Librazioni lunari

Da Commissione Divulgazione - Unione Astrofili Italiani.

Le librazioni sono "piccole oscillazioni apparenti della Luna che consentono di osservare circa 6/10 della superficie lunare e non soltanto l'emisfero sempre rivolto alla Terra" (John Gribbin, Enciclopredia di astronomia e cosmologia, Garzanti)

In effetti, considerato il fatto che la rotazione della Luna attorno alla Terra è sincrona, ci si aspetterebbe di vedere solo la metà esatta della superficie lunare. In realtà la complessità dei moti lunari favorisce noi osservatori terrestri, che riusciamo a cogliere circa il 59% della superficie lunare. Anche se, ovviamente, ogni volta che guardiamo la Luna ne vediamo solo un emisfero, ci sono dei movimenti oscillatori apparenti che ci mostrano, di volta in volta, dei piccoli "spicchi" di superficie lunare che normalmente ci sarebbero preclusi alla vista.

Un'interessante animazione del fenomeno si può apprezzare in questo sito.

La librazione è un fenomeno complesso, e le sue componenti principali, che ci avvantaggiano come osservatori, sono le librazioni in longitudine e in latitudine.

La librazione in latitudine è causata dal fatto che l'equatore della Luna è inclinato di 6°41' rispetto al piano orbitale: questo fa sì che la Luna presenti periodicamente verso la Terra uno dei suoi poli, e presenti l'altro polo quando è dal lato opposto della sua orbita. Questo accade perchè l'asse della Luna, come quello di un grande giroscopio, punta sempre (a meno di moti secolari) verso lo stesso punto del cielo, indipendentemente dalla posizione della Luna nello spazio. La librazione in latitudine è pari a +/- 6°50'.

La librazione in longitudine è causata dal fatto che la rotazione della Luna attorno al proprio asse avviene a velocità costante, mentre la velocità orbitale attorno alla Terra cambia in virtù dell'eccentiricità dell'orbita (ricordiamo la seconda legge di Keplero). La velocità orbitale ha il suo massimo al perigeo, e il suo minimo all'apogeo, oscillando nel corso della rotazione fra questi due valori estremi. Ad esempio, dal perigeo (posizione 1) la Luna completa 1/4 della sua orbita in meno tempo rispetto al tempo che impiega per ruotare attorno a sè stessa di 90°. Questo fa apparentemente ruotare verso sinistra il centro del globo lunare, facendo in modo che noi possiamo osservare una striscia di paesaggio lunare sulla destra che normalmente ci sarebbe nascosta.

Allo stesso modo, dall'apogeo (posizione 3) la Luna ci mette più tempo a raggiungere la posizione 4 di quanto non impieghi a ruotare su sè stessa di altri 90°. Questo provoca un piccola rotazione apparente opposta alla precedente, mostrandoci quindi una striscia di paesaggio lunare sul lato sinistro. La librazione in longitudine ammonta a +/- 7°54'.

Le librazioni in latitudine e in longitudine avvengono simultaneamente e il loro effetto combinato mostra o nasconde zone della superficie lunare dette zone di librazione. Sono un fenomeno molto importante per chi osserva la Luna, e i loro valori sono tabulati nell' Almanacco UAI. Solitamente i dati sono raccolti in diagrammi, come quello raffigurato sopra e disponibile ogni mese nel Cielo del mese UAI, che sintetizzano gli effetti della librazione circa la visibilità delle zone prossime al bordo lunare.

Viene mostrato l'effetto combinato delle librazioni complessive in latitudine e in longitudine geocentriche, vale a dire per un osservatore ipoteticamente piazzato al centro della Terra - ci sono effetti secondari legati alla posizione dell'osservatore sulle superficie terrestre, vedi più oltre le librazioni diurne. Ogni punto rappresenta le ore 00H UT del giorno indicato, e lungo il mese sono indicati i giorni di 5 in 5 e l'epoca approssimativa della fase lunare. Sono ovviamente diagrammi esemplificativi, chi è interessato ai valori puntuali deve consultare le effemeridi lunari.

Esiste un'ulteriore effetto di librazione, detto librazione diurna, pari a circa 1°, dovuto al fatto che punti differenti della Terra vedono porzioni leggermente differenti del globo lunare. Esistono infine librazioni di piccola intensità dovute a irregolarità minori del moto lunare, e costituiscono un oggetto di studio degli astronomi, coinvolgendo la forma e la struttura interna della Luna.