Księżyc
 
Encyklopedia PWN
Księżyc, łac. luna, gr. selene,
naturalny satelita Ziemi;
jest drugim pod względem jasności (po Słońcu) obiektem na niebie i dotychczas jedynym ciałem niebieskim (poza Ziemią), na którym przebywał człowiek. Księżyc ma kształt kuli o promieniu 1737,4 km. Obiega Ziemię w okresie 27,3 dnia (miesiąc gwiazdowy, syderyczny) z prędkością ok. 1 km/s po prawie kołowej orbicie (mimośród 0,055), położonej w płaszczyźnie nachylonej do płaszczyzny orbity Ziemi pod kątem 5,1°, nachylenie płaszczyzny orbity Księżyca do płaszczyzny równika ziemskiego waha się od 18,2° do 28,6° w zależności od orientacji przestrzennej orbity, która zmienia się w okresie ok. 18,6 lat. Średnia odległość Księżyca od środka Ziemi wynosi 384,4 tysiąca km (minimalna 363,3 tysiąca km, maksymalna 405,5 tysiąca km). Pozorny ruch Księżyca po sferze niebieskiej, będący odzwierciedleniem ruchu Księżyca wokół Ziemi, odbywa się z zachodu na wschód z prędkością ok. 13° na dobę. Księżyc świeci odbitym od swej powierzchni światłem słonecznym (widoma jasność w pełni wynosi 12,7 wielkości gwiazdowej, albedo 0,07). Tarcza Księżyca obserwowana na niebie ma średnicę ok. 0,5°, a jej wygląd (tzw. faza) jest wynikiem zmian wzajemnej konfiguracji w przestrzeni Ziemi, Księżyca i Słońca (ściślej, kąta pomiędzy kierunkami z Księżyca na Ziemię i Słońce). Pełny cykl ciągłych zmian fazy Księżyca, zwany lunacją, trwa średnio 29,5 dnia (miesiąc synodyczny); obejmuje najpierw wzrost widoczności Księżyca od nowiu (kiedy półkula Księżyca zwrócona ku Ziemi jest nieoświetlona), poprzez pierwszą kwadrę (tarcza Księżyca ma kształt półkola zwróconego wypukłością w kierunku Słońca) do pełni (oświetlona jest cała półkula widoczna z Ziemi), a następnie zmniejszanie się widoczności oświetlonej półkuli, poprzez ostatnią (trzecią) kwadrę (analogiczna do pierwszej, ale dotyczącą drugiej strony globu), aż do następnego nowiu. Podczas nowiu (koniunkcja ze Słońcem; koniunkcja, astr.) tarcza Księżyca może przesłonić tarczę Słońca i wtedy następuje zaćmienie Słońca, a podczas pełni (opozycja względem Słońca; opozycja, astr.) na powierzchnię Księżyca może paść cień Ziemi i wtedy obserwuje się zjawisko zaćmienia Księżyca. Rotacja Księżyca wokół osi nachylonej do płaszczyzny orbity Ziemi następuje pod kątem 88,5°. Ponieważ okres obrotu Księżyca jest równy miesiącowi synodycznemu, dlatego Księżyc jest zwrócony do Ziemi zawsze tą samą stroną (z Ziemi można jednak zobaczyć więcej niż połowę jego powierzchni, ok. 59%, dzięki zjawisku libracji). Masa Księżyca, równa 7,35 · 1022 kg, jest 81 razy mniejsza od masy Ziemi, natomiast przyciąganie grawitacyjne na jego powierzchni — 6-krotnie mniejsze od ziemskiego. Oddziaływanie grawitacyjne Księżyca na Ziemię powoduje m.in. pływy oraz spowolnianie szybkości obrotu Ziemi o ok. 1,5 ms na stulecie. Średnia gęstość materii, z której zbudowany jest Księżyc, wynosi 3,34 g/cm3.
Wnętrze globu Księżyca ma warstwową strukturę: niewielkie żelazne jądro, o promieniu ok. 340 km, otacza warstwa stopionych skał o grubości ok. 400 km, nad którą rozpościera się sztywny, skalisty płaszcz pokryty twardą skorupą, której średnia grubość wynosi 68 km. Powierzchnię Księżyca tworzą głównie skały bazaltowe pochodzenia wulkanicznego. Starsze obszary wyżynne są pokryte licznymi kraterami uderzeniowymi, a młodsze, stosunkowo gładkie, tzw. morza, stanowią prawdopodobnie pozostałości ogromnych basenów pochodzenia uderzeniowego, które zostały zalane płynną lawą. Występują także łańcuchy gór, o wysokości do 8 km. Większość powierzchni jest pokryta grubą warstwą regolitu.Temperatura powierzchni Księżyca zmienia się od +110°C w środku dnia księżycowego do −180°C w środku nocy; tak duże różnice są spowodowane brakiem atmosfery. Księżyc nie ma też pola magnetycznego; jego powierzchnia jest więc stale wystawiona na bezpośrednie działanie wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego. Chociaż skład chemiczny Księżyca różni się od ziemskiego, przede wszystkim znacznie mniejszą zawartością żelaza, to jednak jego niemal identyczny z ziemskim skład izotopowy sugeruje wspólne pochodzenie obu ciał. Według najbardziej wiarygodnej obecnie hipotezy Księżyc powstał w końcowej fazie procesu tworzenia się Układu Słonecznego jako rezultat zderzenia protoplanety o wielkości Marsa z rozwarstwioną już na jądro i płaszcz Ziemią. Zderzenie nie było centralne i dlatego w jego wyniku Ziemia została pozbawiona tylko części płaszcza, zachowując większość żelaznego jądra. Materiał płaszcza, rozproszony wokół Ziemi w postaci dysku, szybko stygnąc skondensował się jako satelita. Oddziaływania pływowe oddaliły od siebie oba ciała; jeszcze obecnie odległość Księżyca od Ziemi wzrasta w tempie ok. 3,8 cm na rok.
Bezpośrednie badania Księżyca umożliwiły loty kosmiczne załogowe i bezzałogowe. Amerykański program Apollo doprowadził 20 VII 1969 do lądowania pierwszych ludzi (N. Armstrong i E.E. Aldrin) na Księżycu 1969–72 na powierzchni Księżyca przebywało 12 amerykańskich astronautów, którzy m.in. dostarczyli na Ziemię ok. 385 kg materii księżycowej (jej wiek oszacowano na 3–4,6 mld lat). Intensywną eksplorację Księżyca prowadził także (do 1976) ZSRR za pomocą sond Łuna. Po długiej przerwie, amerykańskie sondy Clementine (1994) i Lunar Prospector (1998–99) doprowadziły do odkrycia lodu wodnego na nie oświetlonych przez Słońce dnach kraterów w obszarach okołobiegunowych Księżyca.
Ilustracje
Księżyc fot. NASA
Księżyc, fragment powierzchni Księżyca z licznymi kraterami meteorytowymifot. NASA
Księżyc, fazy rys. W. Sankowski/Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Aldrin Edwin Eugene, członek załogi Apollo 11, na Księżycu (21 VII 1969)fot. NASA
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia