Zakaj z Zemlje vidimo le eno stran Lune? (Lunina libracija)

Ob tem, ko Luna kroži okoli Zemlje, se vrti tudi okoli lastne osi, podobno pač kot pri letnem vrtenju Zemlje okoli Sonca, ko se Zemlja tudi dnevno zavrti okoli lastne osi. Vendar je za razliko od sistema Zemlja-Sonce v primeru Lune frekvenca vrtenja okoli lastne osi natanko enaka frekvenci kroženja okoli Zemlje. Tako je Luna vedno obrnjena z isto stranjo proti Zemlji.

Da bi bili obe frekvenci že kar od nastanka Lune enaki, bi bilo preveliko naključje. Vzrok sinhronemu vrtenju tako ni naključje pač pa gravitacijske sile med Zemljo in Luno. Luna je namreč zaradi gravitacijskega privlaka Zemlje nekoliko elipsoidna. Gravitacijski privlak Zemlje na bližnjo stran je večji kot na zadjno stran Lune, zaradi česar se oblika lune deformira. Pravzaprav je oblika Lune bolj podobna jajcu kot idealnemu elipsoidu, pri čemer je izbočeni del vedno obrnjen proti Zemlji. Če namreč izbočina ne bi vedno kazala proti Zemlji, bi na Luno deloval navor zaradi gravitacijskega privlaka Zemlje, ki bi silil Luno nazaj v sedanjo lego (v primeru prehitrega vrtenja bi pač upočasnjeval to vrtenje).

V resnici lahko z Zemlje vidimo nekoliko več kot le polovico Lunine površine. Luna nam namreč ne kaže natančno iste strani, ampak za nekaj stopinj opleta v to in ono smer. Pojavu rečemo Lunine libracije in jih je več vrst. Libracija po dolžini (E) znaša 6 stopinj in nastane zato, ker je Lunin tir kroženja okrog Zemlje eliptičen. Zaradi tega kotna hitrost kroženja okoli težišča sistema Zemlja-Luna ni konstantna (iz Kepplerjevih zakonov vemo, da je konstantna t.i. ploščinska hitrost – zveznica Zemlja-Luna opiše v enakih časih enake ploščine). V nasprotju s tem lahko imamo kotno hitrost vrtenja Lune okrog svoje osi za konstantno. Gledano z Zemlje se zato Luna včasih vrti nekoliko hitreje, včasih pa počasneje, kot bi se morala glede na kroženje okrog Zemlje, in nam tako pokaže delček nasprotne strani.

Libracija po širini (C) znaša 7 stopinj in je posledica tega, da Lunina os vrtenja ni pravokotna na ravnino kroženja okrog Zemlje. Tako včasih vidimo prek Luninega severnega pola, ko je na nasprotni strani Zemlje pa malo čez južni pol. Najmanj izrazita pa je dnevna libracija (D), ki znaša 1 stopinjo in nastane zato, ker lahko zaradi vrtenja Zemlje okrog svoje osi v eni noči Luno opazujemo iz različnih leg.

Če zanemarimo libracijo, pa je bila zadnja stran lune povsem skrita človeškim očem vse do leta 1959, ko je Sovjetska sonda Luna 3 obkrožila Luno in jo fotografirala (glej sliko) tudi na tako imenovani “temni strani” (v resnici ni noben del Lune teman vseskozi, sonce ob vrtenju Lune okoli svoje osi vedno osvetljuje polovico Lune).

Prav tako kot Zemlja deluje na Luno, deluje tudi Luna na Zemljo, pri čemer opazimo deformacije Zemeljskega površja (predvsem tekočega dela- oceanov) zaradi Luninega gravitacijskega privlaka kot bibavico. Ker pa izbočini Zemeljskega in Luninega površja nekoliko zaostajata za zveznico med središčema Zemlje in Lune, deluje na Zemljo dodaten navor. Le ta povzroča prenos lastne vrtilne količine Zemlje na sistem Zemlja-Luna. Tako se čas enega obrata Zemlje povečuje za 1.5 milisekunde/stoletje, medtem ko se Luna oddaljuje od Zemlje za približno 3.8cm/leto.

(Jure Zupan in Daniel Svenšek)

-