月について詳しく解説

私たちは地球と月を二重惑星として考えることができ、太陽の重力の影響はそれらの相互作用に匹敵します。これらは、共通の質量中心、つまり二重システムの重心の周りを回転します。後者は地球の中心から約 4,700キロ離れた地球の内部にあるため、地球の運動は一般に「振動」として説明されます。北極から見ると、地球と月は自転し、月は地球の周りを回転し、後者は太陽の周りを回転します。これらの動きはすべて正方向（または反時計回り、つまり反対方向）に発生します。時計回りの場合に）。

月の自転周期は公転周期と同じであるため、地上の観測者には常に同じ顔を見せます。この同期回転は、地球の潮汐によって月に生じる摩擦によって生じ、月は徐々に自転を遅くし、この運動の周期が地球の周りの月の公転の周期と一致するまで続きます。同様に、地球の自転は月の公転周期に合わせて遅くなり続け、日の長さは年間約 15 μs ずつ長くなります。角運動量は保存されなければならず、月は年間3.8 cm ずつ地球から遠ざかります。

月の軌道が黄道を横切る点は月の「ノード」と呼ばれます。上昇ノードは月が黄道より北を通過する場所、下降ノードは月が南を通過する場所です。

**月のさまざまな周期**
名前	値 (日)	意味
恒星系	27,321 661	遠くの星と比べて
シノディック	29,530 588	太陽との関係（月の満ち欠け）
熱帯	27,321 582	春季点との比較（～26,000 aの歳差運動）
異常な	27,554 550	近地点との比較 (3232.6 日の休息 = 8.8504 日)
ドラコナイト	27,212 220	昇交点との比較 (6793.5 日の歳差 = 18.5996 a)

表に記載されている月の軌道面の傾きと自転軸の傾きの変化は奇妙に思えるかもしれませんが、これは単純な座標系の問題です。通常、これらの傾斜はそれぞれ主星の赤道面と衛星の軌道面に対して測定されます。月の場合、月は前述の平面よりも地球の軌道面と物理的に結びついているため、結果は変動します。

月の軌道面は黄道 (地球の軌道面) に対して5.145396 度の傾きを維持し、月の自転軸は同じ平面の法線に対して1.5424 度傾いています。この平面は、太陽と、程度は低いですが地球の赤道縁の重力の影響により、6793.5 日 (18.5996 年) で急速に歳差運動します (つまり、黄道との交点が時計回りに回転します)。地球の赤道自体は黄道に対して 23.45 度傾いているため、この期間中、地球の赤道に対する月の軌道面の傾きは 28.60 度 (23、45 度 + 5.15 度) から 18.30 度の間で変化します。 23.45°-5.15°）。軌道面に対する月の回転軸は、黄道傾斜と同じ速度で歳差運動しますが、180°の差があります。このため、黄道上の軸の傾きは 6.69 度 (5.15 度 + 1.54 度) に固定されます ( 「緯度のリブレーション」を参照)。最初の動きの結果、地球の傾きは平均値の両側で 0.002 56°ずつ変化します。これを章動と呼びます。

構成と内部構造

今日、私たちは月が分化した天体であると考えています。その深さの構造は均一ではなく、冷却、元のマグマの結晶化、および進化したマグマの移動のプロセスの結果として生じます。この分化により、地殻 (表面) と核 (深さ) が生じ、その間にマントルが存在します。この構造は地球で見られるものにいくらか似ていますが、月が現在非常に「冷え」ており、地球がまだ活動しているように（対流、テクトニクスなど）活動していないという違いがあります。

45億年以上前、月の表面は液体マグマの海でした。科学者たちは、表面に存在する月の岩石の一種であるクリープ法石（クリープとは、カリウム、希土類元素、リンのこと）が、このマグマの海の究極の進化を表していると信じています。このクリープノーライトは、実際、「不適合元素」という用語で指定するこれらの化学元素が非常に豊富です。これらの化学元素は、結晶構造を統合する傾向がなく、優先的にマグマ内に留まる化学元素です。研究者にとって、KREEP ノーライトは便利なマーカーであり、マグマ活動や彗星や他の天体との複数回の衝突など、月の地殻の歴史をより深く理解するのに役立ちます。
月の地殻は、ウラン、トリウム、カリウム、酸素、シリコン、マグネシウム、鉄、チタン、カルシウム、アルミニウム、水素など、さまざまな元素で構成されています。宇宙線による衝撃の影響下で、各元素はガンマ線の形で宇宙に放射線を放出します。そのスペクトル（波長の関数としての相対強度の分布）は化学元素に固有です。一部の元素（ウラン、トリウム、カリウム）は放射性であり、独自のガンマ線を放出します。ただし、これらのガンマ線の起源が何であれ、各元素は「固有のスペクトルシグネチャー」と呼ばれる固有の放射線を放出し、分光計で識別できます。アメリカのクレメンタインと月探査機のミッション以来、科学者たちは月の表面の地球化学的存在量の新しい地図を作成してきました。

月の地殻はレゴリスと呼ばれる塵の層で覆われています。月には地殻とレゴリスが不均一に分布しています。レゴリスの厚さは海中では 3 ～ 5 メートル、高原では最大 10 ～ 20 メートルになります。地殻の厚さは場所に応じて0〜100キロメートルまで異なります。第一に、見える側の地殻は隠れた側の地殻の 2 倍薄いと考えることができます。地球物理学者は現在、可視側の平均厚さは約 35 ～ 45 キロメートルであると推定していますが、2000 年代までは全員が一致して厚さは 60 キロメートルであると考えていました。裏側の地殻の厚さは最大約100キロメートルに達します。科学者たちは、月の地殻の厚さのこのような非対称性が、月の重心が中心からずれている理由を説明できる可能性があると考えています。同様に、これは、見える側の滑らかな火山面（マリア）の優位性など、月の地形の特定の不均一性を説明できる可能性があります。

さらに、月の歴史を中断してきた無数の隕石の衝突により、月の表面は大きく変化し、地殻に深いクレーターが掘られました。したがって、地殻は最も深い衝突盆地の中心で完全に掘削された可能性がある。しかし、特定の理論モデルが地殻が場所によっては完全に消失していることを示していても、地球化学分析ではマントルに特徴的な岩石の露出の存在はまだ確認されていない。大きな衝突盆地の中でも、直径 2500 km の南極エイトケン盆地は、これまでに知られている太陽系最大の衝突クレーターです。

現在までに入手可能なデータによると、マントルは月全体で均一である可能性があります。しかし、ある仮説では、向こう側のマントルは見える側のマントルとはわずかに異なり、それが両半球の地殻の違いの原因である可能性があると提案されています。

同様に、現在、核の存在を制約するために利用できる情報はほとんどありません。しかし、月とアポロのミッション以来蓄積されたレーザー遠隔測定データ (月レーザー測距) により、科学者は半径 300 ～ 400 km の小さな原子核が実際に存在すると信じることができます。これは地球の密度よりもはるかに低く（鉄を含まないか、またはほとんど含まない）、部分的に流体である可能性があります。

地球と比較すると、月の磁場は非常に弱いです。月の磁気の一部は固有のものであると考えられていますが（リマ・シルサリスと呼ばれる月の地殻の帯など）、他の天体との衝突によって月の磁気特性の一部が生じた可能性があります。実際、惑星科学における古い疑問は、月のような大気圏を失った太陽系天体が彗星や小惑星の衝突によって磁気を得ることができるかどうかということである。磁気測定により、月の核の大きさと電気伝導率に関する情報も得られ、科学者が月の起源をより深く理解するのに役立つデータが得られます。たとえば、コアに地球上に存在するよりも多くの磁性元素 (鉄など) が含まれている場合、衝突仮説は信頼性を失います。

月の大気は非常に薄いです。この大気の発生源の 1 つは脱ガスです。つまり、月の深部からラドンなどのガスが放出されることです。もう 1 つの重要な供給源は太陽風によってもたらされるガスで、これは月の重力によって一時的に捕らえられます。

月に水？

アプリオリに、太陽には事実上大気が存在せず、100℃を超える温度があるため、月に水が存在することは不可能です。しかし、1990年代末にクレメンタイン探査機と月探査機によって収集されたデータは、南極と北極に水素が豊富な広大な地域が存在することを示している。現在、水素は酸素とともに水の構成要素の1つです。ルナー・プロスペクター探査機は、その任務の終わりに、水の氷が含まれていると考えられているクレーターの底に投げ込まれることさえありました。この衝突により水蒸気が放出され、地球上の望遠鏡で検出できるようになり、月に水が存在するというさらなる証拠が得られると考えられていました。しかし、衝突中に水分子は検出されなかった。しかし、発見される確率は非常に低く、探査機は小さく、衝突時に放出されるエネルギーは水を蒸発させるのに必ずしも十分ではありませんでした。

しかし、この水はどこから来たのでしょうか?現在最も人気のある仮説は、月の水の起源が彗星であるというものです。汚れた雪の大きな球である彗星は、数十億年前に月に衝突し、蒸発して一時的な大気を作り出したと考えられます。この大気中に含まれる水蒸気が凝縮し、地上で凍ったものと考えられます。南極のクレーターの底にある氷は、（地球に対して月の軸が非常にわずかに傾いているため）これらのクレーターの底は決して太陽光線にさらされず、20億年間保存されていた可能性があります。黄道、1.5424°)。北極でも同様に、氷水は厚さ 40 cm のレゴリスの層によって保護されています。

科学者らは、月に存在する水の量を10億立方メートルと見積もっているが、これは潜在的な探査家にとって月の利用に興味を持たせるのに十分な量である。水素と酸素は、太陽電池パネルや原子力エネルギーを利用した発電所によって抽出される可能性があります。これにより、月への永久的な植民地化が可能になります。確かに酸素は入植者にとって呼吸に不可欠であり、水素はロケットの燃料です。しかし、水素と酸素を地球から定期的に輸送するには、法外な費用がかかります。

2006年にアレシボ電波望遠鏡が常に影にある極地のクレーターに焦点を当てて実施した最新の調査では、水氷の存在が予想よりもさらに稀であることが示された。

月の地理（セレノグラフィー）

天文装置を通して見た「海」とクレーターの簡略化された地図。

月の表面は均一ではありません。観察が比較的容易だったので、人類はすぐに大きな暗い斑点を区別することができ、それを地上の海に相当すると考え、ラテン語名「マーレ」を付けました。実際には、これらのレゴリスの広がりは火山起源の玄武岩の濃度が高く、月の表面に非常に不均一に分布しており、その大部分は見える側に位置し、隠れた側にはサイズがはるかに小さいのはほんのわずかです。。月面の残りの部分は、密度の低い玄武岩レゴリスで覆われた大きな台地で構成されているため、反射率がはるかに高くなります。月の地理を特徴づけるもう 1 つの起伏は、さまざまなサイズの隕石の衝突によって形成された複数のカールやクレーターです。

月の形成

高解像度の月。

月の起源は、論争の的となっている科学的議論の中心です。小惑星の捕獲、遠心エネルギーによる地球の一部の分裂、太陽系の元の物質の共降着など、いくつかの仮説が言及されています。月の軌道の傾きを考慮すると、月が地球と同時に形成されたことや、地球が月を捉えた可能性は低いと考えられます。

最も受け入れられている仮説は、巨大衝突の仮説です。若い地球と火星ほどの大きさの天体であるテイアとの衝突により、地球の周囲に物質が放出され、最終的に今日私たちが知っている月が形成されたでしょう。 2001 年 8 月に発表された新しいシミュレーションは、この仮説を裏付けています。この衝突は、太陽系の誕生から4,200万年後、つまり45億2,600万年前に遡ります。

このことは、月と地球の組成の比較によっても裏付けられています。月には同じ鉱物が存在しますが、割合が異なっています。これらは、衝突時に地球から最も容易に放出されたであろう最も軽い物質であり、月に最も大量に発見されています。これを裏付ける主な元素は⁵⁴ Fe です。実際、この鉄の同位体は⁵⁷ Fe と同じ割合で火星に存在しますが、地球と月には非常に少量しか存在しません。ただし、蒸発させるには、2,000℃以上に長時間加熱する必要があります。この加熱を説明する主な理論は、地球と月の衝突です。

水星と金星を除いて、太陽系のすべての惑星には衛星と呼ばれる天然の衛星があります。一方、木星と土星には、それぞれ 63 個と 48 個の非常に多様なサイズと形状があります。 1970 年代には、太陽系には 32 個の衛星が知られていましたが、現在では 140 以上の衛星が存在します。

地球から見た月

満月時の等級は -12.6 で、月は地球の空で太陽に次いで最もよく見える星です。この明るさと近さにより、肉眼でも白昼でも容易に観察できます。簡単な双眼鏡で海と大きなクレーターを区別できます。さらに、その特徴的な軌道に関連する数多くの観察可能な現象が、この星を他の星と区別しています。一方で、純粋に心理的な影響が残ります。それは、太陽と月が地平線近くにあるときの見た目のサイズが大きくなるということです。距離が長くなり大気の屈折により、地平線近くにある月の像は実際にわずかに平らになります。認知装置の進化において、空中物体の大きさの判断は重要ではなかったため、不正確なままであったと考えられます。

フェーズ

月は同期回転しているため、常に地球から見た表面のほぼ同じ部分、いわゆる目に見える面を示しています。しかし、太陽によって照らされる球体の半分は、29.5 日のシノド周期の間に変化し、したがって、目に見える側の照らされた部分も変化します。この現象は、私たちが月相と呼ぶものを引き起こし、月相と呼ばれる周期中に次々と続きます。

月の写真（一部反転しているのでご注意ください）

上弦の月、下弦の月

この概念は、空の月の軌道が日々変化することを表します。月の周期全体を通じて、月は赤緯で上昇または下降します。北半球では、月が日を追うごとに南に向かう間の赤緯が増加するか、月が昇る地平線上の場所が北に移動する場合、月が昇っていると言われます。逆の場合を降順といいます。

ムーン・リベレーションズ

月は常に地球に対して同じ半球を示します (月の自転は同期しています、つまり、公転周期は自転周期と同じです)。地球の表面にいる観察者がより多くのものが見えるようになる現象を、私たちは「天秤」と呼びます。月の表面の50％以上。 :

これらの現象には、経度リブ、緯度リブ、視差リブ、物理リブの 4 つの形式があります。

経度のリブ

月が地球の周りを完全な円(離心率ゼロの楕円) で回転する場合、その並進速度は均一になり (ケプラーの^{第 2}法則)、したがって、地球から観測される角速度の点で、月の自転速度とは常に厳密に逆になります。したがって、経度のリブは存在しません。
しかし、太陽系の他の天体による重力の擾乱や、地球や月の天体の質量分布の不均一性により、月の地心公転運動に不規則性が生じ、その結果、軌道の離心率は平均値 0.0549 付近で変化します。。
したがって、月はさまざまな速度で軌道を移動します (ケプラーの^{第 2}法則)。したがって、近地点 (地球に最も近い軌道の点) に近づくと、その軌道の 4 分の 1 をカバーするのに、その軸を中心に 90 度回転するよりも短い時間がかかります。すると、月は東端の薄い追加の帯を明らかにします。（地球から見て）。
逆に、遠地点（地球から最も遠い軌道の点）に近づくと、その最小並進速度は自転速度よりも遅くなり、月は（地球から見て）その西の端をより広く明らかにします。絵画的には、月は「ノー」と首を振っているように見えます。
経度でのリブレーションの値は約 7 度 54 分です (つまり、月食中に合計 2 つのゾーンがそれぞれ 8 度弱になります)。

緯度の図書館

緯度の補正は、月の回転軸がその軌道面に対して垂直ではないという事実によるものです。月はその軌道全体を通じてこの角度を 6.7° 維持します。したがって、観察者は、数回の月食の過程で、月球の北極帯と南極帯を連続的に観察することができます。絵画的には、月は「はい」とうなずいているように見えます。

視差の解放（日周視差）

これは、月と観測者の地表上のそれぞれの位置に起因する、純粋に光学的な現象です。
夜の始まりに、赤道にいる観察者にとって月が昇ると、観察者は月の東端を観察するのに有利な位置にあります。逆に、夜の終わりには、月の西の端をより良好に観察できます。
この視差は約 1° の値で、実際に利用するのは非常に困難です。実際、その幾何学的効果が最大になるとき (月の出と月の入り)、夜明けの光や月の入りの光のせいで観察がより困難になります。夕暮れ時、そして観測が行われる地球の大気のより厚い部分。

身体の解放

今回は、平均位置付近の月球の実際の物理的振動に関するものです。これらの小さな振動 (数分角以下) は、月に対する地球の引力の変化によって引き起こされ、肉眼では認識できません。これらの振動の研究は、月の形状と内部構造を決定するために最も重要です。

連続する月面着陸中のこれらすべての天秤現象により、地球表面から月面の約 59% を観察することが可能になります。ただし、このようにして観察用に提供された追加ゾーンは遠近法の影響で非常に歪んでいるため、地上からこれらの領域を観察することが困難になることに注意してください。定期的な飛行による自動探査機のみが、正確なトポロジー研究を可能にします。

日食と月食

日食

不思議な偶然ですが、地球から見ると月の見かけの大きさは太陽とほぼ同じなので、月からの距離に応じて皆既日食と金環日食の2種類が起こります。近づくと太陽が完全に隠れるか、遠ざかると太陽の端が見えたままになり、金環日食になります。地球の周りの月の軌道の平面は、太陽の周りの地球の軌道の平面とは異なるため、日食はめったに発生しません。これらはノードが新月と一致する場合にのみ発生します。これは太陽の全体または一部を覆います。皆既日食中に太陽コロナが肉眼で見えるようになります。

月食

そのとき、地球が隠れ場所として機能し、月に落ちるその影が夜に地球から観察されます。月に住んでいる人にとって、これは地球が覆いとなって生じる日食として説明されるでしょう。

地球に対する月の重力の影響

地球とその衛星、距離は尊重されません。

最も現実的なものから最もロマンチックなものまで、最もよく知られている影響には次のものがあります。

地球の周りを回る月の公転運動である潮汐は、海洋を構成する水域に差重力効果（地球の中心から見た月と地球の重力効果と比較）を引き起こし、局所的な水位の上昇を引き起こします。地球の表面の水面では、ほぼ地球と月の方向、およびその逆の方向にあります。地球上では太陽の重力場が月の重力場よりも大きい場合でも、この差動効果は太陽による影響よりも大きくなります。海底での摩擦により、津波は月の動きより遅れます。その後、地球の回転運動がゆっくりと減速し、非常にゆっくりと月から遠ざかります。

風や空気も流体であるため、この非常に近い天体から大きな影響を受けます。

固体の地殻の下に存在するマントルのマグマである地震活動も、その粘性状態により衛星の通過に応じて運動します。一部の人にとって、地殻のプレートへの断片化は月の存在の結果であると考えられます。月の起源は地球にはるかに近かったため、これがもっともらしいと認識することが重要です。

種の進化により、オウムガイは輪からなる渦巻状の殻を持っています。毎日、追加の輪が形成されます。 1か月後、新しい内部パーティションが形成されます。この現象は、満月のたびにオウムガイを水面に近づけるオウムガイの産卵本能と関連しています。しかし、貝殻化石を観察すると、これらの内部隔壁の頻度が増加し、化石の年齢に比例して増加します。これは、地球と月の距離が徐々に増加することによる月の長さの間接的かつ独立した確認です。

地球の傾斜度、つまり地球の傾斜度は、天の赤道に対して約 21 ～ 24° の間で変化します。火星の角度は、匹敵する自然衛星がありませんが、20 ～ 60 度の間で変化します。したがって、科学者たちは、月がまるでカウンターウェイトであるかのように地球の動きを安定させていると信じています。それは単純に、地球と月のシステムの慣性モーメントが地球単独の慣性モーメントよりもはるかに大きいためです。

暦では、田園での活動 (夜間の視認性) や釣り (潮の満ち引き) に合わせて、月の満ち欠けが長い間示されてきました。

月経周期、女性の周期の平均周期は月の影響を示唆していますか?ほとんどの科学者は、特定の緯度で平均周期が 28 日に近い場合 (避妊薬を使用した場合はちょうど 28 日)、たとえばインドでは 32 日であるため、これは偶然であると信じています^{[ 3 ]} 。したがって、28 日周期というこのビジョンは、西洋の自己中心主義とホルモン避妊の一般化から来ているにすぎません。

月と人間

信念と神話

地球から見た月
人間の目を通して。

月の表面の色相と明るさの変化は、人間によってさまざまに解釈されてきたパターンを形成します。

身体的特徴

軌道