Fasi lunari e eclissi

Perché la Luna ha le fasi

La Luna non produce luce: riflette quella del Sole. In ogni momento il Sole illumina sempre una metà della Luna, quella rivolta verso di lui. Quello che cambia è quanta parte di questa metà illuminata vediamo dalla Terra, e dipende dalla posizione della Luna lungo la sua orbita.

Le fasi lunari sono i diversi aspetti della parte illuminata della Luna visibile dalla Terra, durante una rivoluzione intorno al nostro pianeta.

Nel disegno il Sole è lontano, a sinistra, e i suoi raggi sono paralleli. Nota le posizioni principali (partendo dalla luna nuova):

• Luna nuova: la Luna è tra Terra e Sole; la faccia illuminata guarda il Sole, quella rivolta a noi è buia. Non la vediamo.

• Primo quarto: Luna, Terra e Sole formano un angolo retto; vediamo metà del disco illuminata.

• Luna piena: la Terra è tra Sole e Luna; vediamo tutta la faccia illuminata.

• Ultimo quarto: di nuovo un angolo retto, ma dall'altra parte; vediamo l'altra metà del disco.

Tra una fase principale e l'altra ci sono la Luna crescente (la parte illuminata aumenta) e calante (diminuisce). Quando è meno che un semicerchio si dice falce, quando è più di un semicerchio si dice gibbosa.

Mese sinodico e mese sidereo

La Luna compie una rivoluzione intorno alla Terra in circa 27,3 giorni (mese sidereo, cioè rispetto alle stelle fisse). Ma tra una luna nuova e la successiva passano circa 29,5 giorni: è il mese sinodico (o lunazione), il periodo delle fasi.

Perché la differenza? Mentre la Luna gira intorno alla Terra, anche la Terra avanza lungo la sua orbita intorno al Sole. Dopo 27,3 giorni la Luna è tornata nella stessa direzione rispetto alle stelle, ma il Sole è «spostato» di circa 27°: alla Luna servono ancora circa due giorni per raggiungere di nuovo l'allineamento con Sole e Terra.

Dividendo la lunazione, le fasi principali sono separate da circa 7,4 giorni:

Una sola faccia

La Luna mostra sempre la stessa faccia alla Terra perché il suo periodo di rotazione sul proprio asse è uguale a quello di rivoluzione (27,3 giorni): è la rotazione sincrona. Ruota una volta su sé stessa ogni volta che gira intorno alla Terra.

Quando si vede la Luna

Una luna piena sorge al tramonto e tramonta all'alba; il primo quarto sorge verso mezzogiorno e tramonta a mezzanotte; l'ultimo quarto sorge a mezzanotte; la luna nuova sorge e tramonta con il Sole.

Le eclissi

Un'eclissi avviene quando un astro entra nell'ombra di un altro.

• Eclissi di Luna: la Luna entra nel cono d'ombra della Terra. Succede con la luna piena: Sole, Terra e Luna sono allineati, con la Terra al centro.

• Eclissi di Sole: la Luna si interpone tra Sole e Terra e ne nasconde la luce. Succede con la luna nuova: Sole, Luna e Terra sono allineati, con la Luna al centro.

Durante un'eclissi totale di Luna il disco non scompare: appare rossastro, perché l'atmosfera terrestre rifrange verso l'ombra la luce rossa del Sole, che è la meno diffusa.

Perché non c'è un'eclissi ogni mese

Ogni mese c'è una luna nuova e una luna piena, ma le eclissi sono molto meno frequenti. Il motivo: il piano dell'orbita lunare è inclinato di circa 5° rispetto all'eclittica (il piano dell'orbita terrestre). Di solito la Luna passa un po' sopra o sotto la linea Sole–Terra, e l'allineamento non è perfetto.

I punti in cui l'orbita lunare interseca l'eclittica sono i nodi lunari. Un'eclissi avviene solo quando la luna nuova o piena si verifica vicino a un nodo.

Perché le eclissi di Sole totali sono possibili

Dividi il raggio per la distanza:

• Luna: $\dfrac{1.737}{384.400} \approx 0{,}0045$

• Sole: $\dfrac{696.000}{150 \cdot 10^6} \approx 0{,}0046$

I due rapporti sono quasi uguali: Sole e Luna hanno quasi la stessa dimensione apparente nel cielo. Il Sole è circa 400 volte più grande della Luna, ma anche circa 400 volte più lontano. Per questo la Luna può coprire il disco solare: è possibile un'eclissi totale.

Vuoi sapere perché ogni mese la Luna cambia aspetto? Abbiamo risposto: la Luna è sempre illuminata per metà, ma noi la vediamo da angolazioni diverse mentre orbita intorno alla Terra.

In sintesi

• Le fasi dipendono dalla posizione di Luna, Terra e Sole: la Luna è sempre illuminata per metà, ma ne vediamo una parte diversa.

• Ordine: luna nuova, primo quarto, luna piena, ultimo quarto. Mese sinodico circa 29,5 giorni; sidereo circa 27,3 giorni.

• La Luna mostra sempre la stessa faccia perché rotazione e rivoluzione durano uguale.

• Eclissi di Luna: luna piena, Luna nell'ombra della Terra. Eclissi di Sole: luna nuova, Luna tra Sole e Terra.

• Non ci sono eclissi ogni mese per l'inclinazione di 5° dell'orbita lunare: servono i nodi.