La Superluna è un evento raro ma non troppo! Due sono le condizioni che la Luna deve soddisfare per essere considerata super!
- Deve trovarsi alla minima distanza dalla terra possibile per la sua l’orbita
- Deve essere in opposizione di fase così che l’allineamento Sole-Terra-Luna ne garantisca il Plenilunio
Queste coincidono una volta ogni 2 anni e 7 mesi. Per la precisione apogeo e luna piena coincidono a distanza di un intervallo temporale che va dai 2 anni e 6 mesi e i 2 anni e 11 mesi. Ma cosa significa rispettare questi requisiti? Dov’è il perigeo? E qual è la condizione per avere il plenilunio?
Il sistema terra-luna
Come spesso accade nulla più dell’esperienza è in grado di farci apprendere davvero qualche nozione fisica. Quando per la prima volta sei caduto o caduta dalla bicicletta, avrai imparato la lezione sul fatto che nulla riesce a sfuggire alla gravità -. Un corpo, per il solo fatto di possedere massa, è in grado di attrarre verso se altri corpi. Se il corpo in questione ha le dimensioni di un Pianeta questo è più vero del vero. La Luna e la Terra sono fortemente attratte fra loro. A ragion del vero, è per merito di questa attrazione che il nostro satellite non ci ha ancora abbandonato. Ovviamente Luna e Terra risentono anche dell‘influenza gravitazionale degli altri corpi celesti, primo fra tutti il Sole, tuttavia, per i nostri scopi attuali questo può non essere considerato.
Il baricentro del Sistema Terra-Luna – il punto in cui convergono le reciproche attrazioni gravitazionali – si trova all’incirca ai $\frac{3}{4}$ del raggio terrestre. Il raggio della Terra – che una sfera non è (ma non è nemmeno un piatto) – si aggira sui $6400 km$. La distanza Terra-Luna si aggira sui $380000 km$ corrispondenti a circa 60 raggi terrestri. Questo fatto da solo ci conferma l’effettiva differenza di massa tra i due corpi celesti.
Orbita di rivoluzione lunare
Il moto di rivoluzione della Luna – il moto che il satellite compie attorno alla Terra – dura circa $27.7$ giorni. Questo intervallo di tempo è noto come mese siderale. Durante il mese siderale, la Luna, si trova a percorrere l’orbita dettata dalla azione di due diverse forze: quella gravitazionale – che la tiene vincolata alla Terra – e quella centrifuga – che la spinge lontano dal Pianeta -.
L’orbita seguita è complessa, influenzata oltre che dall’attrazione gravitazionale del Sole, dalla distribuzione non perfettamente sferica della massa. L’orbita è di tipo ellittico ed è quindi caratterizzata da due punti speciali: l’apogeo e il perigeo.
La condizione di Perigeo
Il perigeo indica il punto dell’orbita del satellite con la minore distanza dalla Terra. Essendo questi un punto definito dello spazio, la Luna resterà al suo perigeo solo per pochi minuti, il tempo di attraversarlo. La circonferenza dell’orbita lunare è stimata avere lunghezza pari a $2413402 km$. La velocità con cui viene percorsa nel punto di apogeo è massima e vale $1027 \frac{km}{s}$.
| perigeo media | perigeo minima |
|---|---|
| 363.296 km | 356.371 km |
La condizione di Apogeo
L’apogeo indica il punto dell’orbita del satellite con la maggiore distanza dalla Terra. Anche in questo caso la Luna vi rimarrà solo per pochi minuti. Quando si trova all’apogeo la Luna percorre la sua orbita a $0.96 \frac{km}{s}$ e rappresenta la velocità minima di percorrenza.
| apogeo media | apogeo massima |
|---|---|
| 405.503 km | 406.720 Km |
Il piano lungo cui è posta l’orbita non coincide con l’Eclittica – il piano del moto apparente della Luna così come si vede dalla Terra -ma è inclinato di circa $5^{\circ}$ rispetto a quest’ultima. I punti in cui l’orbita reale e l’Eclittica si incontrano si chiamano punti nodali. La linea che li congiunge ruota a sua volta, così come ruota la congiungente i punti di apogeo e perigeo.
La luna piena
Abbiamo visto come si soddisfa una delle due condizioni richieste per avere la Superluna. La seconda, la condizione di Plenilunio, viene soddisfatta anch’essa in un tratto particolare dell’orbita lunare. Vogliamo che la Luna abbia un intero emisfero completamente illuminato dai raggi solari. Per avere la Luna Piena, quindi, la Luna deve essere all’estremo opposto del Sole rispetto alla Terra.
Per avere Luna Piena il Sole deve essere all’estremo opposto rispetto alla Luna, con la Terra al centro.
E’ sufficiente ragionare sull’immagine precedente per convincersi del fatto che la Luna sarà illuminata al suo massimo quando si trova in opposizione di fase rispetto al Sole.
Sempre la stessa faccia..
Nonostante la Luna sia in perpetua rotazione attorno al proprio asse, ciò che osserviamo dalla Terra è sempre la stessa porzione di roccia. Si dice, infatti, che il satellite è in rotazione sincrona al proprio moto orbitale. La Luna ha lo stesso senso di rotazione della Terra, da est ad ovest. Ogni giorno compie una rotazione di circa $13^{circ}$. Questo corrisponde ad un intervallo temporale di circa 27.7 giorni. La Luna impiegherà lo stesso tempo sia per completare il moto orbitale attorno alla Terra sia per terminare la rotazione su se stessa – un giorno lunare dura quanto un anno lunare -. Di conseguenza quel che osserviamo da Terra è sempre la stessa metà, la restante superficie resterà sempre in ombra.
Forze mareali
La causa che sta alla base del sincronismo lunare va ricercata nel blocco mareale, diretta conseguenza della reciproca attrazione gravitazionale fra Terra e Luna. Non solo, gli effetti di marea rallentano la rotazione terrestre al ritmo di circa 2 millesimi di secondo al secolo, e allontanano la Luna dalla Terra di circa 38 mm all’anno.
Il blocco mareale è un fenomeno cui sono sottoposti numerosi satelliti. Saturno ha 15 satelliti in blocco mareale mentre Giove ne ha 8. L’attrazione gravitazionale cui è sottoposto il satellite, lo fa allungare leggermente. In questo modo le forze agiscono in modo diverso sul lato più vicino e su quello più lontano, creando una specie di torsione che finisce per alterarne la velocità di rotazione in modo da adeguarla a quella della rivoluzione.
..e qualcosa in più
In realtà la Luna ci mostra poco più della metà della sua superficie – circa il 59% – a causa di un fenomeno che prende il nome di librazione lunare. La Luna ruota intorno al proprio asse con ritmo costante ma gira intorno alla Terra con ritmo variabile. Abbiamo visto poco sopra che, trovandosi in un’orbita ellittica, il satellite si muove più velocemente quando è più vicino alla Terra e più lentamente quando ne è più lontano.
Solo il 41% della superficie lunare è sempre visibile mentre un altro 41% è sempre nascosto. Il restante 18% oscilla tra la porzione di superficie visibile e quella nascosta.