Jak dalece okres obrotu Księżyca wokół własnej osi jest zgodny z okresem jego obiegu wokół Ziemi?

Pytanie:

Jak dalece okres obrotu Księżyca wokół własnej osi jest zgodny z okresem jego obiegu wokół Ziemi? Rozumiem, ze czasy te uzgodniły się, gdy Księżyc miał ciekle jądro i działały siły pływowe. Jednak od tego czasu z pewnością uderzały weń meteoryty, które zmieniały jego prędkość obrotową. Czy oznacza to, ze ciągle istnieje czynnik pływów? A może te okresy nie są już idealnie zgodne?

od: Tomek K. (tkloda@wp.pl)

Odpowiedź:

dr Jan Mietelski:

Średnie okresy obrotu i obiegu Księżyca są obecnie identyczne (27.32166 dnia). Rzeczywisty okres obrotu podlega jednak (wielo-) okresowym wahaniom, których łączna amplituda wynosi ok. 2 min. łuku (gdy patrzeć ze środka globu księżycowego). Wahania te są w przeważającej części wymuszone przez momenty sił zewnętrznych; istnieje też ich składnik swobodny. Efekty te nazywa się libracją fizyczną w długości t (tau). Libracja ta objawia się dla obserwatora „księżycowego” jako drobna niejednostajność ruchu obrotowego naszego satelity. Nie należy jej mylić z libracją optyczną w długości, której amplituda wynosi 7°6’, a przyczyną jej jest tylko to, że oglądamy jednostajnie obracający się Księżyc, który obiega Ziemie niejednostajnie, po orbicie w przybliżeniu eliptycznej.

Przyczyną zrównania się okresu obrotu i obiegi Księżyca są siły pływowe, które działają na Księżyc ze strony Ziemi. Synchronizacja okresów nastąpiła najprawdopodobniej miliardy lat temu, kiedy Księżyc był bliżej Ziemi i siły pływowe były większe. Uderzenia meteorytów nie są w stanie wyprowadzić Księżyc z tego rezonansu.

Zjawisko takie nie jest wyjątkiem w Układzie Słonecznym (zobacz http://www.solarviews.com/eng/data1.htm by przekonać się jak wiele księżyców planet wykazuje podobny efekt).

15 kwietnia 2003