مطالب علمی

ماه تنها جرم آسمانی است که انسان تا به امروز بدان پای گذاشته است.روشن ترین و به ظاهر بزرگترین جرم در آسمان شب است چون نزدیکترین آنهاست. ماه تنها قمر طبیعی سیاره ماست. میانگین فاصله آن با زمین 384403 کیلومتر و میانگین فاصله نوری آن با ما 28/1ثانیه نوری است یعنی فقط 28/1 ثانیه طول می کشد تا انعکاس نور خورشید بر آن به ما برسد.ماه با قطری برابربا 3456کیلومتر یعنی کمی بیش 4/1 قطر زمین، هر3/27شبانه روز یکبار بر روی مدار بیضی شکل به دور سیاره ما می گردد که به آن "حرکت انتقالی ماه" می گویند.

جرم و چگالی کره ماه
جرم 81 عدد کره ماه ،برابر جرم کره ی زمین است و این در حالی است که حجم کره زمین تنها 49 برابر حجم کره ماه است.علت این اختلاف چگالتر بودن کره زمین از کره ماه است.وزن کره ماه 2/15 میلیارد میلیارد تن می باشد و متوسط چگالی آن 34/3 برابر چگالی آب یا مساوی3/2میانگین چگالی کره زمین است.نیروی جاذبه کره ماه بر سطح آن،با توجه به جرم و اندازه اش تنها   6/1 نیروی جاذبه کره زمین است.یعنی اگر شما بر روی کره زمین 45 کیلوگرم وزن داشته باشید،وزن شما بر روی کره ماه فقط 7/7 کیلو گرم خواهد بودو نیز به تعبیر دیگر اجسام بر روی کره ماه آرامتر و با سرعت کمتری سقوط می کنند.مجسم کنید که شما بر روی کره ماه قرار دارید.اگر تخم مرغی را از ارتفاعی حدود کمر خود رها کنیدآنقدر آرام به سطح ماه برخورد می کند که حتی ممکن است نشکند!
سرعت لازم برای فرار از میدان جاذبه کره ماه تنها 8700 کیلومتر بر ساعت است و فقط با سرعت 6100 کیلومتر بر ساعت می توان جسمی را در مداری به دور کره ماه قرار داد یعنی سرعتی حدود سرعت یک گلوله سریع!بنابر این اگر احیاناً شما بر روی یک قله کوه در کره ماه بودید و با یک تپانچه قوی به صورت افقی تیری را شلیک کردید بهتر است هر چه سریعتر از کوه پایین بیایید،زیرا این گلوله در مدار کره ماه قرار می گیردو ظرف مدت کمتر از دو ساعت به سوی شما باز می گردد!ظاهراً قوانین کنترل سلاح در کره ماه اجرا می شوند!

دمای کره ماه
دمای سطح ماه در نقاطی که خورشید می تابد تا 134+ درجه سلسیوس بالا رفته و در نقاطی که شب هستند،تا 170درجه سلسیوس پایین می آید و این به علت نبودن ذره های تشکیل دهنده ی هوا و از جمله بخار آب است که در جایی که باشند (مثل زمین) گرما را به خود نگه داشته و از تغییر سریع آن جلوگیری می کنند . همانگونه که در مواقع شرجی اختلاف دمای شب و روزیک محل کم و در نواحی کویری بسیار زیاد است. علت نبودن هوا در ماه نیروی جاذبه ضعیف این کره است که اتم ها و مولکول های تشکیل دهنده ی هوا را به خود نگه نمی دارند.
لازم به ذکر است که به علت نبودن هوا نقاط روشن روی سطح ماه بسیار مشخص مشاهده می شود. نیروی جاذبه ماه بر زمین ضعیف است اما همین نیروی جاذبه ضعیف هم دارای تاثیرهای زیادی بر روی زمین است که از جمله می توان جذرو مد اقیانوس ها و دریاهارا نام برد.

میدان مغناطیسی کره ماه
کره ماه فاقد میدان مغناطیسی است و از این رو بر خلاف کره زمین قطب نما در آن کار نمی کند. چون مدار گردش ماه به دور زمین بیضی شکل است فاصله اش با ما تغییر می کند وضعیت نزدیک بودنش را (حضیض) می نامند که در آن حالت فاصله اش با ما 354400 کیلومتر است و وضعیت دور بودن آن را (اوج) می گویند که فاصله ی آن با ما به 404320 کیلومتر می رسد.به علت این کم و زیاد شدن فاصله، قطر ظاهری ماه تغییر می نماید به طوری که در هنگام حضیض  31 دقیقه و 31 ثانیه و در موقع اوج کمتر و 29دقیقه و 22ثانیه می گردد و دلیل اینکه برخی از خورشید گرفتگی ها ( کسوف ها) کامل و برخی دیگر ناقص (حلقوی)هستند همین است. چون به هنگام اوج ماه روی تمام سطح خورشید را نپوشانده و حلقه ای از خورشید در اطراف قرص ماه مشاهده می شود. در وضعیت حضیض ماه بیشتر تحت تاثیر نیروی جاذبه ی زمین قرار گرفته و بنابراین تندتر حرکت می کند (جرم زمین 81 برابر جرم ماه است)، از این روی در حالی که سرعت حرکت وضعی ماه ثابت است سرعت حرکت انتقالیش متغییر بوده و در نتیجه حالتی را به وجود می آورند که به آن (حرکت گهواره ای ماه) یا (نوسان  طول جغرافیایی) می گویند.این حرکت ما را قادر می سازد تا بتوانیم از روی زمین حدود %59 سطح ماه را مشاهده کنیم ولی چون گاه بخشی از شرق ماه و گاه بخشی از غرب آن به نوبت به قرص کامل ماه اضافه و یا از آن کم می شوند این امکان به وجود می آید .

رگه ها
در اطراف بعضی گودالها،باریکه ها و خطوط درخشانی به چشم می خورد که رگه ها نامیده می شوندو اکثراً طور دائمی در اطراف گودالها وجود دارند.رگه در نتیجه برخورد سنگهای آسمانی  به درون ماریا ها ،در گذشته های نه جندان دور شکل گرفته اند.عرض آنها 8 تا 16 کیلومتر است و تا فاصله صدها کیلومتر دورتر از گودالهایشان امتداد دارند. به نظر می آید که رگه ها مسطح باشند، زیرا سایه ای از خود بر جای نمی گذارند.چگونگی شکل گرفتن آنها احتمالاًبه این صورت بوده که بر اثر برخوردهای بسیار شدید سنگهای آسمانی با ماریا ،سطح آن زیر و رو شده و سنگها و غبارهای لایه های زیرین آن که رنگ روشنتری دارند،رگه ها را بوجود آورده اند.

جو کره ماه
اگرچه کره ماه دارای جو به معنای واقعی نیست،اما ابزاز سفینه آپولو،آثار وجود گازهای هلیوم،آرگون،هیدروژن،نئون و برخی گازهای دیگر را که به احتمال زیاد از بادهای خورشیدی سرچشمه گرفته اند،آشکار کردند.شواهد دیگری نیز وجود دارد که با توجه به آنها کره ی ماه هرچند گاه از درون خود گازهایی آزاد می کند،اما نیروی جاذبه ی ضعیف ماه نمی تواند آنها را حفظ کند.در غیاب یک جو محافظ،سطح کره ماه دائماً با برخورد هر جسمی با هر اندازه ای به غبار تبدیل می شود.
علاوه بر ویژگیهای جالب سطح کره ماه،خصوصیات دیگری ،هر چند که از اهمیت کمتری برخوردارند،با کمک تلسکوپهای قوی قابل مشاهده هستند که به خاطر فقدان جو و نیز نبودن آب در کره ماه،خصوصیات و ویژگیهای مشاهده شده واقعی و به دور از خطا هستند.کوهها و دره های همسایه ی آنها از قدمت بیشتری بر خوردارندو دارای فراز و نشیب بیشتری هستند،شکافهایی با دیواره هایی با شیب زیاد،به نام جویبارها از میان گودالها و ماریاها همراه با پیچ تاب امتداد یافته اند و از دیگرنا همواریهای موجود در سطح کره ماه می توان گسلهای پوسته و فرو نشستهای سطح آن نیز نام برد.

ماه لرزه ها
اگرچه 3000 ماه لرزه در هر سال رخ می دهد،اما شگفت اینکه این تعداد تنها 100/1 زلزله هایی است که سالانه در کره ی زمین روی می دهد.بیشتر آنها،زمانی که کره ماه کمترین فاصله را با زمین دارد و در اثر حرکت و انتقال سنگها در اعماق درون کره ی ماه بوجود می آیندو این نشان می دهد که عامل بوجودآورنده ی آنها فشارهای نیروی جاذبه بر کره ی ماه است.
ماه لرزه های سطحی در زمان طلوع یا غروب خورشید روی می دهندومشخصاً بر اثر انرژیهای حرارتی بوجود می آیند.جالب این است که مقدار متوسط انرژی که ماه لرزه ها آزاد می کنند تنها به اندازه انرژی یک موشک آتش بازی است!

مدار گردش کره ی ماه
مقدار متوسط فاصله کره ماه از زمین در مدار گردشش به دور این سیاره 600،384 کیلومتر و شکل آن کمی بیضوی است و کل آن به راحتی در درون خورشید جای می گیرد. میانگین سرعت کره ی ماه در این مدار 3700 کیلومتر در ساعت است.یعنی چیزی حدود سرعت سریعترین هواپیمای جت.بنابر این ماه نسبت به زمین مسافتی حدود فاصله نیویورک و لوس آنجلس را در یک ساعت طی می کند.مطلب جالب دیگراین است که بر اثر نیروی جاذبه و کشش،سرعت کره ی ماه در حال کم شدن است.کره ماه به اندازه تقریبی 30 سانتیمتر در هر 5 سال،در حین کاهش سرعت،در حال دور شدن از زمین است.بنابر این در طی 600 میلیون سال،بزرگی ماه 15% کوچکتر به نظر خواهد آمد.دورشدن کره ماه از زمین اثرات قابل توجهی را بر روی خورشید گرفتگی هایی که در آینده روی میدهد،خواهد داشت زیرا تدریجآماه قادر نخواهد بود خورشید را بطور کامل بپوشاند.!

انحراف مدار کره ماه
صفحه ای که مدار گردش کره ماه در آن قرار دارد،در صفحه مدار گردش زمین(دایرة البروج) قرار نگرفته است،بلکه حدود 5 درجه و 9 دقیقه با آن اختلاف زاویه دارد.اثرات این انحراف در جذر و مدهایی که در کره زمین صورت می گیردو خصوصاً بر روی تعداد دفعات روی دادن خورشید گرفتگی و ماه گرفتگی پدیدار می شود.در حقیقت اگر مدار کره ماه هیچ زاویه ای با مدار کره زمین نداشت،آنگاه در طی هر ماه ما شاهد یک خورشید گرفتگی و یک ماه گرفتگی بودیم.مدار کره ماه ،مدار زمین را در دو نقطه به نام "گره ها"قطع می کند و خطی که این دو گره را بهم متصل می کند خط گره ها نامیده می شود.بر اثر نیروی جاذبه خورشید گره هاتغییر مکان پیدا می کنند و خط فرضی گره ها هر 6/18 سال یکبار،یک چرخش کامل انجام می دهد.وضعیت خط گره ها مهم است زیرا تنها زمانی خورشید گرفتگی یا ماه گرفتگی روی می دهد که کره ماه نزدیک یکی از گره ها باشد و خط گره ها نیز با خورشید در یک امتداد باشد.

گرفت ماه

 

برای آنکه گرفتگی ماه و یا گرفتگی خورشید پیش آید لازم است خورشید،زمین و ماه هر سه در یک صفحه قرار گیرند.در ماه گرفتگی ،مخروط تمام سایه زمین باید ماه را در بر گیرد.اگر سه جرم سماوی ماه،خورشید و زمین همیشه در یک سطح قرار داشتند گرفتگی ماه در همه فازهای بدر ماه صورت می گیرد.اما این مطلب با آنچه در عمل اتفاق می افتد مطابق نیست. مدار حرکت ماه بدور زمین در حدود 5 درجه و 9 دقیقه نسبت به سطح دایره البروج (سطح مدار زمین)متمایل است.در نتیجه ماه گرفتگی فقط وقتی وقوع می یابد ماه بدر در یکی از دو گروه قرار می گیرد.

 

در ماه گرفتگی لازم است که ماه در نزدیکی یکی از گره های مدار خود باشد.ماه در حالت مقابله یعنی در فاز بدر باشد.در هنگام خسوف ماه،اول وارد قسمت نیمسایه زمین میشود.در این حالت چنانچه ناظری در ماه باشد خواهد دید که قسمتی از قرص خورشید توسط زمین پوشانده شده است.تشخیص گرفتگی ماه در نیمسایه زمین مشکل است.وقتی که گرفتگی ماه در نزدیکی یکی از گره های آن صورت گیرد ممکن است گرفتگی آن جزئی و یا کمی باشد، گرفتگی ماه وقتی جزئی است که قسمتی از کره ماه داخل قسمت تمام سایه زمین گرددو هنگامی کلی است که تمام کره ماه داخل قسمت تمام  سایه زمین شود.
در فاصله ماه ،قطر تمام سایه زمین در حدود 9000 کیلومتر است در حالیکه قطر ماه 3476 کیلومتر می باشد.در نتیجه طول مدت گرفتگی ماه می تواند از 2 الی 3 ساعت باشد.

 تمام گرفتگیهای ماه ،در طول مدت آن،در همه نقاط سطح زمین که ماه در آنها طلوع کرده است،قابل رویت است. حتی در موارد خسوف کلی ،قرص ماه با روشنی کمی قابل دیدن است چه مقداری از نور خورشید پس از شکست در اتمسفر زمین ،به رویه ماه رسیده،موجب روشن شدن آن به مقدار کم می گردد.از آنجائیکه اتمسفر زمین نور قرمز را بیشتر از نور آبی از خود عبور می دهد لذا سطح ماه به هنگام گرفتگی کامل قرمز رنگ می شود.

بخش علمی مرکز علوم و ستاره شناسی تهران

---