Luna

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La Luna rapportata alla Terra

La Luna è l'unico satellite naturale della Terra. Il suo nome proprio viene talvolta utilizzato, per estensione e con l'iniziale minuscola (una luna), come sinonimo di "satellite naturale".

Il suo simbolo astronomico è una rappresentazione stilizzata della sua fase crescente.

La faccia della Luna rivolta in direzione opposta alla Terra si chiama propriamente faccia lontana. A volte viene chiamata faccia oscura, il cui significato è qui inteso come sconosciuto e nascosto; si riferisce anche al black out delle comunicazioni radio, che avviene quando una sonda spaziale si muove dietro la faccia lontana. Questa interruzione delle comunicazioni è causata dalla massa della Luna che blocca i segnali radio. Il termine "faccia oscura" è spesso erroneamente interpretato come una mancanza di radiazioni solari, ma il Sole illumina la faccia lontana esattamente come quella rivolta verso di noi.

La maggior parte della faccia lontana non può essere vista dalla Terra, perché la rivoluzione della luna attorno alla terra e la rotazione attorno al suo asse hanno lo stesso periodo. Una piccola porzione può essere vista grazie alla librazione, che rende irregolare il moto di rotazione della Luna. Nel complesso dalla terra è visibile circa il 59% della superficie lunare.

La faccia vicina della Luna è coperta da circa 30 000 crateri (contando quelli con un diametro di almeno 1 chilometro). Il cratere lunare più grande è il bacino Polo Sud-Aitken, ha un diametro di circa 2500 chilometri ed è profondo 13 chilometri, occupa la parte meridionale della faccia lontana, è anche il più grande conosciuto nell'intero Sistema Solare.

Moto della luna

La Luna e la sfera celeste

La Luna compie un'orbita completa della sfera celeste circa ogni 27 giorni e 7 ore, ma l'osservatore sulla terra conta circa 29,5 giorni tra una nuova luna e la successiva, per via del contemporaneo movimento di rivoluzione terrestre. Nel corso di un'ora si muove nel cielo di una distanza vicina alla sua dimensione apparente, circa mezzo grado. La Luna rimane sempre in una regione del cielo chiamata lo Zodiaco, che si estende circa 8 gradi sopra e sotto l'eclittica. Questa viene attraversata dalla Luna ogni 2 settimane.

Breve storia della comprensione della Luna

Nei tempi antichi non erano rare le culture, prevalentemente nomadi, che ritenevano che la Luna morisse ogni notte, scendendo nel mondo delle ombre; altre culture pensavano che la Luna inseguisse il Sole (o viceversa). Ai tempi di Pitagora, come enunciava la scuola pitagorica, veniva considerata un pianeta. Durante il Medioevo alcuni credevano che la Luna fosse una sfera perfettamente liscia come sosteneva la teoria aristotelica, ed altri che vi si trovassero oceani (a tutt'oggi il termine mare è impiegato per designare le regioni più scure della superficie lunare).

Quando nel 1609 Galileo puntò il suo telescopio sulla Luna scoprì che la sua superficie non era liscia, bensì corrugata e composta da vallate, monti e crateri. Da quel momento si comprese che esso era un corpo solido proprio come la Terra.

Ancora nel 1920 si pensava che la Luna potesse avere un'atmosfera respirabile (o così lasciano intendere i racconti di fantascienza del periodo). Nel 1969, Neil Armstrong e Buzz Aldrin furono i primi uomini a camminare sulla Luna.

Formazione della Luna

Le origini della Luna sono al centro di un dibattito scientifico molto acceso. La teoria più accreditata è quella secondo cui essa si sia formata a seguito della collisione di un asteroide delle dimensioni simili a quelle di Marte con la Terra quando quest'ultima era ancora calda, nella prima fase della sua formazione (tale asteroide è chiamato a volte Theia). Il materiale scaturito dall'impatto rimase in orbita intorno alla Terra e per effetto della forza gravitazionale si riunì formando la Luna. Detta comunemente la Teoria dell'impatto gigante, conta su simulazioni [1] pubblicate nell'agosto 2001 che la supportano. Una conferma di questa tesi deriva dal fatto che la composizione della Luna è pressoché identica a quella del mantello terrestre privato degli elementi più leggeri, evaporati per la mancanza di un'atmosfera e della forza gravitazionale necessarie per trattenerli. Inoltre, l'inclinazione dell'orbita della Luna rende piuttosto improbabili le teorie secondo cui la Luna si formò insieme alla Terra o fu catturata in seguito.

Rappresentazione artistica dell'impatto

Caratteristiche fisiche

Superficie lunare

Poiché il periodo di rotazione della Luna è esattamente uguale al suo periodo orbitale, noi vediamo sempre la stessa faccia della Luna, rivolta verso la Terra. Questa sincronia è il risultato della frizione gravitazionale che ha rallentato la rotazione della Luna nella sua storia iniziale. A causa di queste forze, dette anche forze di marea, anche la rotazione della Terra viene gradualmente rallentata, e la Luna si allontana lentamente dalla Terra mentre il momento rotazionale di quest'ultima viene trasferito al momento orbitale della Luna. L'attrazione gravitazionale che la Luna esercita sulla Terra è la causa delle maree. Le variazioni della marea sono sincronizzate con l'orbita della Luna attorno alla Terra.

Rappresentazione in scala della distanza Terra-Luna

La Terra e la Luna orbitano attorno ad un centro di massa comune, che si trova ad una distanza di circa 4700 chilometri dal centro della Terra. Poiché questo centro si trova dentro alla massa terrestre, il moto della Terra è meglio descritto come un'oscillazione. Viste dal Polo Nord della Terra, le rotazioni dei due corpi celesti, l'orbita della Luna attorno alla Terra e l'orbita di questa attorno al Sole sono tutte in senso antiorario.

Crateri lunari

Rispetto agli altri satelliti del sistema solare, la Luna è eccezionalmente grande rispetto al pianeta attorno a cui orbita, tanto che il sistema Terra-Luna può essere quasi considerato un pianeta doppio ("quasi" perché il centro di gravità del sistema Terra-Luna è comunque di poco all'interno della Terra). In genere, satelliti di dimensioni a lei comparabili orbitano attorno ai giganti gassosi (Giove, Saturno), mentre i pianeti più affini alla Terra o non hanno satelliti (Venere) o ne hanno di minuscoli (Marte).

Il piano dell'orbita della Luna è inclinato di 5°19' rispetto a quello dell'orbita della Terra intorno al Sole (il piano dell'eclittica). Il piano orbitale della Luna, assieme al suo asse di rotazione, ruota in senso orario con un periodo di 18,6 anni, sempre mantenendo un'inclinazione di 5 gradi; questo movimento è correlato alle nutazioni terrestri, che possiedono infatti lo stesso periodo. I punti dove l'orbita lunare interseca l'eclittica sono chiamati i nodi lunari. Le eclissi solari accadono quando un nodo coincide con una luna nuova; le eclissi lunari quando un nodo coincide con una luna piena.

Le ere geologiche della Luna vengono definite in base alla datazione di alcuni crateri che hanno avuto un effetto significativo sulla sua storia.

Le forze di marea che oggi causano le maree terrestri erano attive anche quando la Luna era in via di formazione, ed ancora fusa. Poi si raffreddò e si solidificò, ma mantenne la forma di un ellissoide con l'asse maggiore puntato verso la Terra.

Composizione chimica

Più di 4,5 miliardi di anni fa, la superficie della Luna era un oceano di magma liquido. Gli scienziati pensano che uno dei componenti delle rocce lunari (detto KREEP, acronimo dell'espressione inglese K (potassio), Rare Earth Elements (terre rare), e P (fosforo), rappresenti l'ultimo resto del magma originario. Il KREEP è composto da ciò che gli scienziati chiamano "elementi incompatibili": sono elementi che non possono entrare a far parte delle strutture dei cristalli, e che quindi sono lasciati inutilizzati, alla superficie del magma. Per i ricercatori, il KREEP è un marcatore utile, per determinare la storia del vulcanismo lunare e tracciare la cronologia degli impatti da parte di comete e altri oggetti celesti.

La crosta lunare è composta da una varietà di elementi primari: uranio, torio, potassio, ossigeno, silicio, magnesio, ferro, titanio, calcio, alluminio e idrogeno. Quando viene bombardato dai raggi cosmici, ogni elemento riemette nello spazio una sua propria radiazione particolare, sotto forma di raggi gamma. Alcuni elementi, come l'uranio, il torio e il potassio, sono radioattivi ed emettono raggi gamma per conto loro. Quale che sia la loro causa, i raggi gamma emessi da ogni elemento sono diversi, e uno spettrometro è in grado di distinguerli, e appunto in questo modo è stato possibile scoprirne l'esistenza. Una mappa globale della Luna, che riporti l'abbondanza di questi elementi, non è ancora stata realizzata.

Presenza di acqua

Immagine dalla sonda Clementine

La Luna per gran parte della sua storia antica è stata bombardata da comete e asteroidi, molte delle quali ricche d'acqua. L'energia della luce solare divide la maggior parte di quest'acqua nei suoi elementi costituenti, idrogeno ed ossigeno, di cui la maggior parte si disperde immediatamente nello spazio. È stato però ipotizzato che quantità significative di acqua possano rimanere sulla Luna, o sulla superficie, o inglobate nella crosta. I risultati della sonda Clementine suggerirono che nelle zone permanentemente in ombra della crosta si possano trovare piccole zone ghiacciate, che non hanno occasione di sciogliersi. Anche se queste zone sono probabilmente piccole, la quantità d'acqua totale potrebbe essere notevole: un miliardo di metri cubi, all'incirca il volume del lago Erie.

Alcune molecole d'acqua, inoltre, potrebbero essere direttamente approdate alla superficie e rimaste intrappolate dentro i crateri dei poli lunari. A causa della modesta inclinazione dell'asse di rotazione lunare (solo 1,5°), alcuni dei crateri polari più profondi non ricevono mai luce dal Sole, rimanendo sempre in ombra. È in questi crateri che gli scienziati si aspettano di trovare acqua, sempre che ce ne sia. Se fosse trovata, l'acqua (sotto forma di ghiaccio) potrebbe essere estratta e quindi divisa in idrogeno ed ossigeno da generatori ad energia solare. La presenza di quantità utilizzabili di acqua sulla Luna potrebbe essere un fattore importante nel rendere possibile la sua colonizzazione, perché il trasporto dalla Terra sarebbe estremamente costoso.

Campo magnetico

Il campo magnetico della Luna è molto debole a paragone di quello terrestre. Si pensa che una parte di esso sia intrinseco (come in una parte della crosta lunare chiamata Rima Sirsalis), mentre le collisioni con altri corpi celesti possono averne formata un'altra parte. In effetti, una delle questioni ancora aperte nella scienza planetaria è se un corpo senz'aria, come la Luna, possa ottenere un campo magnetico da impatti con comete ed asteroidi. Le misurazioni del campo magnetico possono dare inoltre informazioni sulla dimensione e la conduttività elettrica del nucleo lunare, fornendo quindi dati per una migliore teoria dell'origine della Luna. Per esempio, se il nucleo contenesse una proporzione maggiore di elementi magnetici (come il ferro) rispetto a quella terrestre, la teoria della nascita per impatto perderebbe credito (anche se potrebbero esistere spiegazioni alternative per questo fatto).

Sopra tutta la crosta lunare si stende uno strato esterno di roccia polverosa, chiamata regolite. Sia la crosta che la regolite sono distribuite in modo irregolare, l'una con uno spessore da 60 a 100 chilometri, l'altra passando da 3-5 metri nei mari fino a 10-20 metri sulle alture. Gli scienziati pensano che queste asimmetrie siano sufficienti per spiegare lo spostamento del centro di massa della Luna. L'asimmetria della crosta potrebbe anche spiegare la differenza nei terreni lunari, che sono formati principalmente da mari sulla faccia vicina, e rocce sulla parte lontana.

Atmosfera

La Luna non ha un'atmosfera propriamente detta. I pochi atomi che derivano dal degassamento (il rilascio di gas, come il radon, da parte delle rocce che compongono la Luna), e dal vento solare, che viene brevemente catturato dalla gravità lunare, non vengono trattenuti dalla gravità del satellite, quindi non si può parlare di una vera atmosfera.

Osservazione della Luna

Librazioni lunari

Grazie a quella che sembra essere una straordinaria coincidenza, le grandezze apparenti della Luna e del Sole, visti dalla Terra, sono comparabili. Per effetto della variazione delle distanze Luna-Terra e Terra-Sole, dovute all'eccentricità delle rispettive orbite, la dimensione apparente della Luna vista dalla superficie terrestre varia da un valore leggermente inferiore a un valore leggermente superiore a quello del diametro apparente del Sole: questo fatto rende possibili, oltre che le eclissi solari parziali, anche eclissi solari totali, anulari e miste.

La Luna (e anche il Sole) sembra più grande quando è vicina all'orizzonte. Questa è un'illusione ottica provocata dall'effetto psicologico della diversa percezione delle distanze verso l'alto e in orizzontale. In realtà, la rifrazione atmosferica e la distanza leggermente maggiore rendono l'immagine della Luna un poco più piccola all'orizzonte rispetto al resto del cielo.

Varie aree chiare e scure creano immagini che sono interpretate nelle varie culture come l'Uomo della Luna, oppure il coniglio e il bufalo, e altre; il fenomeno è indicato col nome di pareidolia. Al telescopio si possono riconoscere catene di montagne e crateri. Le pianure, scure e relativamente spoglie di dettagli, sono chiamate mari lunari, oppure maria in Latino, perché erano credute corpi d'acqua dagli astronomi antichi. Le parti più chiare ed elevate sono chiamate terre, o terrae.

Durante le lune piene più brillanti, la Luna raggiunge una magnitudine apparente di circa -12,6. Per confronto, il Sole ha una magnitudine apparente di -26,8 mentre Sirio, la stella più brillante, di solo -1,4.

L'esplorazione della Luna

La discesa di Aldrin sulla Luna

L' impronta lasciata sul suolo lunare dall' astronauta Buzz Aldrin durante la missione dell'Apollo 11

Storia dell' esplorazione lunare

La faccia nascosta, sempre opposta alla Terra, della Luna venne osservata per la prima volta il 7 ottobre 1959, quando la sonda sovietica Luna 3 fu messa in orbita attorno alla Luna ed inviò alcune sue fotografie alla Terra.

Gli uomini sono atterrati sulla Luna il 20 luglio 1969, all'apice di una gara spaziale tra Unione Sovietica e Stati Uniti d'America, ispirata dalla guerra fredda. Il primo astronauta a camminare sulla superficie lunare fu Neil Armstrong, comandante dell'Apollo 11. L'ultimo fu Eugene Cernan, che durante la missione Apollo 17 camminò sulla Luna il dicembre 1972.

L'equipaggio dell'Apollo 11 lasciò una targa di acciaio inossidabile, per commemorare lo sbarco e lasciare informazioni sulla visita ad ogni altro essere, umano o meno, che la trovi. Sulla targa c'è scritto (in Inglese):

« Qui, uomini dal pianeta Terra posero piede sulla Luna per la prima volta, Luglio 1969 DC Siamo venuti in pace, per tutta l'umanità. »

La targa raffigura i due emisferi del pianeta Terra, ed è firmata dai tre astronauti e dall'allora Presidente statunitense Richard Nixon.

In totale gli sbarchi sulla Luna delle missioni Apollo furono 6 (Apollo 11, 12, 14, 15, 16 e 17), per un totale di 12 astronauti discesi sul nostro satellite; la missione Apollo 13 non atterrò sulla Luna a causa di un incidente durante il volo, e le restanti previste missioni Apollo 18,19 e 20 furono annullate per tagli di bilancio.

Dopo gli sbarchi del Programma Apollo, nessun essere umano ha più camminato sulla Luna. Gli americani persero interesse, i sovietici continuarono con l' atterraggio di sonde automatiche (tra cui le Lunakhod), che riportarono anche campioni di suolo sulla Terra. Le altre nazioni non avevano le risorse necessarie, e le due superpotenze non videro un vantaggio tale nell'esplorazione da giustificare gli altissimi costi.

La sonda spaziale SMART-1 è stata lanciata il 27 settembre 2003, ed è arrivata nei pressi della Luna all'inizio del 2005 (il motivo di un tempo così lungo è da trovarsi nel suo motore a ioni, un nuovo tipo di motore spaziale molto economico ma piuttosto lento). Smart 1 effettuerà una ricognizione completa della Luna e produrrà una mappa a raggi X della sua superficie [2].

Programmi di future esplorazioni lunari

L'Agenzia Spaziale Europea e la Repubblica Popolare Cinese hanno entrambe piani per esplorare la Luna, la prima mediante sonde e la seconda, secondo notizie recenti, con un programma di esplorazione umana.

La Cina, oltre all'esplorazione umana, sta considerando la possibilità di sfruttare minerariamente la Luna, in particolare per l'isotopo Elio-3, da usare come fonte d'energia sulla Terra [3]. La NASA sta anche programmando una missione sulla Luna per il 2020. Si ritiene che là verrà costruita una specie di casa fissa che potrebbe essere utilizzata come punto di partenza per un volo verso Marte.

Teorie del complotto sull'allunaggio

Nel 2001, Philippe Lheureux pubblicò un libro che sosteneva che le foto prese dagli astronauti americani sulla Luna erano in realtà dei falsi realizzati sulla Terra. Nonostante tutte le sue teorie siano state smentite, l'argomento continua a volte a suscitare polemiche.

Le teorie di Zecharia Sitchin

Secondo Zecharia Sitchin nella tradizione sumerica la Luna era chiamata Kingu e le era associato il dio Nanna. Secondo la mitologia sumera venne creata con una collisione cosmica (vedi teoria del grande impatto).

In Ufologia

Dopo le missioni Apollo ufficiali, la NASA in collaborazione coi Russi avrebbe fatto varie missioni segrete per esplorare la Luna. Nella missione Apollo 20 sul lato oscuro della Luna, sarebbe stata individuata, esplorata e dichiarata Top Secret una nave spaziale aliena (un rudere sembra di un miliardo di anni, a giudicare dai crateri meteorici rilevati sulla sua superficie).

La Luna nel mito e nella cultura popolare

La luna protagonista in un quadro di Caspar David Friedrich

La Luna piena

La Luna è spesso protagonista in molte mitologie e credenze popolari. Le numerose divinità lunari sono spesso femminili, come le dee greche Selene e Artemide, e le loro equivalenti romane Luna e Diana. Si possono trovare anche divinità maschili, come Nanna o Sin dei Mesopotamici, Thot degli Egiziani e il dio giapponese Susanowo, ed anche Isil, che fa parte della mitologia di Arda, mondo immaginario creato da J.R.R. Tolkien.

Nella mitologia egizia la Luna è conosciuta come Iah.

Presso la religione induista, un aneddoto mitologico avente come protagonista Ganesha (la divinità dalla testa d'elefante) spiega l'origine delle fasi lunari.

Parole come lunatico sono derivate dalla Luna a causa della credenza popolare che la Luna sia una causa di pazzia periodica.

La Luna trova anche ampio spazio nella religione islamica. Ne è il simbolo che, soprattutto in India, viene utilizzato come ornamento.

Ampio rilievo occupa la luna nelle credenze popolari: per i pescatori bisogna pescare sempre nelle notti di Luna piena perché la Luna attira i pesci in superficie, mentre i contadini sostengono che il mosto vada messo nelle botti in novilunio, per farlo diventare vino. Negli orti, poi, la Luna occupa un ruolo importantissimo: bisogna sempre seminare in Luna calante. Ad esempio la lattuga non fa il maschio (il fiore) [4]. È tuttora diffusa anche la credenza dell'aumento delle nascite in fase di Luna crescente. Anche gli antichi proverbi popolari si occupano estesamente dell'influenza della Luna su tutti gli aspetti della vita contadina, basti pensare al proverbio:

« Luna di grappoli a gennaio luna di racimoli a febbraio »[5].

Nella mitologia medioevale, la Luna piena occupa una posizione importante: i licantropi si trasformano alla luce della Luna e le streghe si riuniscono per i loro Esbat (feste minori che celebrano le fasi lunari. Solitamente si festeggia la fase di Luna piena, poiché l'energia è maggiore).

Nella fantascienza

Vedi la voce La Luna nella fantascienza

Note

1^ Link

2^ Link

3^ Link

4^ Frederick Robert. L'influsso della luna sulle coltivazioni. Bologna, Edagricole 1989

5^ "Proverbi del mese", di Carlo Lapucci & Anna Maria Antoni, ediz. Garzanti, 1985, pag.36-37

Voci correlate

Collegamenti esterni

Scienza

Miti e credenze popolari

Altri

Ipotesi sulle origini del nostro satellite

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 La '''Luna''' è l'unico satellite naturale della Terra. Il suo nome proprio viene talvolta utilizzato, per estensione e con l'iniziale minuscola (una luna), come sinonimo di "satellite naturale".
 Il suo simbolo astronomico è una rappresentazione stilizzata della sua fase crescente.
-[[Immagine:Moon Earth Comparison.png|thumb|200px|left|La Luna rapportata alla Terra]]
 La faccia della Luna rivolta in direzione opposta alla Terra si chiama propriamente ''faccia lontana''. A volte viene chiamata ''faccia oscura'', il cui significato è qui inteso come sconosciuto e nascosto; si riferisce anche al black out delle comunicazioni radio, che avviene quando una sonda spaziale si muove dietro la faccia lontana. Questa interruzione delle comunicazioni è causata dalla massa della Luna che blocca i segnali radio. Il termine "faccia oscura" è spesso erroneamente interpretato come una mancanza di radiazioni solari, ma il Sole illumina la faccia lontana esattamente come quella rivolta verso di noi.