Mesiac: Blíženec Zeme

Mesiac je náš jediný prirodzený satelit (= mesiac = družica); je to najbližšie nebeské teleso k Zemi. Jeho stredná vzdialenosť je len 384 000 km (svetlo preletí vzdialenosť Zem - Mesiac za o niečo viac ako 1 sekundu), preto sa nám zdá byť na oblohe veľký. Mesiac je však pomerne malým telesom s priemerom 3 476 km a s hmotnosťou iba 1/81 hmotnosti Zeme. Úniková rýchlosť na Mesiaci (2,4 km/s) je príliš nízka, než aby si mohol udržať nejakú atmosféru. Mesiac nesvieti vlastným svetlom (vo viditeľnej oblasti spektra), ale odráža svetlo zo Slnka. Na mesačnom povrchu vidíme aj voľnými očami tmavé "moria" a svetlé planiny. Na južnej pologuli je vidieť najvýraznejší kráter Tycho s rozbiehajúcimi sa svetlými lúčmi (typickými pre mladé krátery), v oblasti morí východnej pologule aj voľnými očami vidíme kráter Kopernik, ktorého priemer je približne 100 km.

Mesiac nastavuje Zemi vždy iba jednu stranu (takáto rotácia sa volá viazaná). Prvá mapa Mesiaca, urobená z pozorovaní ďalekohľadom bola nakreslená Thomasom Harritovom (1560 - 1621) v roku 1609. Odvrátenú stranu Mesiaca ľudstvo nevidelo až do éry kozmických letov - sonda Luna 3 v roku 1959 prvýkrát odfotografovala odvrátenú stranu Mesiaca; veľmi podrobné mapy Mesiaca boli urobené v rámci programu Apollo a ďalších.

Striedanie mesačných fáz vzniká v dôsledku toho, že Slnko osvetľuje vždy inú časť mesačného povrchu. Ako sa mení poloha Mesiaca voči Slnku a Zemi, mení sa vzhľad Mesiaca ako ho vidíme z povrchu Zeme. V nove je natočená k Zemi tmavá strana a Mesiac nie je zo Zeme viditeľný s výnimkou prípadu, kedy leží presne na priamke prechádzajúcej Slnkom a Zemou; vtedy pozorujeme zatmenie Slnka.

O dva - tri dni sa Mesiac objaví na západe po západe Slnka ako tenký žiarivý kosáčik. Zo dňa na deň kosáčik Mesiaca dorastá (pamätáme si podľa toho, že vyzerá ako písmeno D) a posúva sa na východ. V prvej štvrti je vidieť polovica pologule Mesiaca. Mesiac ďalej pribúda až je osvetlená celá privrátená pologuľa Mesiaca - hovoríme že Mesiac je v splne. Jeho okrúhla "tvár" žiari po celú noc, pretože je presne oproti Slnku. Potom Mesiac opäť ubúda - "cúva" až k poslednej štvrti a kotúčik v tvare "C" je na rannej oblohe, smeruje opäť až k novu, ktorý je začiatkom nového cyklu fáz. Medzi dvoma novmi uplynie takmer 29,5 dňa, hovoríme tomu lunácia.
Ako dlho trvá skutočný obeh o 360° voči vzdialeným hviezdam udáva siderická obežná doba. Čas, za ktorý sa teleso dostane do rovnakej polohy voči pohybujúcej sa Zemi a Slnku (zdroju žiarivej energie, vďaka ktorému teleso na pozemskej oblohe môžeme pozorovať) udáva synodická obežná doba.

Siderický (hviezdny) mesiac je doba obehu Mesiaca okolo Zeme vzhľadom ku hviezdam. Jeho trvanie je 27d 07h 43m 11,54s = 27,321 66 stredných slnečných dní.

Synodický mesiac je doba, ktorá uplynie od novu k najbližšiemu nasledujúcemu novu (všeobecne doba vystriedania fáz Mesiaca). Za jeden siderický mesiac Zem obehne okolo Slnka uhol asi 26,9° - pri pozorovaní zo Zeme to pozorujeme tak, že Slnko sa posunie o ten istý uhol po ekliptike smerom na východ, prejde približne jedno znamenie. Mesiac sa teda musí posunúť o ten istý uhol 26,9° okolo Zeme, aby sme na Zemi pozorovali rovnakú fázu. Dĺžka synodického mesiaca je 29d 12h 44m 02,8s - 29,530 59 stredných slnečných dní.

Po ubehnutí jedného siderického mesiaca opíše Mesiac okolo Zeme 360°, no potrebuje ešte asi 2d 5h, aby sa dostal do rovnakej polohy vzhľadom na Zem a Slnko - do rovnakej fázy pozorovanej zo Zeme - do novu (poloha C).