OtticaTelescopio

Sembra una domanda stupida e forse tutti voi siete capaci di dare una risposta. Tuttavia, le modalità di rotazione del nostro satellite sono descritte raramente anche se hanno risvolti importanti come quello relativo all’esistenza di ghiaccio d’acqua nei suoi poli. Vale la pena parlarne un poco e fare chiarezza. Anche perché ne è stato studioso fondamentale un grande astronomo italiano: Gian Domenico Cassini.

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Si sa benissimo che l’equatore della Terra è inclinato di 23° e 28’ rispetto al piano dell’eclittica, ossia il piano dove avviene la rivoluzione intorno al Sole. Proprio questo fatto dà origine alle stagioni, estremamente importanti per la vita sul nostro pianeta. Si sa abbastanza bene che il piano orbitale della Luna intorno alla Terra forma un angolo di 5° e 9’ rispetto al piano dell’eclittica. Si sa anche che la Luna ci rivolge sempre la stessa faccia. Quest’ultimo fatto dipende dalle forze mareali che hanno sincronizzato rivoluzione e rotazione della Luna. In altre parole, la Luna ruota intorno a noi nello stesso tempo che impiega a compiere una rotazione intorno al proprio asse. Abbiamo, quindi, automaticamente risposto a una parte della domanda del titolo: “La Luna ruota intorno a un asse e il suo periodo è esattamente uguale a quello di rivoluzione attorno alla Terra”.

Tuttavia, quanti sanno la direzione dell’asse di rotazione lunare? Forse tanti, forse pochi, ma sicuramente è un dato poco conosciuto. Eppure è proprio a causa della direzione dell’asse se esiste ghiaccio d’acqua sul nostro satellite.

Si è già discusso sulle pagine di questo sito del fatto che esistono crateri lunari, in prossimità dei poli, che non ricevono mai la luce solare. In quei luoghi, costantemente al freddo, si ipotizzava da tempo che potessero essersi conservati depositi di ghiaccio d’acqua trasportato da comete cadute sulla superficie del nostro satellite. Una missione della NASA ha anche provato direttamente la verità di questa ipotesi. E’ facile sollevare, allora, un’altra domanda: “Perché esistono zone in cui la luce del Sole non riesce mai ad arrivare? I crateri non sono così profondi da nascondere il loro fondo se non ci fosse una geometria generale favorevole”.

Guardate l’immagine del polo sud della Luna  riportata in Fig. 1. Essa è stata ottenuta attraverso il Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, la navicella che nella sua orbita attorno alla Luna ha il compito di fotografare continuamente il suolo del satellite per pianificare al meglio le future missioni. Ogni foto scattata al polo sud , per un periodo di sei mesi, è stata convertita in un’immagine binaria in modo che a ogni pixel illuminato dal Sole è stato assegnato il valore di 1, mentre a quelli in ombra il valore 0. Le foto così elaborate sono state poi sovrapposte  determinando per ogni pixel la percentuale di tempo in cui ha ricevuto luce. Il risultato è stata una “mappa d’illuminamento”, in cui si notano chiaramente le zone rimaste sempre in ombra e quelle poche (creste vulcaniche o picchi) rimaste sempre alla luce. Le scale di grigi riflettono invece zone che hanno subito periodi sia di oscuramento che di illuminamento. Veramente suggestiva e istruttiva.

crateri oscuri sulla Luna

Figura 1

Torniamo, però, alla nostra domanda. Per ottenere questo risultato e avere buio completo in zone molto estese è necessario che l’asse di rotazione lunare sia diretto nel verso giusto rispetto al Sole. In particolare, che esso sia praticamente perpendicolare all’eclittica. E così è infatti. L’equatore lunare è inclinato rispetto all’eclittica di solo 1° e 32’. Un’inezia, che permette di avere grandi zone d’ombra e di conservare l’acqua piovuta dal… cielo. Ovviamente, una situazione simile avviene anche al polo nord.

Questa conformazione geometrica era già stata studiata e tradotta in leggi dal grande astronomo ligure Gian Domenico Cassini nel 1693, durante le sue ricerche sulle maree e sulle loro influenze sui satelliti. Riferite alla Luna, esse dicono:

1)      Il periodo di rotazione della Luna è sincronizzato con il periodo orbitale attorno alla Terra.

2)      L’asse di rotazione della Luna mantiene una inclinazione fissa rispetto al piano dell’eclittica.

3)      L’asse di rotazione, la normale all’orbita e la normale all’eclittica sono complanari.

Dopo tre secoli, queste leggi sono state recentemente verificate attraverso i metodi più sofisticati della meccanica celeste, che hanno confermato la loro esattezza. La Fig. 2 ci mostra la conformazione geometrica del Sistema Terra-Luna.

sistema Terra-Luna

Figura 2

 

Info Autore

ha pubblicato 971 articoli

Professore ordinario di Astrofisica, oggi in pensione. La sua specializzazione è stata la Planetologia e, in particolare, i corpi minori del Sistema Solare. E' stato uno dei "pionieri" dello studio fisico degli asteroidi negli an ... pagina autore

  1. Caro Enzo, allora siamo particolarmente fortunati anche in questo e la nostra inclinazione ci dà tutto ciò che è necessario?
    A proposito, Marte e Venere come sono messi?

  2. Citazione Originariamente Scritto da Mario Fiori Visualizza Messaggio
    Caro Enzo, allora siamo particolarmente fortunati anche in questo e la nostra inclinazione ci dà tutto ciò che è necessario?
    A proposito, Marte e Venere come sono messi?
    caro Mario,
    beh... il fatto di avere un satellite che ci mostra sempre la stessa faccia è non tanto una fortuna quanto una regola fisica dovuta alle forze di marea. La vera fortuna è stata di avere un satellite molto grande...

    Marte non ha praticamente lune (i due satelliti sono poco più che polvere), ma ha caratteristiche molto simili a noi: il suo asse è inclinato di 25° sull'eclittica e la rotazione avviene in circa 24 ore. Le stagioni sarebbero quindi simili alle nostre, se non subentrasse l'alta eccentricità orbitale che fa avvicinare e allontanare il pianeta dal Sole in modo considerevole. Se per noi essere al perielio o all'afelio conta poco, per Marte si somma agli effetti stagionali.

    Ben diversa è la situazione di Venere. Essa è fortemente influenzata dalla maggiore vicinanza al Sole (almeno questa è un'ipotesi) e la sua rotazione sembra addirittura retrograda. Più esattamente, il pianeta ruota su se stesso con un periodo che è poco più lungo di quello di rivoluzione, per cui sembra andare al contrario. Questo "blocco" quasi totale della rotazione, fa pensare a un effetto mareale del Sole, come quello terrestre che ha bloccato la rotazione della Luna.
    Venere ha un asse poco inclinato sull'eclittica. Le sue stagioni sono quindi trascurabili...

    Ti basta?

  3. Ti ringrazio come al solito Enzo, sempre esauriente e preciso.
    Naturalmente non parlavo di quei sassolini che girano intorno a Marte, con tutto il rispetto la Luna è un'altra cosa.
    Il mio indicare che siamo fortunati era appunto dovuto al constatare che abbiamo l'inclinazione giusta con l'orbita giusta, il moto giusto (non retrogrado), la distanza giusta dal Sole e,forse, anche le dimensioni giuste e ...naturalmente anche l'ambiente giusto che però si mantiene proprio anche grazie alle predette caratteristiche.
    Onori anche alla Luna che è il Satellite giusto cn tutte le bfunzioni che implica.

  4. Citazione Originariamente Scritto da Mario Fiori Visualizza Messaggio
    Ti ringrazio come al solito Enzo, sempre esauriente e preciso.
    Naturalmente non parlavo di quei sassolini che girano intorno a Marte, con tutto il rispetto la Luna è un'altra cosa.
    Il mio indicare che siamo fortunati era appunto dovuto al constatare che abbiamo l'inclinazione giusta con l'orbita giusta, il moto giusto (non retrogrado), la distanza giusta dal Sole e,forse, anche le dimensioni giuste e ...naturalmente anche l'ambiente giusto che però si mantiene proprio anche grazie alle predette caratteristiche.
    Onori anche alla Luna che è il Satellite giusto cn tutte le bfunzioni che implica.
    oserei dire che siamo un mondo di ... GIUSTI! Forse non è così vero per la razza umana... comunque... chissà!

  5. Citazione Originariamente Scritto da Mario Fiori Visualizza Messaggio
    Ti ringrazio come al solito Enzo, sempre esauriente e preciso.
    Naturalmente non parlavo di quei sassolini che girano intorno a Marte, con tutto il rispetto la Luna è un'altra cosa.
    Il mio indicare che siamo fortunati era appunto dovuto al constatare che abbiamo l'inclinazione giusta con l'orbita giusta, il moto giusto (non retrogrado), la distanza giusta dal Sole e,forse, anche le dimensioni giuste e ...naturalmente anche l'ambiente giusto che però si mantiene proprio anche grazie alle predette caratteristiche.
    Onori anche alla Luna che è il Satellite giusto cn tutte le bfunzioni che implica.
    Non so se sia così, ma credo che i creazionisti facciano proprio questo tipo di ragionamento e cioè che queste condizioni giuste (dove nulla sembra essere lasciato al caso) siano dovute a un disegno divino che ha permesso il realizzarsi tutto ciò. Beato chi ci crede