Как и почему меняются созвездия фона Луны в течение года?
Основная причина — движение Земли вокруг Солнца.
· Годовой цикл Солнца: За год Солнце, двигаясь по эклиптике, проходит на фоне всех 12 зодиакальных созвездий. Мы не видим эти созвездия днем, но они находятся "за" Солнцем.
· Месячный цикл Луны: Луна обращается вокруг Земли примерно за месяц (27.3 дня по звездам — сидерический месяц), и ее путь (лунная орбита) близок к эклиптике (отклонение ~5°).
· Совместный эффект: Каждую ночь Луна смещается на фоне звезд примерно на 13° к востоку. Поэтому она последовательно проходит те же созвездия зодиака, что и Солнце, но намного быстрее. Однако фон, на котором она восходит и заходит, зависит от ее фазы.
o Новолуние: Луна находится рядом с Солнцем и восходит/заходит на фоне того же созвездия, что и Солнце в данное время года.
o Полнолуние: Луна находится напротив Солнца. Поэтому она восходит на фоне созвездия, противоположного тому, в котором находится Солнце.
§ Пример: Если в декабре Солнце в Стрельце, то полная Луна (близкая к точке, противоположной Солнцу) будет восходить на фоне созвездия, противоположного Стрельцу, — то есть Близнецов.
o Первая и последняя четверть: Восходят/заходят на фоне созвездий, отстоящих от солнечного на 90° по эклиптике.
Вывод: В течение года фон для восхода/захода Луны совершает полный круг по всем зодиакальным созвездиям, но для каждой фазы этот круг свой. Полная Луна зимой будет восходить на фоне летних созвездий, а летом — на фоне зимних.
Есть ли цикличность?
Да, и она очень сложная, так как накладываются несколько циклов:
1. Сидерический месяц (~27.3 дня): Цикл возвращения Луны к тем же звездам. Каждый месяц Луна проходит через одни и те же созвездия.
2. Синодический месяц (~29.5 дней): Цикл смены фаз (от новолуния до новолуния). Определяет, в какой фазе Луна будет проходить то или иное созвездие в данном месяце.
3. Годовой цикл (365.25 дней): Из-за движения Земли по орбите точка на небе, где находится Солнце (и противоположная ей точка для полнолуния), смещается. Поэтому в следующем месяце, скажем, полная Луна будет восходить уже на фоне соседнего созвездия.
4. Прецессия лунной орбиты (драконический месяц, ~18.6 лет): Плоскость лунной орбиты медленно вращается (прецессирует). Это приводит к тому, что пределы склонения Луны (самые северные и южные точки ее восхода/захода) меняются с этим 18.6-летним циклом. В период "большой стоячей Луны" (major lunar standstill) Луна восходит и заходит в самых экстремальных точках горизонта, смещаясь по азимуту дальше к северу или югу, чем обычно. Это напрямую влияет на то, на фоне каких незодиакальных созвездий (например, созвездий околополярной области или южного неба) она будет восходить в конкретной местности.
Главная цикличность: Примерно каждые 19 лет (это Метонов цикл) фазы Луны возвращаются примерно на те же даты солнечного года. Это значит, что картина "какая Луна в каком созвездии восходит" примерно повторяется с этим 19-летним периодом, но с поправкой на прецессию орбиты.
Литературные источники
1. В.Г. Сурдин — "Астрономия. Популярные лекции" и другие его книги. Сурдин прекрасно объясняет сложные циклы доступным языком. В его книгах и статьях часто затрагиваются вопросы движения Луны.
2. М.М. Дагаев — "Наблюдения звёздного неба". Классический учебник для любителей астрономии. Содержит разделы о движении Луны, условиях ее видимости и изменении координат.
3. П.Г. Куликовский — "Справочник любителя астрономии". Более фундаментальный справочник, где подробно разбираются элементы орбиты Луны и ее движение.
4. Журналы "Земля и Вселенная", "Небосвод", "Sky & Telescope" (русская версия — "Вселенная, пространство, время"). В них регулярно публикуются календари видимости Луны и планет, а также статьи, объясняющие астрономические явления.
5. Учебники по общей астрономии (например, Б.А. Воронцов-Вельяминов, Э.В. Кононович). В них есть фундаментальные главы о движении Луны и ее координатах.
На английском языке (классика и современность):
1. "Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac" — это "библия" позиционной астрономии. Содержит строгие математические описания всех циклов Луны.
2. "Astronomical Algorithms" by Jean Meeus. Практическая книга с алгоритмами вычисления положений небесных тел, включая все нюансы движения Луны. Стандарт для серьезных любителей и профессионалов.
3. "The Modern Amateur Astronomer" ed. by Patrick Moore. В коллективных монографиях Мура часто есть разделы, посвященные наблюдениям Луны и ее движению.
4. "Celestial Navigation" (книги по мореходной астрономии). Поскольку Луна использовалась для навигации, в таких учебниках очень подробно и практично разбирается ее видимое движение на небе.
5. Сайты и ПО: Для самостоятельного исследования идеально подходят планетарии:
o Stellarium или Cartes du Ciel — можно ускорить время и наглядно увидеть, как меняется фон Луны год за годом.
o NASA's Dial-a-Moon или Лунные календари от Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Практический совет:
Чтобы увидеть эту цикличность, откройте программу Stellarium. Установите дату, скажем, на полнолуние в январе, и посмотрите, на фоне какого созвездия Луна восходит. Затем перемотайте время на месяц вперед (до следующего полнолуния) — вы увидите, что фон сместился примерно на одно созвездие к востоку. А если перемотать на 12 месяцев (≈12 полнолуний), вы вернетесь примерно к тому же созвездию, но не точно — это и будет проявление разницы циклов.
Таким образом, изменение фона Луны — это красивое и сложное явление, возникающее из комбинации ее месячного обращения вокруг Земли и годового движения Земли вокруг Солнца, с долгопериодической модуляцией в 18.6 лет.
Автор статьи: член Российской Академии Естественных Наук Малеев О.Н.