Фазы Луны

Фазы Луны — периодически повторяющиеся изменения формы освещённой части Луны, видимой с Земли, обусловленные изменением взаимного расположения Земли, Луны и Солнца. Луна не является самосветящимся телом; её видимость определяется отражением солнечного света. Поскольку Луна обращается вокруг Земли, угол между направлениями на Солнце и на Луну непрерывно меняется, что приводит к смене фаз. Полный цикл смены фаз, называемый синодическим месяцем, составляет в среднем 29,53 суток.

Природа явления

Луна совершает полный оборот вокруг Земли относительно Солнца за синодический месяц. В течение этого периода наблюдатель на Земле видит различную долю освещённого полушария спутника. Граница между освещённой и тёмной частями диска называется терминатором. Положение терминатора определяет видимую форму Луны — от узкого серпа до полного круга.

Смена фаз не связана с вращением Луны вокруг своей оси: она всегда обращена к Земле одной стороной, поскольку период её осевого вращения равен периоду обращения вокруг Земли (так называемый приливный захват). Однако из-за либрации — небольших колебаний — наблюдатель может увидеть до 59 % поверхности Луны.

Основные фазы

В астрономии выделяют четыре главные фазы, при которых разница эклиптических долгот Солнца и Луны составляет 0°, 90°, 180° и 270°:

• Новолуние — Луна находится между Землёй и Солнцем, обращена к Земле неосвещённой стороной и не видна. В этот момент возможны солнечные затмения.
• Первая четверть — освещена половина диска (правая часть в Северном полушарии). Луна видна вечером и в первой половине ночи.
• Полнолуние — Земля находится между Солнцем и Луной, спутник виден как полный диск. В этот момент возможны лунные затмения.
• Последняя четверть — освещена левая половина диска. Луна видна во второй половине ночи и утром.

Между главными фазами выделяют промежуточные состояния: растущий серп (от новолуния до первой четверти), растущая Луна (от первой четверти до полнолуния), убывающая Луна (от полнолуния до последней четверти) и старый серп (от последней четверти до новолуния).

Цикл и продолжительность

Полный цикл смены фаз — синодический месяц — длится 29 суток 12 часов 44 минуты. Он несколько длиннее звёздного (сидерического) месяца (27,32 суток), так как Земля за время обращения Луны успевает продвинуться по своей орбите вокруг Солнца, и Луне требуется дополнительное время, чтобы вновь занять прежнее положение относительно Солнца.

В бытовом календаре принято выделять четыре четверти цикла, каждая из которых длится около 7,4 суток. Начало каждой четверти соответствует одной из главных фаз.

Видимость и наблюдение

Видимость Луны зависит от фазы и времени суток:

• Новолуние — Луна находится близко к Солнцу на небе и не наблюдается.
• Первая четверть — Луна восходит около полудня, кульминирует вечером и заходит около полуночи.
• Полнолуние — Луна восходит на закате, кульминирует в полночь и заходит на рассвете.
• Последняя четверть — Луна восходит около полуночи, кульминирует утром и заходит около полудня.

Фазы Луны одинаковы для всех наблюдателей на Земле, однако ориентация серпа (какая сторона освещена) зависит от полушария. В Северном полушарии растущая Луна освещена справа, в Южном — слева.

Влияние на Землю

Наиболее значимое влияние фаз Луны — приливы и отливы. В новолуние и полнолуние, когда Солнце, Земля и Луна выстраиваются почти по прямой линии, приливообразующие силы Солнца и Луны складываются, вызывая максимальные по амплитуде сизигийные приливы. В первой и последней четвертях, когда направления на Солнце и Луну образуют прямой угол, приливы минимальны (квадратурные).

Фазы Луны используются в традиционных календарях многих народов (исламский, еврейский, китайский). Также они учитываются в агрономии, садоводстве и народных приметах, хотя научного подтверждения влияния фаз на рост растений и поведение человека не существует.

Интересные факты

• Во время новолуния Луна не видна, но её силуэт можно наблюдать во время полного солнечного затмения.
• Полнолуние — единственная фаза, при которой Луна видна всю ночь.
• Терминатор вблизи первой и последней четвертей — лучшее время для наблюдения лунного рельефа в телескоп, так как длинные тени подчёркивают кратеры и горы.
• В некоторых культурах полнолунию приписывали влияние на психику (лунатизм, «бессонница»), однако статистически значимой связи не выявлено.
• Лунный месяц лёг в основу понятия «месяц» в большинстве календарных систем.