăng, về phía Mặt Trời từ một khoảng cách xa bên ngoài quỹ đạo của Trái Đất–Mặt Trăng xung quanh Mặt Trời), và không có chỗ nào trở nên lõm hay xoắn (nhìn từ cùng một góc nhìn),[38][40] tức là, vùng được bao quanh bởi quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Mặt Trời là một tập lồi.

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://vh2.com.vn
Category: Trái Đất