Månen

I denne artikkelen skal vi se litt på månens bevegelse rundt jorda, og noen fenomener som vi kan observere som konsekvenser av månens og jordas bevegelser.

Først noen rene fakta: Månens diameter er ca 3500 km. Til sammenligning er jordas diameter nesten 3,7 ganger så stor. Månens middelavstand til jorda er ca 380 000 km. Lyset bruker dermed litt mer enn ett sekund fra månen til jorda (lysfarten er 300 000 km/s). Månen går ikke i en ren sirkelbane, men i en ellipsebane der minste avstand fra jorda er ca 360 000 km og største avstand er litt mindre enn 410 000 km. Baneplanet til månen, altså det planet månens bane danner, har en helning på 5° i forhold til det planet jordas bane danner. Månen roterer om sin egen akse akkurat som jorda. Månenes rotasjonsakse heller 6,7°. Månens omløpstid rundt jorda – sett i forhold til jorda – er omtrent 29,5 døgn.

 

Figur 1. Månens baneplan danner 5° med jordbanens plan. Avstander og størrelsesforhold er ikke riktig skalert Figur 1. Månens baneplan danner 5° med jordbanens plan. Avstander og størrelsesforhold er ikke riktig skalert

Bundet rotasjon

Månen snur alltid samme side mot jorda. Dette kalles bundet rotasjon, og det betyr at månen roterer rundt sin akse med en periode som er lik dens omløpstid rundt jorda. Omløpet rundt jorda varer i en måned så dermed er rotasjonshastigheten rundt egen akse 360 grader per måned. Men som nevnt ovenfor, er månens bane rundt jorda nokså avlang, altså elliptisk. Dette gjør at månen har nokså ujevn fart i banen rundt jorda. Virkningen er at vi fra jorda kan se litt mer enn 50 % av månens overflate gjennom en måned.

Måneformørkelse

Total måneformørkelse får vi når månen er i jordas helskygge, og partiell måneformørkelse får vi når månen er helt eller delvis i jordas halvskygge. Månen kan bare komme inn i jordas skygge dersom jorda, sola og månen står på rett linje med sola og månen på motsatt side av jorda. Dette skjer bare ved fullmåne.

 

Måneformørkelse Måneformørkelse

Vi får ikke måneformørkelser ved hver fullmåne fordi månen ved de aller fleste fullmåner passerer under eller over jordskyggen. Det kommer av at månens baneplan heller 5° med jordbanens plan. For at en måneformørkelse skal forekomme, må månen befinne seg nær punktet månebanens plan og jordbanens plan krysser hverandre. Ved de fleste fullmåner passerer månen godt utenfor halvskyggen, og dermed får vi ingen måneformørkelse!

Når vi ser på månen under en måneformørkelse, er den ikke helt mørk. Man kan se en rødbrun svakt opplyst måne. Dette skyldes lys som er reflektert fra jorda. Den rødlige fargen skyldes at jorda har en atmosfære som sprer lyset, og rødt lys spres lite i forhold til blått. Dermed er det det røde lyset som kommer gjennom atmosfæren i retning månen som reflekteres tilbake til oss under formørkelsen. Dette er for øvrig samme fenomen som forklarer hvorfor himmelen er blå i alle retninger om dagen mens solnedganger er røde.

Solformørkelse

Ved solformørkelser er det deler av jorda som kommer inn i månens skygge. Månen kan bare kaste sin skygge på jorda når den står på en linje mellom jorda og sola og på samme side av jorda som sola. Det betyr at det må være nymåne.

 

Solformørkelse Solformørkelse

Helskyggen fra månen når bare et lite område på jorda. Derfor er det begrensede steder vi kan oppleve en total solformørkelse. Området med halvskygge er mye større, og partielle solformørkelser kan derfor sees av langt flere. Grunnen til at noen formørkelser er ringformete og andre er totale skyldes at månen går i en ellipsebane rundt jorda. Når månen er lengre vekk, dekker den en mindre del av himmelen. Sett fra jorda vil da månen ikke dekke for hele solskiva. Dette kalles en ringformet formørkelse.

Det er en tilfeldighet at sola både ligger ca. 400 ganger lengre vekk enn månen og har ca. 400 ganger større diameter. Sett fra jorda ser de derfor ut til å være like store. Det er denne tilfeldigheten som gjør at totale solformørkelser kan sees på jorda.

 

Hvor stor er månen?

Aristarchus (ca. 240 f. Kr.) var kanskje den første som ganske korrekt målte månens diameter. Det gjorde han ved å sammenligne størrelsen på månen med størrelsen av jorda ved en måneformørkelse. Aristarchus fant ut at ved måneformørkelsen var jordskyggen ute ved månen omtrent 2,5 ganger månens diameter. Dette kunne få en til å tro at månens diameter er 2,5 ganger mindre enn jorda. Men skyggen fra jorda smalner fra jorda mot månen, akkurat som månens skygge smalner ved en solformørkelse. Siden månens skygge smalner ned til praktisk talt et punkt på jordoverflaten, betyr det at månens skygge smalner med omtrent en månediameter på veien fra månen til jorda. Vi kan derfor anta at jordskyggen også smalner med en månediameter på avstanden fra jorda til månen. Det betyr at jorddiameteren må være omtrent 3,5 (altså 2,5 + 1) ganger månediameteren.

Avstanden til månen

En enkel måte å finne avstanden til månen når vi kjenner månens diameter er som følger: Se med ett øye på en mynt som du holder opp mot en fullmåne og juster avstanden til mynten dekker måneskiven. Når mynten dekker måneskiven er forholdet mellom myntdiameteren og avstanden fra øyet til mynten lik forholdet mellom månens diameter og avstanden fra jorda til månen.

Du vil da finne at:

 

Formel for å beregne avstanden til månen

De gamle grekerne visste alt dette. Jordas diameter kjente de, og dermed kunne de beregne både månens diameter og dens avstand fra jorda. Imponerende!

Mer om månens bane

Til daglig sier vi at månen går rundt jorda. Og sett fra jorda er vel det riktig også. Men hvis vi ser på bevegelsen jord – måne utenfra, er det systemet jord – måne som beveger seg rundt sola. Det er altså det felles massemiddelpunktet til jord – måne som beskriver banen rundt sola. Månen og jorda roterer om dette felles massemiddelpunktet. Fordi jordas masse er så mye større enn månens, ligger massemiddel punktet mye nærmere jorda enn månen.

 

Månen ”bukter” seg rundt jordkloden Månen ”bukter” seg rundt jordkloden

 

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 2. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • beskrive og illustrere hvordan jorda, månen og sola beveger seg i forhold til hverandre, og fortelle om årstider, døgn og månefaser
  • Etter 7. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • bruke animasjoner og andre modeller til å beskrive planetenes og månens bevegelser, og forklare hvordan årstider og månefaser oppstår
  • Etter 10. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • undersøke et emne fra utforskingen av verdensrommet, og sammenstille og presentere informasjon fra ulike kilder