Luna in Astronomia

Con un diametro medio di 3476 km (circa ¼ di quello terrestre), la Luna si presenta di forma apprezzabilmente sferica, senza alcun rigonfiamento mareale verso il nostro pianeta. In superficie si estende per 3,6347 107 km2, il volume tocca i 2,2 109 km3; la massa è 1/81 di quella terrestre; la densità media supera di 3,36 quella dell’acqua. Alla debole gravità vanno ascritte numerose caratteristiche fisiche del satellite, in primo luogo l’assenza di atmosfera. Va detto che tale proprietà è nota da tempo: basta infatti osservare la scarsa riflessione della luce solare, l’immagine sempre netta del bordo del disco e la mancanza di un qualsiasi crepuscolo (il terminatore – ossia il cerchio che separa la parte illuminata da quella oscura – è sempre ben delineato) per ritenere del tutto improbabile la presenza di una qualsiasi atmosfera.Trovandosi alla stessa distanza dal Sole, la Terra e la Luna ricevono dalla stella la stessa quantità di calore e di irradiamenti atmosferici; tuttavia il riscaldamento del suolo raggiunge nei due casi valori ben diversi: l’atmosfera che circonda il nostro pianeta, funzionando da schermo protettivo, riduce notevolmente le variazioni termiche; in tal senso un ruolo importante viene giocato dal vapore acqueo, il cui assorbimento di raggi infrarossi permette di contenere in un intervallo molto limitato il variare della temperatura. Nel caso della Luna, invece, l’assenza dell’atmosfera fa sì che la superficie con il Sole allo zenit raggiunga valori termici di 135 °C ed oltre tuttavia è sufficiente che la stella venga oscurata anche per il breve periodo di un’eclisse perché la temperatura scenda rapidamente intorno ai – 117°C. Proprietà importante dei pianeti è quella di diffondere una parte della luce solare incidente: l’albedo, cioè la percentuale di luce riflessa, rappresenta per gli astrofisici un dato di enorme interesse al fine di determinare molte caratteristiche (quali le dimensioni ed il materiale superficiale) di tutti i corpi del sistema solare. La Luna ha un’albedo molto bassa (0,07); la Terra, al contrario, diffonde nello spazio il 40% circa della luce solare incidente (albedo 0,4). in questo caso l’intensità del fenomeno va ascritta alla presenza di enormi masse d’acqua, delle calotte polari e del mantello di nubi; per di più, l’albedo terrestre presenta variazioni stagionali (i1 nostro pianeta diffonde più luce fra marzo e giugno e fra ottobre e novembre che non fra luglio e settembre), in concomitanza delle quali varia anche il colore della Terra, più bluastro quando il pianeta è più luminoso. 
Tutto ciò contribuisce a far si che la Terra piena si veda dalla Luna cento volte più luminosa di quanto appaia la Luna piena agli abitanti della Terra; e sempre all’intensa albedo terrestre è legato il fenomeno della luce cinerea: generalmente qualche giorno prima e qualche giorno dopo il novilunio, l’intero disco lunare, investito dall’albedo del nostro pianeta, si disegna nitido sulla volta scura del cielo, mentre il Sole ne illumina soltanto una falce sottile. 

I Moti lunari. A causa dell’attrazione combinata del Sole e della Terra il moto lunare è soggetto a numerose perturbazioni, di conseguenza, si rivelano alquanto complessi i calcoli relativi alle posizioni via assunte dal satellite nella sua corsa. La distanza media Terra-Luna è di 384.403 km (60,268 volte il raggio equatoriale terrestre); va detto però che tale distanza non rimane costante: dai 406.697 km all’apogeo (quando la velocità orbitale del satellite è di 3474 km/h) scende fino ai 356.410 km al perigeo (allorché la velocità orbitale tocca i 3959 km/h). Proprio come il Sole, anche la Luna sembra sorgere e tramontare sopra l’orizzonte: tale moto, però, è del tutto apparente, essendo infatti un’illusione ottica provocata dalla rotazione terrestre. Ben altri sono i movimenti reali del satellite: 1) moto di rotazione, che la Luna compie in circa 28 giorni (27g 7h 43′ 11,5″), ruotando su se stessa da ovest verso est intorno ad un asse inclinato di quasi 88° 30′ rispetto al piano dell’orbita terrestre.
2) moto di rivoluzione, che il satellite descrive intorno alla Terra (rivoluzione siderale), sincrono al primo (mese sidereo), lungo un’orbita teoricamente ellittica il cui piano forma un angolo di 5° 8′ 43″ con quello descritto dall’eclittica.
3)moto di traslazione, che la Luna compie seguendo la Terra nella sua rivoluzione intorno al Sole.Poichè il moto di rotazione della Luna si combina con quello di rivoluzione intorno alla Terra, il satellite mostra al pianeta sempre lo stesso emisfero, pur se in condizioni d’illuminazione periodicamente diverse. Si supponga, ad esempio, di fissare un certo punto A sulla faccia rivolta alla Terra durante il novilunio: ovviamente, ci si aspetterebbe di trovarlo in all’epoca del primo quarto. Tuttavia, essendo la Luna dotata di un moto di rotazione avente velocità angolare mediamente uguale a quella di rivoluzione, fra il novilunio ed il primo quarto il punto A compie un quarto di giro e viene quindi a trovarsi ancora una volta di fronte alla Terra, posizione questa che continuerà ad occupare nel corso delle fasi successive. 

 La Luna Nuova attraversa allora la volta celeste durante la giornata insieme con il Sole
e con esso tramonta; in seguito, per effetto del suo moto da ovest verso est (che si compie cioè in senso inverso rispetto a quello del Sole sopra l’orizzonte), ritarda progressivamente il proprio tramonto ed appare nel cielo come una sottile falce illuminata, la quale, con la gobba rivolta a ponente, va pian piano aumentando fino a che, trascorsi all’incirca sette giorni e nove ore dal novilunio, è possibile ammirare, nel momento del tramonto del Sole e sul meridiano, una metà luminosa dell’emisfero visibile. 
Si dice allora che la Luna è al primo quarto, cioè in Quadratura con il Sole: sorge alle 12, tramonta alle 24. La parte illuminata continua a crescere; trascorrono altri sette giorni e nove ore circa ed ecco che tutto l’emisfero visibile rivolto verso la Terra può venir ammirato dal nostro pianeta: è il plenilunio o Luna Piena, e dura tutta la notte.Il satellite che si trova adesso in Opposizione, sorge quando il Sole tramonta, passa sul meridiano a mezzanotte e tramonta quando sorge il Sole
Poi, gradatamente, la Luna ritarda la propria comparsa sull’orizzonte; la parte occidentale comincia ad oscurarsi fino a che, trascorsi all’incirca sette giorni e nove ore, resta ancora una volta visibile un solo quarto dell’intera superficie lunare: è l’ultimo quarto (o Quadratura decrescente); il satellite, con la gobba rivolta a levante, sorge alle 24 e tramonta il mezzogiorno del giorno successivo. 
La parte illuminata continua a diminuire, fino ad oscurarsi del tutto: dopo 29 giorni e 13 ore circa dall’inizio della rivoluzione sinodica si ha ancora il novilunio.

Eclissi di Sole e di Luna. Nel loro moto intorno al Sole, periodicamente capita che la Luna venga a trovarsi fra il Sole e la Terra, o che questa si disponga fra la Luna ed il Sole: purché vengano rispettate particolari condizioni, si osserva allora l’affascinante spettacolo dell’eclissi di Sole o dell’eclissi di Luna. 

Se il satellite ha le stesse dimensioni angolari della stella (32′) e la ricopre esattamente, si ha l’eclisse totale di Sole: nel breve periodo della totalità, variabile da pochi secondi ad un massimo di sette minuti e mezzo, è possibile ammirare la parte più esterna del Sole, abitualmente soffocata dalla luminosità del disco: la cromosfera con le protuberanze e la corona con i suoi pennacchi. 
l’ombra della Luna raggiunge a stento il nostro pianeta, la fascia della totalità sulla superficie terrestre non oltrepassa mai i 271 km di larghezza; ai lati della fascia l’eclisse è parziale: il disco del Sole è coperto solo in parte; non sono visibili né la corona né la cromosfera. 
Tuttavia, poiché le distanze della Luna dalla Terra e di questa dal Sole non sono costanti, essendo inoltre le orbite lunare e terrestre non propriamente circolari, può capitare che il satellite non assuma con assoluta precisione le stesse dimensioni angolari dell’astro: è l’Eclisse anulare; il disco nero della Luna sembra circondato da un anello sottile e molto brillante, la luminosità del quale è tale da impedire la visione della cromosfera e della corona. Se il piano dell’orbita lunare non fosse inclinato rispetto a quello dell’eclittica, si avrebbe un’eclisse di Sole ad ogni novilunio ed un’eclisse di Luna ad ogni plenilunio; comunque, perché si verifichi un’eclisse di Sole, è necessario che la Luna si trovi in prossimità di uno dei suoi Nodi.Le eclissi di Luna si verificano quando il satellite, nell’attraversare il cono d’ombra della Terra (plenilunio), si trova presso uno dei nodi. A differenza di quelle di Sole, le eclissi di Luna sono visibili in tutti i punti della Terra che abbiano il satellite sopra l’orizzonte; possono essere totali (se il satellite s’immerge completamente nel cono d’ombra), parziali (se vi passa solo in parte) e di penombra (se penetra solo nel cono di penombra). Il numero delle eclissi lunari varia annualmente da un minimo di due ad un massimo di cinque; se si trascurano però quelle di penombra, esse si riducono da zero ad un massimo di tre. 

– Le missioni Apollo culminarono il 16 luglio 1969 con la discesa di Apollo 11 sul suolo lunare.
– La faccia nascosta della Luna fu fotografata per la prima volta da un satellite Lunik sovietico. 
– Neil Armstrong fu il primo uomo a mettere piede sulla Luna.