Fases i eclipsis de la Lluna

La Lluna mai canvia de forma. La meitat sempre està il·luminada pel Sol; el que canvia és la part d’aquesta meitat il·luminada que es troba davant teu. Una vegada que veus per què, els eclipsis deixen de ser misteriosos i comencen a ser predictibles.

La meitat de la Lluna està sempre a la llum del sol. Les fases són només el nostre punt de vista.

Mira

La Lluna no produeix la seva pròpia llum. Brilla perquè la llum del sol cau sobre ella. En qualsevol moment, una meitat de la Lluna està il·luminada pel Sol i l’altra meitat és fosca, igual que la Terra té dia i nit.

Mentre la Lluna gira al voltant de la Terra, veiem diferents quantitats de la seva meitat il· luminada pel Sol:

• Lluna nova: la Lluna està entre la Terra i el Sol. La meitat il·luminada mira cap a fora de nosaltres, així que no la podem veure.
• Primer quart: veiem la meitat del disc encès.
• Luna plena: La Terra està entre el Sol i la Lluna. Veiem tota la meitat il·luminada.
• Darrera quarta: mig il·luminat de nou, l’altre costat.

A l’ eina, la imatge de l’ esquerra mira cap avall a la Terra i la Lluna des d’ una distància molt gran, amb el Sol a l’ esquerra. La imatge de la dreta mostra el que es veu des de la Terra. Mou el cursor i mira com canvien tots dos junts.

De vegades el Sol, la Terra i la Lluna s’ alineen exactament:

• Un eclipsi solar passa quan l’ombra de la Lluna cau sobre la Terra en Lluna nova.
• A-M_BAR_Indonesi eclipsi lunar Això passa quan l’ombra de la Terra cau sobre la Lluna en plena lluna.

Entesos

La Lluna gira una volta al voltant de la Terra, mesurada en relació amb les estrelles, en 27.3 dies (el mes sideri). Però les fases es repeteixen cada 29,5 dies (el mes sinòdic). Per què la diferència? Mentre la Lluna gira al voltant de la Terra, la Terra es mou aproximadament 1/12 del camí al voltant del Sol. La Lluna necessita uns dos dies més per a posar- se al dia amb la nova direcció del Sol.

La fracció del disc que sembla il· luminat depèn de l’ angle entre el Sol i la Lluna vist des de la Terra, anomenat elongació:

Elongació	Fase	Fracció llegida
0°	Lluna nova	0%
90°	Primer trimestre	50%
180°	Lluna plena	100%
270°	Últim trimestre	50%

Si la Lluna girés exactament en el mateix pla que la Terra gira al voltant del Sol, tindríem un eclipsi solar cada lluna nova i un eclipsi lunar cada lluna plena. Però l’òrbita de la Lluna està inclinada aproximadament 5,1 graus. Normalment la Lluna passa una mica per sobre o per sota de la línia Sol-Terra, i no passa res.

Els dos punts on l’òrbita de la Lluna creua el pla orbital de la Terra s’anomenen nodes. Els eclipsis només poden passar quan una Lluna nova o plena cau prop d’ un node. Això passa en dues “estacions d’eclipsi” cada any, amb uns sis mesos d’interval.

Mestre

La fracció il· luminada k segueix de l’ angle de fase i (l’ angle Sol- Lluna- Terra):

k = (1 + cos i) / 2

Com que el Sol és aproximadament 390 vegades més lluny que la Lluna, i ≈ 180° − elongació. L’ eina calcula i amb la sèrie de Meeus (Astronomical Algorithms, eq. 48,4), que corregeix l’elongació mitjana per als principals termes periòdics de les òrbites de la Lluna i del Sol. Col·loca les llunes noves i plenes a aproximadament mitja hora dels temps precisos, prou per aprendre.

El mes sinòdic segueix de les dues velocitats angulars: 1/P_sin = 1/P_sid − 1/P_any = 1/27.3217 − 1/365.256, donant 29.531 dies.

Si un eclipsi és possible depèn del argument de latitud F de la Lluna, el seu angle des del node ascendent. Meeus dóna una regla ràpida: en una Lluna nova o plena, si |sin F| > 0.36 (F més d’uns 21° des d’un node), no hi ha eclipsi. L’ eina aplica exactament aquesta prova. És una condició necessària, no una predicció del tipus d’eclipsi o on és visible: això necessita la distància de la Lluna, la geometria de l’ombra de la Terra i posicions molt més precises.

Els nodes no estan fixats. Es mouen cap enrere al voltant de l’eclíptica una vegada cada 18,6 anys, raó per la qual les estacions d’eclipsi arriben uns 19 dies abans cada any, i part del motiu pel qual els eclipsis es repeteixen en el famós cicle de saros de 18 anys.