Жер спутнигі тарихқа дейінгі дәуірден бері адамдардың назарын аударып келеді. Ай - аспандағы күннен кейінгі ең көрінетін нысан, сондықтан оған әрқашан күндізгі жарық сияқты маңызды қасиеттер берілген. Ғасырлар бойы ғибадат пен қарапайым қызығушылықтың орнын ғылыми қызығушылық басты. Өсіп келе жатқан, толып жатқан және өсіп келе жатқан ай бүгінде ең жақын зерттеу объектілері болып табылады. Астрофизиктердің зерттеулерінің арқасында біз планетамыздың спутнигі туралы көп нәрсе білеміз, бірақ көп нәрсе белгісіз.
Шығу орны
Айдың таныс құбылыс болғаны сонша, ол қайдан пайда болды деген сұрақ мүлдем жоқтың қасы. Сонымен қатар, дәл біздің планетамыздың жер серігінің шығу тегі оның маңызды құпияларының бірі болып табылады. Бүгінгі таңда бұл мәселе бойынша бірнеше теориялар бар, олардың әрқайсысы оның дәрменсіздігінің пайдасына дәлелдердің және дәлелдердің болуымен мақтанады. Алынған деректер үш негізгі гипотезаны анықтауға мүмкіндік береді.
- Ай мен Жер бір протопланетарлық бұлттан пайда болды.
- Толық қалыптасқан Айды Жер басып алды.
- Жердің соқтығысуы Айдың пайда болуына әкелдіүлкен ғарыш объектісімен.
Осы нұсқаларды толығырақ қарастырайық.
Бірлескен жинақтау
Жер мен оның серігінің бірігіп шығуы (аккрециясы) туралы гипотеза өткен ғасырдың 70-жылдарының басына дейін ғылыми әлемде ең орынды деп танылды. Оны алғаш Иммануил Кант алға тартқан. Бұл нұсқаға сәйкес, Жер мен Ай протопланетарлық бөлшектерден бір мезгілде дерлік пайда болған. Бұл жағдайда ғарыштық денелер екілік жүйе болды.
Алғаш рет Жер пайда бола бастады. Ол белгілі бір мөлшерге жеткеннен кейін протопланеталық үйірдің бөлшектері тартылыс күшінің әсерінен оның айналасында айнала бастады. Олар пайда болған объектінің айналасында эллипстік орбиталар бойынша қозғала бастады. Кейбір бөлшектер Жерге түсіп, басқалары соқтығысып, бір-біріне жабысып қалды. Содан кейін орбита бірте-бірте дөңгелекке жақындай бастады және Айдың эмбрионы бөлшектердің үйірінен қалыптаса бастады.
Артықшылықтары мен кемшіліктері
Бүгінгі күні бірлескен шығу гипотезасының дәлелден гөрі теріске шығаруы көбірек. Ол екі дененің бірдей оттегі-изотоптық қатынасын түсіндіреді. Гипотеза аясында алға қойылған Жер мен Айдың әртүрлі құрамының себептері, атап айтқанда, соңғысында темір мен ұшқыш заттардың толық дерлік болмауы күмәнді.
Алыстан келген қонақ
1909 жылы Томас Джексон Джефферсон С гравитациялық түсіру гипотезасын ұсынды. Оның айтуынша, Ай - күн жүйесінің басқа аймағында пайда болған дене. Оның эллиптикалық орбитасы Жердің траекториясын кесіп өтті. Келесі көзқарастаАйды біздің планета басып алып, спутникке айналды.
Гипотезаның пайдасына ғалымдар ай аспанда болмаған уақыт туралы айтып, әлем халықтарының жеткілікті таралған мифтерін келтіреді. Сондай-ақ жанама түрде гравитациялық түсіру теориясы спутникте қатты беттің болуымен расталады. Кеңестік зерттеулерге сәйкес, атмосферасы жоқ Ай планетамызды бірнеше миллиард жыл бойы айналып келсе, ғарыштан келетін сан метрлік шаң қабатымен жабылуы керек еді. Алайда бүгінде бұл жер серігінің бетінде байқалмайтыны белгілі.
Гипотеза Айдағы темірдің аз мөлшерін түсіндіре алады: ол алып планеталар аймағында пайда болуы мүмкін. Дегенмен, бұл жағдайда ұшпа заттардың жоғары концентрациясы болуы керек. Сонымен қатар, гравитациялық түсіруді модельдеу нәтижелері бойынша оның мүмкіндігі екіталай болып көрінеді. Айдағыдай массасы бар дене планетамызбен соқтығысқанды немесе орбитадан қуылғанды жөн көреді. Гравитациялық түсіру болашақ спутник өте жақын өткен жағдайда ғана болуы мүмкін. Дегенмен, бұл нұсқада да толқындық күштердің әсерінен Айдың жойылу ықтималдығы артады.
Алып қақтығыс
Жоғарыда келтірілген гипотезалардың үшіншісі қазіргі уақытта ең орынды деп саналады. Алып әсер ету теориясына сәйкес, Ай Жер мен өте үлкен ғарыш объектісінің өзара әрекеттесуінің нәтижесі болып табылады. Гипотезаны 1975 жылы Уильям Хартман мен Дональд Дэвис ұсынған. Олар мұны жас баламен болжадыМассасының 90% жинай алған Жер Тея деп аталатын протопланетамен соқтығысты. Оның өлшемі қазіргі Марсқа сәйкес болды. Ғаламшардың «шетіне» түскен соққының нәтижесінде Теяның барлық дерлік материясы мен жер материясының бір бөлігі ғарыш кеңістігіне ұшырылды. Осы «құрылыс материалынан» Ай пайда бола бастады.
Гипотеза Жердің ағымдағы айналу жылдамдығын, сондай-ақ оның осінің көлбеу бұрышын және екі дененің көптеген физикалық және химиялық параметрлерін түсіндіреді. Теорияның әлсіз жері - оның Айдағы темірдің төмен болуының себептері. Ол үшін екі дененің ішектерінде соқтығысқанға дейін толық дифференциация болуы керек: темір өзегі мен силикат мантиясының қалыптасуы. Бүгінгі күнге дейін растау табылған жоқ. Жер серігіне қатысты жаңа деректер бұл мәселені де айшықтайтын шығар. Рас, олар бүгінгі күні қабылданған Айдың пайда болуы туралы гипотезаны жоққа шығаруға мүмкіндік бар.
Негізгі параметрлер
Қазіргі адамдар үшін Ай түнгі аспанның ажырамас бөлігі болып табылады. Оған дейінгі қашықтық бүгінде шамамен 384 мың шақырымды құрайды. Бұл параметр спутник қозғалған кезде біршама өзгереді (диапазон – 356 400-ден 406 800 км-ге дейін). Себебі эллипстік орбитада жатыр.
Біздің планетамыздың серігі ғарышта 1,02 км/с жылдамдықпен қозғалады. Ол шамамен 27, 32 күнде (жұлдыздық немесе жұлдыздық ай) біздің планетамызды толық айналып өтеді. Бір қызығы, Айды Күннің тартуы Жерге қарағанда 2,2 есе күшті. Бұл және басқа факторлар спутниктің қозғалысына әсер етеді:жұлдыздық айдың қысқаруы, планетаға дейінгі қашықтықтың өзгеруі.
Ай осі 88°28' көлбеу. Айналу периоды жұлдыздық айға тең, сондықтан спутник әрқашан бір жағынан біздің планетаға бұрылады.
Рефлексиялы
Айды бізге өте жақын жұлдыз деп болжауға болады (балалық шақта мұндай идея көбіне келуі мүмкін). Алайда, шын мәнінде, оның Күн немесе Сириус сияқты денелерге тән көптеген параметрлері жоқ. Демек, барша романтик ақындар жырлаған ай нұры күннің бір көрінісі ғана. Жерсеріктің өзі сәуле шығармайды.
Айдың фазасы – өзіндік жарықтың болмауымен байланысты құбылыс. Аспандағы спутниктің көрінетін бөлігі үнемі өзгеріп отырады, төрт кезеңнен өтеді: жаңа ай, өсіп келе жатқан ай, толық ай және азайып бара жатқан ай. Бұл синодтық айдың кезеңдері. Ол бір жаңа айдан екіншісіне дейін есептеледі және орташа есеппен 29,5 күнге созылады. Синодтық ай жұлдыздық айдан ұзағырақ, өйткені Жер де Күнді айнала қозғалады және спутник үнемі біршама қашықтықты құрауы керек.
Көп беттер
Айдың циклдегі бірінші фазасы – жердегі бақылаушы үшін аспанда спутник болмаған уақыт. Бұл уақытта ол біздің планетамызға қараңғы, жарықсыз жағымен қарайды. Бұл кезеңнің ұзақтығы бір-екі күн. Содан кейін батыс аспанда ай пайда болады. Ай бұл кезде жұқа орақ ғана. Көбінесе, спутниктің бүкіл дискісін байқауға болады, бірақ аз жарық, сұр түсті. Бұл құбылыс айдың күлді түсі деп аталады. Жарқын жарты айдың жанындағы сұр диск жер бетінен шағылған сәулелермен жарықтандырылған жерсеріктің бөлігі болып табылады.
Цикл басталғаннан кейін жеті күннен кейін келесі кезең - бірінші тоқсан басталады. Бұл уақытта ай жартылай жарықтандырылған. Фазаға тән белгі - қараңғы және жарықтандырылған аймақты бөлетін түзу сызық (астрономияда оны «терминатор» деп атайды). Біртіндеп ол дөңес болады.
Циклдің 14-15-ші күндері толық ай келеді. Содан кейін спутниктің көрінетін бөлігі азая бастайды. 22-ші күні соңғы тоқсан басталады. Осы кезеңде күлгін түсті жиі байқауға болады. Айдың Күннен бұрыштық қашықтығы барған сайын азырақ орнатылады және шамамен 29,5 күннен кейін ол қайтадан толығымен жасырылады.
Тұтылулар
Бірнеше басқа құбылыстар біздің планетамыздың айналасындағы спутник қозғалысының ерекшеліктерімен байланысты. Ай орбитасының жазықтығы эклиптикаға орта есеппен 5,14° көлбеу. Бұл жағдай мұндай жүйелерге тән емес. Әдетте, спутниктің орбитасы планетаның экваторының жазықтығында жатыр. Ай жолы эклиптикадан өтетін нүктелер көтерілу және төмендеу түйіндері деп аталады. Оларда нақты бекіту жоқ, олар үнемі, баяу болса да, қозғалады. Шамамен 18 жыл ішінде түйіндер бүкіл эклиптиканы кесіп өтеді. Осы ерекшеліктерге байланысты Ай олардың біріне 27,21 күннен кейін қайтады (ол дөрекі ай деп аталады).
Спутниктің оның осінің эклиптикамен қиылысу нүктелерінің өтуімен айдың тұтылуы сияқты құбылыс байланысты. Бұл бізді сирек ұнататын (немесе ренжітетін), бірақ бар құбылысбелгілі бір жиілік. Тұтылу толық ай тораптардың бірінің серігінің өтуімен сәйкес келетін сәтте орын алады. Мұндай қызықты «кездейсоқтық» өте сирек кездеседі. Жаңа айдың сәйкес келуі және түйіндердің бірінің өтуі де дәл солай. Осы уақытта күн тұтылады.
Астрономдардың бақылаулары екі құбылыстың да циклді екенін көрсетті. Бір кезеңнің ұзақтығы 18 жылдан сәл асады. Бұл цикл сарос деп аталады. Бір кезеңде 28 ай және 43 күн тұтылу (оның 13-і жалпы) болады.
Түнгі жұлдыздың әсері
Ежелден Ай адам тағдырының билеушілерінің бірі болып саналады. Сол кезеңдегі ойшылдардың пікірінше, мінезіне, мінез-құлқына, көңіл-күйіне, мінез-құлқына әсер еткен. Бүгінгі таңда айдың ағзаға әсері ғылыми тұрғыдан зерттелуде. Түрлі зерттеулер мінез-құлық пен денсаулықтың кейбір ерекшеліктерінің түнгі жұлдыз фазаларына тәуелді екенін растайды.
Мәселен, жүрек-қантамыр жүйесінде ақауы бар науқастарды ұзақ уақыт бойы бақылаған швейцариялық дәрігерлер айдың өсіп келе жатқаны инфарктқа бейім адамдар үшін қауіпті кезең екенін анықтады. Ұстамалардың көпшілігі, олардың деректері бойынша, түнгі аспандағы жаңа айдың пайда болуымен сәйкес келеді.
Ұқсас зерттеулердің көп саны бар. Алайда мұндай статистикалық мәліметтерді жинау ғалымдарды қызықтыратын жалғыз нәрсе емес. Олар анықталған заңдылықтардың түсіндірмелерін табуға тырысты. Бір теорияға сәйкес, Ай адам жасушаларына бүкіл Жердегідей әсер етеді:ауытқулар мен ағындарды тудырады. Спутниктің әсерінен су-тұз балансы, мембрана өткізгіштігі, гормондардың қатынасы өзгереді.
Басқа нұсқа Айдың планетаның магнит өрісіне әсеріне бағытталған. Бұл гипотеза бойынша, спутник дененің электромагниттік импульстарының өзгеруін тудырады, бұл белгілі бір салдарға әкеледі.
Түнгі жарық бізге үлкен әсер етеді деп есептейтін сарапшылар біздің әрекеттерімізді циклмен үйлестіре отырып құруды ұсынады. Олар ай сәулесін жауып тұратын шамдар мен шамдардың адам денсаулығына зиян тигізетінін ескертеді, өйткені олардың арқасында дене фазалардың өзгеруі туралы ақпарат алмайды.
Айда
Жерден түнгі жарық сәулемен танысқан соң, оның бетімен серуенейік. Ай - атмосфераның күн сәулесінің әсерінен қорғалмаған спутник. Күндіз беті 110 ºС дейін қызады, ал түнде -120 ºС дейін салқындайды. Бұл жағдайда температураның ауытқуы ғарыштық дененің қыртысының шағын аймағына тән. Өте төмен жылуөткізгіштік спутникті жылытуға мүмкіндік бермейді.
Айды құрлықтар мен теңіздер, кең және аз зерттелген, бірақ өз атаулары бар деуге болады. Спутниктік беттің алғашқы карталары XVII ғасырда пайда болды. Бұрын теңіз ретінде қабылданған қара дақтар телескопты ойлап тапқаннан кейін аласа жазықтар болып шықты, бірақ өз атауын сақтап қалды. Жер бетіндегі жеңіл аймақтар таулар мен жоталары бар, көбінесе сақина тәрізді (кратер) бар «континенттік» аймақтар болып табылады. Айда сіз Кавказды кездестіре аласыз жәнеАльпі, Дағдарыс пен Тыныштық теңіздері, Дауыл мұхиты, Шаттық шығанағы және Шірік батпақтары (серіктегі шығанақтар теңіздерге іргелес жатқан қараңғы аумақтар, батпақтар - ұсақ тегіс емес нүктелер), сондай-ақ таулар Коперник пен Кеплердің.
Ал ғарыш ғасыры басталғаннан кейін ғана Айдың арғы жағы зерттелді. Бұл 1959 жылы болды. Кеңестік спутник алған деректер түнгі жұлдыздың телескоптардан жасырылған бөлігін картаға түсіруге мүмкіндік берді. Ұлылардың есімдері де осында естілді: Қ. Е. Циолковский, С. П. Королева, Ю. А. Гагарин.
Мүлдем басқа
Атмосфераның болмауы Айды біздің планетаға ұқсамайды. Мұндағы аспан ешқашан бұлтпен жабылмайды, оның түсі өзгермейді. Айда ғарышкерлердің басының үстінде тек қараңғы жұлдызды күмбез ғана бар. Күн баяу көтеріліп, аспан бойынша баяу қозғалады. Айдағы бір күн шамамен 15 Жер күніне созылады, түннің ұзақтығы да солай. Күн Жер серігі Күнге қатысты бір айналым жасаған кезеңге немесе синодтық айға тең.
Біздің планетамыздың серігінде жел мен жауын-шашын болмайды, сонымен қатар күннің түнге (ымырт) бірқалыпты ағысы жоқ. Сонымен қатар, Ай үнемі метеориттердің соғу қаупіне ұшырайды. Олардың саны жер бетін жауып тұрған реголитпен жанама түрде дәлелденеді. Бұл қалыңдығы бірнеше ондаған метрге жететін қоқыс пен шаң қабаты. Ол метеориттердің бөлшектенген, араласқан және кейде біріктірілген қалдықтарынан және олар қиратқан ай жыныстарынан тұрады.
Аспанға қарасаңыз, қозғалыссыз және әрқашан бір орында ілулі тұрғанын көресізЖер. Әдемі, бірақ ешқашан өзгермейтін сурет айдың біздің планетаның және өз осінің айналасында айналуының синхрондалуына байланысты. Бұл жер спутнигінің бетіне алғаш рет қонған астронавттардың көру мүмкіндігіне ие болған ең керемет көріністердің бірі.
Атақты
Ай тек ғылыми конференциялар мен басылымдардың ғана емес, барлық БАҚ-тың «жұлдызына» айналған кездер болады. Көптеген адамдар үшін спутникпен байланысты сирек кездесетін құбылыстар үлкен қызығушылық тудырады. Солардың бірі – суперай. Бұл түнгі шам планетадан ең аз қашықтықта және толық ай немесе жаңа ай фазасында болған күндерде болады. Сонымен бірге түнгі жарықтандыру визуалды түрде 14% ұлғаяды және 30% жарқырайды. 2015 жылдың екінші жартысында суперай 29 тамызда, 28 қыркүйекте (бұл күні суперай ең әсерлі болады) және 27 қазанда бақыланады.
Тағы бір қызық құбылыс түнгі шамның жер көлеңкесінде мезгіл-мезгіл соғуымен байланысты. Бұл ретте спутник аспаннан жоғалып кетпей, қызыл түске ие болады. Астрономиялық оқиға қанды ай деп аталады. Бұл құбылыс өте сирек кездеседі, бірақ заманауи ғарыш әуесқойлары тағы да бақытты. Қанды айлар 2015 жылы Жердің үстіне бірнеше рет көтеріледі. Олардың соңғысы қыркүйекте пайда болады және түнгі жұлдыздың толық тұтылуына сәйкес келеді. Бұл міндетті түрде көруге тұрарлық!
Түнгі жұлдыз әрқашан адамдарды өзіне тартады. Ай мен толық ай көптеген поэтикалық эсселерде орталық бейнелер болып табылады. Ғылымның дамуыменастрономияның білімі мен әдістері, біздің планетамыздың серігі астрологтар мен романтиктерді ғана емес қызықтыра бастады. Айдың «мінез-құлқын» түсіндірудің алғашқы әрекеттерінен бастап көптеген фактілер анық болды, спутниктің көптеген құпиялары ашылды. Дегенмен түнгі жұлдыз, ғарыштағы барлық нысандар сияқты, көрінетіндей қарапайым емес.
Тіпті американдық экспедиция қойылған сұрақтардың барлығына жауап бере алмады. Сонымен қатар, күн сайын ғалымдар Ай туралы жаңа нәрсе біледі, дегенмен жиі алынған деректер бұрыннан бар теорияларға қатысты одан да көп күмән тудырады. Айдың пайда болуы туралы гипотезалар да солай болды. 60-70 жылдары танылған барлық үш негізгі тұжырымдама американдық экспедиция нәтижелерімен жоққа шығарылды. Көп ұзамай алып соқтығыс гипотезасы көшбасшы болды. Болашақта түнгі жұлдызға қатысты көптеген таңғажайып жаңалықтар ашылатын шығар.
