domenica 30 giugno 2019

248. Fasi Lunari

Dedicato a Guillermo Mordillo e alle sue lune

Giusto per fare chiarezza, le Lunule con le fasi lunari non c’entrano molto. Qui di seguito si cerca di spiegare brevemente cosa sono le fasi lunari.
La Luna impiega 29,53 giorni per completare un’orbita attorno alla Terra in un ciclo lunare completo (Periodo Sinodico) e, durante questo tempo, passerà per ognuna delle sue fasi. Poiché il periodo orbitale della Luna dura meno di un mese medio, a seconda del numero esatto di giorni del mese, la Luna Piena anticipa un giorno o due ogni mese.
I cambiamenti possono sembrare lenti, ma in un dato giorno la quantità di Luna illuminata dal Sole può variare fino al 10% (in circa 15 giorni cambia del 100%).
Le 4 principali fasi della Luna sono: Luna Nuova, Primo Quarto, Luna Piena e Ultimo Quarto.
La Luna Nuova si verifica con una luminosità pari allo 0% quando la Luna è completamente scura, mentre la fase di Luna Piena con una luminosità del 100%. Per i Quarti di Luna la luminosità è del 50%.

La “Luna Piena” non è “piena” per tutto il giorno (o per tutta la notte) avviene in un preciso istante del Periodo Sinodico e potrebbe anche succedere quando per voi è giorno.

I greci furono tra i primi a dare uno sguardo scientifico alla Luna e alle sue fasi. Intorno al 500 a.C. osservarono attentamente la linea di confine (il Terminatore) tra i 2 emisferi (oscuro e luminoso) della Luna, e sulla base della stima della sua forma, ipotizzarono correttamente che la Luna dovesse essere una sfera. Alcuni secoli più tardi, intorno al 350 a.C., Aristotele fece ulteriori osservazioni e, osservando l'ombra della Terra sulla faccia della Luna durante un'eclissi lunare, capì che anche la Terra dovesse essere una sfera. Però, ragionando erroneamente, ipotizzo che la Terra fosse fissa nello spazio e che la Luna, il Sole e le stelle ruotassero attorno ad essa. Credeva anche che la Luna fosse una sfera traslucida che viaggiava in un'orbita perfetta attorno alla Terra.
Nei primi anni del 1500 l'astronomo Niccolò Copernico sviluppò un modello del Sistema Solare in cui la Terra e gli altri pianeti orbitavano attorno al Sole e la Luna orbitava intorno alla Terra. Cento anni dopo Galileo Galilei usò uno dei primi telescopi per osservare il Terminatore e dedusse dalle ombre irregolari durante la fase calante, che la superficie della Luna era piena di crateri e valli.
Dopo Copernico e Galilei, la lunga visione aristotelica dei cieli dell'Universo venne ribaltata e la Terra divenne uno dei pianeti orbitanti intorno al Sole e la Luna un satellite craterizzato in orbita intorno alla Terra.

In figura viene schematizzato un mese lunare :




Essendo in rotazione sincrona, la Luna rivolge sempre la stessa faccia verso la Terra e il suo lato nascosto è rimasto sconosciuto fino al recente periodo delle esplorazioni spaziali.
In realtà, per il fenomeno della librazione, la superficie nascosta non raggiunge la metà di questo corpo celeste ma è solo del 41%, pari a 15,5 milioni di km². Il 10 ottobre 1959, la cosmonave sovietica Luna 3 fotografò per la prima volta il lato “oscuro” della Luna. Durante il suo moto orbitale il diverso aspetto causato dall'orientazione rispetto al Sole genera le diverse fasi chiaramente visibili, ed è importante ricordare che anche l’altro lato viene periodicamente illuminato (durante la fase di Luna Nuova si ha il massimo della sua illuminazione).

In prima approssimazione, possiamo considerare la Luna come una sfera in rotazione, metà chiara e metà scura, o più semplicemente una semisfera con la faccia piatta scura.

Così si può pensare di avere una semicirconferenza chiara a cui viene sovrapposta un’ellisse con la lunghezza dell’asse maggiore uguale al diametro della Luna e quella dell’asse minore variabile periodicamente. L’ellisse è chiara quando la parte illuminata supera il 50% e scura nell’altro caso.


La formula per il calcolo della percentuale illuminata è : ( 1 + cos φ ) / 2
con phi che varia da 0 a 360 gradi durante il Periodo Sinodico e alla quale corrisponde la seguente curva della luminosità :


che è molto simile a quanto riportato nel sito della Luna :

                  https://www.moongiant.com/phase/today/

Possiamo quindi concludere che non è una Lunula che è invece sempre la sottrazione di due circonferenze, anche se nei fumetti viene spesso disegnata così.






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