月球,俗称月亮,古时又称太阴、玄兔,是地球唯一的天然卫星,并且是太阳系中第五大的卫星。月球的直径是地球的四分之一,质量是地球的八十分之一,相对于所环绕的行星,它是质量最大的卫星,也是太阳系内密度第二高的卫星,仅次于木卫一。而昨天(2022/6/14晚上有超级月亮)
轨道数据
平均轨道半径:384,403千米;
轨道偏心率:0.0549;
近地点距离:363,300千米;
远地点距离:405,493千米;
平均公转周期:27.32天;
平均公转速度:1.023千米/秒;
轨道倾角:在28.58°与18.28°之间变化;
升交点赤经:125.08°;
近地点辐角:318.15°;
默冬章:19年;
平均月地距离:384400千米;
交点退行周期18.61年;
近地点运动周期8.85年;
食年346.6天;
沙罗周期18年10/11天;
轨道与黄道的平均倾角4°;
月球赤道与黄道的平均倾角1°
赤道直径3,476.2千米;
两极直径3,472.0千米;
扁率0.0012;
表面面积3.79×10⁷平方千米;
体积2.199×10¹⁰立方千米;
质量7.349×10²²千克;
平均密度为水的3.350倍;
赤道重力加速度1.622m/s²(地球的1/6);
逃逸速度2.4千米/秒;
自转周期27天7小时43分11.559秒(27.32天,同步自转);
自转速度4.6267米/秒(月球赤道);
自转轴倾角在3.60°与6.69°之间变化与黄道的交角为1.5424°;
反照率0.12;
满月时视星等-12.74;
表面温度(t)-233~123℃平均23℃;
大气压1.3×10⁻¹⁰千帕。
月周期
名称数值(单位:天)定义
恒星月27.321661相对于背景恒星
朔望月29.530588相对于太阳(月相)
分点月27.321582相对于春分点
近点月27.554550相对于近地点
交点月27.212220相对于升交点
月球的直径约是地球平均直径的1/4,质量只是地球的1/81,引力是地球的1/6。
月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称"白道"。白道平面不重合于天赤道,也不平行于黄道面,而且空间位置不断变化。周期27.32日。月球轨道(白道)对地球轨道(黄道)的平均倾角为5°09′。但是现在知道月球平均每年以4cm的速度逐渐与地球离去。
月球在绕地球公转的同时进行自转,周期27.32166日,正好是一个恒星月,所以我们看不见月球背面。这种现象我们称"同步自转",几乎是卫星世界的普遍规律。一般认为是行星对卫星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象,它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下几点原因:
⒈在椭圆轨道的不同部分,自转速度与公转角速度不匹配。
⒉白道与赤道的交角。
月球每小时相对背景星空移动半度,即与月面的视直径相若。与其他卫星不同,月球的轨道平面较接近黄道面,而不是在地球的赤道面附近。相对于背景星空,月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月;而新月与下一个新月(或两个相同月相之间)所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间,本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
月球的轨道平面(白道面)与黄道面(地球的公转轨道平面)保持着5.145396°的夹角,而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形,而是在赤道较为隆起,因此白道面在不断进动(即与黄道的交点在顺时针转动),每6793.5天(18.5966年)完成一周。期间,白道面相对于地球赤道面(地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面)的夹角会由28.60°(即23.45°+5.15°)至18.30°(即23.45°-5.15°)之间变化。同样地,月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°(即5.15°+1.54°)及3.60°(即5.15°-1.54°)。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角,使它出现±0.00256°的摆动,称为章动。
因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的,所以地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期,地球便一直受到一个力矩的影响导致自转速度减慢,这个过程称为潮汐锁定。亦因此,部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量,其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢,一天的长度每年变长15微秒。
从地球上看月亮,看到的月球表面并不是正好它的一半,这是因为月球像天平那样摆动。地球上的观测者会觉得:在月球绕地球运行一周的时间里,月球在南北方向来回摆动,即在维度的方向像天平般的摆动,这被称为"纬天平动",摆动的角度范围约6°57′;月球在东西方向上,即经度方向上来回摆动的现象,被称为"经天平动",摆动角度达到7°54′。除去这两种主要的天平动,月球还有周日天平动和物理天平动,前三种天平动都并非月球在摆动,是因为观测者本身与月球之间得相对位置发生变化而产生的现象。只有物理天平动是月球自身在摆动,而且摆动得很小。
由于月球轨道为椭圆形,当月球处于近地点时,它的自转速度便追不上公转速度,因此我们可见月面东部达东经98度的地区,相反,当月处于远地点时,自转速度比公转速度快,因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道,因此月球在星空中移动时,极区会作约7度的晃动,这种现象称为天秤动。再者,由于月球距离地球只有60地球半径之遥,若观测者从月出观测至月落,观测点便有了一个地球直径的位移,可多见月面经度1度的地区。
月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道,所谓的同步自转并非严格。
严格来说,地球与月球围绕共同质心运转,共同质心距地心4700千米(即地球半径的3/4处)。由于共同质心在地球表面以下,地球围绕共同质心的运动好像是在"晃动"一般。从地球南极上空观看,地球和月球均以顺时针方向自转;而且月球也是以顺时针绕地运行;甚至地球也是以顺时针绕日公转的,形成这种现象的原因是地球、月球相对于太阳来说拥有相同的角动量,即"从一开始就是以这个方向转动"。