Dlaczego pojawiają się fazy księżyca

Obserwując księżyc z Ziemi, łatwo zauważyć, że przechodzi on przez cykl jasnych i ciemnych przejawień. Różne etapy tego cyklu nazywane są fazami i istnieją dla nich nazwy techniczne. Wyjaśnienie faz księżyca wymaga zbadania pozycji orbitalnej księżyca w stosunku do Ziemi i Słońca.

Większość ludzi uważa, że ​​Księżyc okrąża Ziemię w ciągu miesiąca. Jest to w większości (ale nie do końca) poprawne. Orbita księżyca jest naukowo wyjaśniona przez dwie różne okresowości. Okres synodyczny, zwany także lunacją, to czas pomiędzy momentem zaobserwowania przez kogoś na Ziemi dokładnie tej samej fazy księżyca. Ten okres trwa dokładnie 29.5305882 dni. Okres gwiezdny, zwany również okresem orbitalnym, to rzeczywisty czas, w którym Księżyc okrąża Ziemię. Okres ten trwa dokładnie 27.3217 dni.

Różnica w długościach okresów wynika z ruchu Ziemi. Ktoś, kto obserwuje fazy księżyca z Ziemi, obserwuje z platformy, która również jest w ruchu. Podczas obrotu księżyca Ziemia wykonała około 1/12 swojego rocznego obrotu wokół Słońca.

Fazy ​​księżyca opisują, ile i jakie części księżyca są obserwowane jako światło i cień. Gdy księżyc przechodzi przez swoją orbitę, łatwo można zaobserwować zmianę faz.

Podczas fazy pełni księżyca cały księżyc jest widziany jako światło. Podczas nowiu cały księżyc jest widziany jako cień. W pierwszej kwadrze i trzeciej kwadrze księżyca połowa księżyca jest widziana jako światło, a połowa jako cień. Czasy pomiędzy nimi są znane jako półksiężyc i garb, ponieważ oświetlony lub zacieniony obszar księżyca przyjmuje kształt półksiężyca.

Podobnie jak Ziemia, połowa księżyca jest oświetlona przez słońce, a połowa pozostaje w cieniu przez cały czas. Gdy Księżyc krąży wokół Ziemi, widzimy go pod różnymi kątami, a zatem możemy zobaczyć różne procenty światła i cienia.

Kiedy księżyc jest w pełni, księżyc znajduje się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce. Dzięki temu możemy zobaczyć całą oświetloną stronę księżyca. W nowiu istnieje dokładnie odwrotne ustawienie, przy czym księżyc znajduje się między Ziemią a Słońcem. W tym momencie możemy obserwować tylko zacienioną stronę księżyca. W pierwszej i trzeciej kwadrze księżyca znajduje się pod kątem 90 stopni od Ziemi i Słońca. Widzimy połowę strony oświetlonej i połowę zacienionej. Okresy półksiężyca i garbaty są obserwowane, gdy księżyc przechodzi między tymi punktami na swojej orbicie.

Istnieją cztery terminy używane do opisania „pomiędzy” fazami księżyca: woskowanie, zanikanie, półksiężyc i garb.

Woskowanie występuje wtedy, gdy oświetlony obszar księżyca wydaje się rosnąć, podczas gdy zanikanie występuje, gdy oświetlony obszar wydaje się zmniejszać. Półksiężyc ma miejsce, gdy księżyc wydaje się mniej niż w połowie oświetlony, a garbowaty opisuje, kiedy księżyc wydaje się oświetlony w połowie.

Zaćmienie występuje w fazie pełni księżyca, kiedy Ziemia rzuca cień na księżyc, tymczasowo powodując jego całkowite lub częściowe zaciemnienie. Zaćmienia częściowe występują kilka razy w roku, podczas gdy zaćmienie całkowite występuje bardzo rzadko. Zaćmienia są stosunkowo krótkimi zdarzeniami i w ciągu kilku godzin można obserwować, jak księżyc przechodzi od pełni do ciemności iz powrotem do pełni.