Ай – біздің планетамыздың ерте заманнан ғалымдар мен жай ғана қызығушылық танытқан адамдардың назарын аударатын жер серігі. Ежелгі әлемде астрологтар да, астрономдар да оған әсерлі трактаттар арнады. Ақындар да олардан қалыспайды. Бүгінгі таңда бұл мағынада аз өзгерді: Айдың орбитасы, оның беті мен ішкі бөлігінің ерекшеліктерін астрономдар мұқият зерттейді. Жұлдыз жорамалын құрастырушылар да одан көздерін алмайды. Спутниктің Жерге әсерін екеуі де зерттеп жатыр. Астрономдар екі ғарыштық дененің өзара әрекеттесуі әрқайсысының қозғалысына және басқа процестеріне қалай әсер ететінін зерттейді. Айды зерттеу барысында бұл саладағы білім айтарлықтай өсті.
Шығу орны
Ғалымдардың пікірінше, Жер мен Ай шамамен бір уақытта пайда болған. Екі дененің де жасы 4,5 миллиард жыл. Спутниктің пайда болуы туралы бірнеше теориялар бар. Олардың әрқайсысы Айдың белгілі бір ерекшеліктерін түсіндіреді, бірақ бірнеше шешілмеген сұрақтарды қалдырады. Алып соқтығыс теориясы бүгінде шындыққа ең жақын болып саналады.
Гипотеза бойынша өлшемі Марсқа ұқсас планета жас Жермен соқтығысқан. Соққы тангенциалды болды және ғарышқа осы ғарыштық дененің көптеген материяларының, сондай-ақ жердегі белгілі бір мөлшердегі «материалдың» шығарылуына себеп болды. Осы заттан жаңа объект пайда болды. Айдың орбиталық радиусы бастапқыда алпыс мың километр болды.
Алып соқтығыс туралы гипотеза спутниктің құрылымы мен химиялық құрамының көптеген ерекшеліктерін, Ай-Жер жүйесінің көптеген сипаттамаларын жақсы түсіндіреді. Дегенмен, теорияны негізге алсақ, кейбір фактілер әлі де түсініксіз болып қала береді. Осылайша, спутниктегі темірдің жетіспеушілігін тек соқтығысқан кезде екі денеде де ішкі қабаттардың дифференциациясы болғанымен түсіндіруге болады. Бүгінгі күнге дейін мұндай оқиғаның орын алғаны туралы ешқандай дәлел жоқ. Дегенмен, мұндай қарсы дәлелдерге қарамастан, алып әсер гипотезасы бүкіл әлемде негізгі болып саналады.
Параметрлер
Айдың басқа жерсеріктерінің көпшілігі сияқты атмосферасы жоқ. Тек оттегінің, гелийдің, неонның және аргонның іздері табылған. Сондықтан жарықтандырылған және қараңғы аймақтардағы бет температурасы өте әртүрлі. Күн түсетін жақта +120 ºС дейін көтерілуі мүмкін, ал қараңғы жерде -160 ºС дейін төмендеуі мүмкін.
Жер мен Айдың орташа қашықтығы 384 000 км. Спутниктің пішіні дерлік мінсіз сфера. Экваторлық және полярлық радиустардың айырмашылығы шамалы. Олар сәйкесінше 1738,14 және 1735,97 км.
Айдың Жерді толық айналуы27 күннен сәл астам уақытты алады. Спутниктің бақылаушы үшін аспан бойынша қозғалысы фазалардың өзгеруімен сипатталады. Бір толық айдан екіншісіне дейінгі уақыт көрсетілген кезеңнен біршама ұзағырақ және шамамен 29,5 күнді құрайды. Айырмашылық Жер мен жер серігі де Күнді айнала қозғалатындықтан туындайды. Ай бастапқы орнына оралу үшін бір шеңберден сәл артық жүруі керек.
Жер-Ай жүйесі
Ай - спутник, басқа ұқсас нысандардан біршама ерекшеленеді. Бұл мағынадағы оның басты ерекшелігі - массасы. Ол 7,351022 кг деп есептеледі, бұл шамамен Жердің бірдей параметрінің 1/81 бөлігін құрайды. Ал егер массаның өзі кеңістікте әдеттен тыс нәрсе болмаса, онда оның планетаның сипаттамаларымен байланысы атипті. Әдетте, спутниктік-планеталық жүйелердегі массалардың арақатынасы біршама аз. Осындай қатынаспен тек Плутон мен Харон ғана мақтана алады. Бұл екі ғарыштық дене біраз уақыт бұрын екі планета жүйесі ретінде сипаттала бастады. Бұл белгілеу Жер мен Ай үшін де жарамды сияқты.
Ай орбитада
Спутник жұлдыздық айға жұлдыздарға қатысты планетаның айналасында бір айналым жасайды, ол 27 күн 7 сағат 42,2 минутқа созылады. Айдың орбитасы эллипс тәрізді. Әртүрлі кезеңдерде спутник планетаға жақынырақ немесе одан алыс орналасады. Жер мен Ай арасындағы қашықтық 363 104-тен 405 696 километрге дейін өзгереді.
Спутниктік траекторияменСпутнигі бар Жерді екі планетадан тұратын жүйе ретінде қарастыру керек деген болжам пайдасына тағы бір дәлел. Айдың орбитасы Жердің экваторлық жазықтығына жақын емес (көптеген спутниктерге тән), бірақ іс жүзінде планетаның Күн айналасындағы айналу жазықтығында орналасқан. Эклиптика мен спутник жолы арасындағы бұрыш 5º-ден сәл артық.
Айдың Жерді айналып өтуіне көптеген факторлар әсер етеді. Осыған байланысты спутниктің нақты траекториясын анықтау оңай шаруа емес.
Біраз тарих
Айдың қалай қозғалатынын түсіндіретін теория 1747 ж. Ғалымдарды спутниктің орбитасының ерекшеліктерін түсінуге жақындатқан алғашқы есептеулердің авторы француз математигі Клэр болды. Содан кейін, сонау он сегізінші ғасырда Айдың Жерді айнала айналуы Ньютон теориясына қарсы дәлел ретінде жиі айтылды. Бүкіләлемдік тартылыс заңы арқылы жасалған есептеулер спутниктің көрінетін қозғалысынан айтарлықтай ерекшеленді. Клэр бұл мәселені шешті.
Мәселені д'Аламбер және Лаплас, Эйлер, Хилл, Пуизекс және т.б. сияқты белгілі ғалымдар зерттеді. Айдың революциясының қазіргі теориясы шын мәнінде Браунның (1923) жұмысынан басталды. Британдық математик және астрономның зерттеулері есептеулер мен бақылаулар арасындағы сәйкессіздіктерді жоюға көмектесті.
Оңай тапсырма емес
Айдың қозғалысы екі негізгі процестен тұрады: өз осінің айналасында айналу және планетамыздың айналасындағы айналым. Спутниктің қозғалысын түсіндіретін теорияны шығару соншалықты қиын емес едіоның орбитасына әртүрлі факторлар әсер еткен жоқ. Бұл Күннің тартымдылығы және Жер пішінінің ерекшеліктері және басқа планеталардың гравитациялық өрістері. Мұндай әсерлер орбитаға кедергі келтіреді және Айдың белгілі бір кезеңдегі нақты орнын болжайды. Бұл жерде не болып жатқанын түсіну үшін спутник орбитасының кейбір параметрлеріне тоқталайық.
Өсу және кему түйіні, апсидтер сызығы
Айтылғандай Айдың орбитасы эклиптикаға бейім. Екі дененің траекториялары көтерілу және төмендеу түйіндері деп аталатын нүктелерде қиылысады. Олар жүйенің центріне, яғни Жерге қатысты орбитаның қарама-қарсы жақтарында орналасқан. Осы екі нүктені қосатын ойдан шығарылған сызық түйіндер сызығы деп аталады.
Спутник перигей нүктесінде планетамызға ең жақын орналасқан. Ай апогейінде болғанда максималды қашықтық екі ғарыш денесін ажыратады. Осы екі нүктені қосатын түзу апсид сызығы деп аталады.
Орбита бұзылыстары
Спутниктің қозғалысына көптеген факторлардың әсер етуінің нәтижесінде шын мәнінде ол бірнеше қозғалыстардың қосындысы болып табылады. Пайда болған толқулардың ең маңыздысын қарастырыңыз.
Біріншісі - түйін сызығының регрессиясы. Ай орбитасы мен эклиптика жазықтығының қиылысуының екі нүктесін қосатын түзу бір жерде бекітілмеген. Ол спутниктің қозғалысына қарама-қарсы бағытта (сондықтан оны регрессия деп атайды) өте баяу қозғалады. Басқаша айтқанда, Айдың орбитасының жазықтығыкеңістікте айналады. Бір рет толық айналым жасау үшін оған 18,6 жыл қажет.
Апсис сызығы да қозғалады. Апоцентр мен периапсисті қосатын түзу сызықтың қозғалысы Айдың қозғалуымен бірдей бағытта орбиталық жазықтықтың айналуымен көрінеді. Бұл түйіндер сызығына қарағанда әлдеқайда жылдамырақ болады. Толық айналым 8, 9 жылды алады.
Сонымен қатар, Ай орбитасы белгілі бір амплитуданың ауытқуын бастан кешіреді. Уақыт өте келе оның жазықтығы мен эклиптика арасындағы бұрыш өзгереді. Мәндер диапазоны 4°59' пен 5°17' аралығында. Түйіндердің сызығы сияқты, мұндай ауытқулар кезеңі 18,6 жылды құрайды.
Соңында Айдың орбитасы пішінін өзгертеді. Ол аздап созылады, содан кейін қайтадан бастапқы конфигурациясына оралады. Бұл кезде орбитаның эксцентриситеті (оның пішінінің шеңберден ауытқу дәрежесі) 0,04-тен 0,07-ге дейін өзгереді. Өзгерістерге және өзінің бастапқы қалпына оралуына 8,9 жыл қажет.
Бұл оңай емес
Негізі, есептеулер кезінде ескеру қажет төрт фактор онша көп емес. Дегенмен, олар спутниктің орбитасының барлық бұзылуларын жоя алмайды. Шындығында, Ай қозғалысының әрбір параметріне үнемі көптеген факторлар әсер етеді. Мұның бәрі спутниктің нақты орналасқан жерін болжау міндетін қиындатады. Және осы параметрлердің барлығын есепке алу көбінесе ең маңызды міндет болып табылады. Мысалы, Айдың траекториясын есептеу және оның дәлдігі оған жіберілген ғарыш аппаратының миссиясының сәттілігіне әсер етеді.
Айдың Жерге әсері
Біздің планетаның жер серігі салыстырмалы түрде кішкентай, бірақ оның әсері жақсыайтарлықтай. Жердегі толқындарды қалыптастыратын Ай екенін бәрі біледі. Мұнда біз дереу ескертпе жасауымыз керек: Күн де осындай әсер етеді, бірақ әлдеқайда үлкен қашықтыққа байланысты жұлдыздың толқындық әсері аз байқалады. Сонымен қатар, теңіздер мен мұхиттардағы су деңгейінің өзгеруі де Жердің өзінің айналу ерекшеліктерімен байланысты.
Күннің біздің планетамызға гравитациялық әсері Айға қарағанда шамамен екі жүз есе артық. Дегенмен, толқындық күштер ең алдымен өрістің біркелкі еместігіне байланысты. Жер мен Күнді бір-бірінен ажырататын қашықтық оларды тегістейді, сондықтан бізге жақын Айдың әсері күштірек болады (жарықтандыру жағдайындағыдан екі есе маңызды).
Планетаның қазіргі уақытта түнгі жұлдызға қараған жағында толқындар пайда болады. Қарсы жақта да толқын бар. Егер Жер қозғалмайтын болса, онда толқын батыстан шығысқа қарай айдың астында орналасқан еді. Оның толық айналымы 27 тақ күнде, яғни жұлдызды айда аяқталады. Бірақ Жердің өз осін айналу периоды 24 сағаттан сәл аз. Нәтижесінде толқын планетаның бетімен шығыстан батысқа қарай өтіп, бір айналымды 24 сағат 48 минутта аяқтайды. Толқын континенттермен үнемі кездесіп тұратындықтан, ол Жер қозғалысының бағыты бойынша алға жылжиды және өз жүгіруінде планетаның серігінен асып түседі.
Айдың орбитасын жою
Толқын толқыны судың үлкен массасын жылжытады. Бұл спутниктің қозғалысына тікелей әсер етеді. Күшті бөлікПланетаның массасы екі дененің масса центрлерін қосатын сызықтан ығысып, Айды өзіне тартады. Нәтижесінде жерсерік оның қозғалысын тездететін күш моментін бастан кешіреді.
Сонымен бірге толқынды толқынмен жүретін континенттер (олар толқыннан жылдамырақ қозғалады, өйткені Жер Айға қарағанда жоғары жылдамдықпен айналады) оларды бәсеңдететін күшті сезінеді. Бұл планетамыздың айналуының біртіндеп баяулауына әкеледі.
Екі дененің толқындық әрекеттесуінің нәтижесінде, сондай-ақ энергия мен бұрыштық импульстің сақталу заңдарының әрекеті нәтижесінде спутник жоғарырақ орбитаға жылжиды. Бұл айдың жылдамдығын азайтады. Орбитада ол баяу қозғала бастайды. Жерде де осыған ұқсас нәрсе болады. Ол баяулайды, нәтижесінде күн ұзақтығы біртіндеп артады.
Ай Жерден жылына шамамен 38 мм алыстайды. Палеонтологтар мен геологтардың зерттеулері астрономдардың есептеулерін растайды. Жердің бірте-бірте баяулауы және Айдың жойылу процесі шамамен 4,5 миллиард жыл бұрын, яғни екі дененің пайда болған сәтінен басталды. Зерттеушілердің деректері айдың басында ай қысқа болған және Жер жылдамырақ жылдамдықпен айналады деген болжамды растайды.
Толқын толқыны тек мұхит суларында ғана болмайды. Осындай процестер мантияда да, жер қыртысында да жүреді. Дегенмен, олар азырақ байқалады, себебі бұл қабаттар икемді емес.
Айдың құлдырауы және Жердің баяулауы мәңгілік болмайды. Сайып келгенде, планетаның айналу периоды спутниктің айналу кезеңіне тең болады. Ай бір аймақтың үстінде «қалпында» жүредібеттер. Жер мен спутник әрқашан бір жаққа бұрылады. Бұл жерде бұл процестің бір бөлігі аяқталып қойғанын еске салған жөн. Дәл толқындық өзара әрекеттесу Айдың бір жағының әрқашан аспанда көрінуіне әкелді. Ғарышта мұндай тепе-теңдікте болатын жүйенің мысалы бар. Олар әлдеқашан Плутон және Харон деп аталады.
Ай мен Жер үнемі өзара әрекеттесуде. Денелердің қайсысы екіншісіне көбірек әсер ететінін айту мүмкін емес. Бір мезгілде екеуі де күн көзіне түседі. Басқа, әлдеқайда алыс ғарыштық денелер де маңызды рөл атқарады. Осы факторлардың барлығын есепке алу біздің планетаның айналасындағы орбитада спутник қозғалысының моделін дәл құруды және сипаттауды айтарлықтай қиындатады. Дегенмен, жинақталған білімнің үлкен көлемі, сондай-ақ үнемі жетілдіріліп отыратын жабдық кез келген уақытта спутниктің орнын азды-көпті дәл болжауға және әрбір нысанды жеке және Жер-Ай жүйесін күтіп тұрған болашақты болжауға мүмкіндік береді. тұтас.
