Tunglið

Tunglið eða máninn er eini fylgihnöttur jarðar. Meðalfjarlægð tungls og jarðar er 384.399 km (um það bil 30 sinnum þvermál jarðar). Tunglið snýr alltaf sömu hlið að jörðinni. Ástæða þess er sú að flóðkraftur jarðar hefur bundið möndulsnúning tunglsins (tungldag) við umferðartíma þess (tunglmánuð), sem er 29,5 jarðardagar. Aðdráttarafl tunglsins verkar líka á jörðina og er helsta ástæða sjávarfalla.

Tunglið

Tunglið séð frá jörðu.
Einkenni sporbaugs
Jarðnánd	363.300 km
Jarðfirrð	405.500 km
Umferðartími	29,531 dagar
Er tungl	Jarðar
Eðliseinkenni
Ummál	10.921 km
Flatarmál yfirborðs	3,793 × 107 km2 (0,074 Jörð)
Rúmmál	2,1958 × 1010 km3 (0,020 Jörð)
Þyngdarafl við miðbaug	1,622 m/s²
Lausnarhraði	2,38 km/s
Möndulhalli	6,68°
Yfirborðshiti lægsti meðal hæsti Kelvín 100 250 390

Jarðeðlisfræðilega er tunglið himinhnöttur eða fylgihnöttur. Massi þess er 1,2% af massa jarðar og þvermál þess er 3.476 km, sem er um einn fjórði af þvermáli jarðar. Í sólkerfinu er tunglið hlutfallslega stærsti og massamesti fylgihnötturinn miðað við stærð sinnar reikistjörnu. Tunglið er auk þess fimmti stærsti og massamesti fylgihnötturinn og stærra en allar þekktar dvergreikistjörnur.^[1] Þyngdarafl við yfirborð tunglsins er um einn sjötti af þyngdarafli jarðar, um helmingur af þyngdarafli Mars, og það annað mesta á fylgihnetti í sólkerfinu, á eftir tungli Júpíters, Íó. Tunglið er lagskipt jarðstjarna og þar er ekkert vatnshvolf, gufuhvolf eða segulsvið svo heitið geti. Það myndaðist fyrir 4,51 milljörðum ára, skömmu eftir myndun jarðar, hugsanlega úr bergsalla sem myndaðist við árekstur milli jarðarinnar og himinhnattar á stærð við Mars, sem hefur verið kallaður Þeia.

Yfirborð tunglsins er þakið tunglryki. Þar er landslag sem einkennist af fjöllum, árekstrargígum, slettubreiðum, slettugeislum, grópum, og tunglhöfum úr storknuðu hrauni (sérstaklega á þeirri hlið sem snýr að jörðu). Höfin mynduðust þegar hraun rann ofan í árekstrargíga. Tunglið er alltaf upplýst af sólinni, nema þegar tunglmyrkvi á sér stað, en þessi lýsing er breytileg séð frá jörðinni og skapar þannig kvartilaskipti tunglsins.^[2] Tunglið er bjartasti himinhnötturinn á næturhimni jarðar, aðallega vegna þess hve sýndarþvermál þess er stórt. Endurvarpsstuðull tunglsins er svipaður og endurvarpsstuðull malbiks. Frá jörðinni sýnist tunglið vera næstum jafn stórt og sólin og það nær að skyggja alveg á sólina þegar sólmyrkvi á sér stað. Litlar breytingar á afstöðu tunglsins gagnvart jörðinni (tunglvik) valda því að 59% af yfirborði þess eru sjáanleg.

Tunglið fer einn hring umhverfis jörðina á u.þ.b. einum mánuði og á hverri klukkustund færist það um 0,5° á himinhvelfingunni, miðað við fastastjörnunar, eða um fjarlægð sem er u.þ.b. jöfn sýndarþvermáli þess.

Tunglmyrkvi verður þegar tunglið fer inn í alskugga jarðar, þ. a jörðin skyggir á sólu frá tunglinu séð.

Heiti

Tungl jarðar nefnist á íslensku tunglið eða máninn (oft skrifað með ákveðnum greini til aðgreiningar frá fylgihnöttum annarra reikistjarna). Hefðbundið er að skrifa heitið með litlum staf í íslensku.^[3] Orðið „tungl“ gæti verið komið af indóevrópsku rótinni *den-gh- „skína“.^[4] Orðið „máni“ gæti hins vegar tengst indóevrópsku rótinni *mē- „mæla“ sem vísar til hlutverks tunglsins í tímamælingum.^[5] Orðið er tengt orðinu „mánuður“.

Á latínu nefnist tunglið Luna sem er stundum notað í vísindaritum og vísindaskáldskap til að greina tungl jarðar frá öðrum tunglum. Á grísku nefnist tunglið Selene og Selena er tunglgyðja og stundum persónugervingur tunglsins í grískri goðafræði. Frumefnið selen dregur nafn sitt af henni. Artemis var önnur grísk gyðja sem tengdist tunglinu sérstaklega og enska nafnið Cynthia (eftir Kynþosfjalli, fæðingarstað Artemisar og Apollons) er því líka skáldlegt nafn á tunglgyðju. Í Súmer nefndist tunglgyðjan Sîn eða Nanna.^[6]

Mánasigð er táknmynd fyrir tunglið. Hún kemur víða fyrir í mannkynssögunni. Stjarna og mánasigð eru gömul tákn fyrir tunglgyðjuna Artemis og voru notuð í Austrómverska ríkinu sem tákn borgarinnar Konstantínópel. Tyrkjaveldi tók táknið upp sem síðar varð vinsælt tákn fyrir íslam.^[7]

Uppruni

Ekki eru menn allir sammála um hvernig tunglið myndaðist. Ótal misgáfulegar hugmyndir eru til um uppruna þess og verður fjallað um þær fjórar sem taldar eru líklegastar hér á eftir.^[8]

Samansöfnunarkenningin

Einfaldasta kenningin er sú að tunglið og jörðin hafi myndast saman fyrir óralöngu, strax og sólkerfið tók að myndast og tunglið byrjað að snúast um jörðu strax frá upphafi. Hún verður reyndar að teljast í ólíklegri kantinum þar sem efnasamsetning hnattanna er svo ólík að þeir geta ekki hafa myndast úr sama efninu.

Hremmikenningin

Önnur kenningin gengur út á það að tunglið hafi myndast sjálfstætt, en komið of nálægt jörðu. Við það festist það á sporbraut um jörðina og hefur ekki losnað síðan. Þessi kenning er líka í ólíklegra lagi, því ef hún stæðist, ætti jörðin að bera merki um að jarðskorpan hefði rifnað í sundur og gríðarleg eldgos hefðu geisað um alla jörðina. Þau ummerki hafa ekki fundist, a.m.k. ekki ennþá og er mjög ólíklegt að þau finnist nokkurn tímann. Ekki er þó hægt að útiloka þennan möguleika alveg því við getum ekki afsannað slík eldsumbrot vegna flekahreyfinganna. Jarðskorpan endurnýjar sig sem gerir það að verkum að gömul jarðlög, ekki síst jarðlög frá þeim tíma er tunglið myndaðist, gætu annaðhvort hafa eyðst eða grafist undir yngri jarðlögum og því verið nánast ógerlegt að rannsaka þau.

Klofningskenningin

Klofningskenningin gerir ráð fyrir að jörðin hafi upphaflega verið án fylgihnatta, en svo hafi hún skyndilega byrjað að snúast svo hratt að hluti jarðar hafi losnað og myndað tunglið. Þetta þykir þó óhugsandi. Ef hnöttur færi að snúast það hratt að hann klofnaði er útilokað að annar hlutinn færi á braut um hinn, heldur myndu þeir báðir losna úr þyngdarsviði hvors annars. Ein útgáfan af þessari kenningu gerir ráð fyrir að annað brotið sé tunglið og hitt Mars.

Árekstrarkenningin

Sú kenning er tiltölulega ung. Hún kom fyrst fram árið 1975 og segir að fyrirbæri á stærð við Mars hafi rekist á jörðina af gríðarlegu afli með þeim afleiðingum að kjarnar þeirra runnu saman, en bráðinn möttull aðkomuhnattarins hafi lekið út í geiminn og storknað á braut um jörðu. Massi hnattarins sem rakst svona hastarlega á jörðina hefur haft mikil áhrif á hana og talið er að möndulhalli hennar sé að einhverju leyti afleiðing þessa árekstrar. Í dag er árekstrarkenningin sú kenning um uppruna tunglsins sem mönnum finnst líklegust.

Gerð tunglsins

Innri gerð tunglsins

Ytri gerð

Þegar fyrstu stjörnufræðingar fóru að velta tunglinu fyrir sér, tóku þeir eftir að yfirborð þess skiptist í ljós og dökk svæði sem þeir töldu vera lönd og höf. Enn í dag er talað um höf þegar talað er um dökku svæðin, þrátt fyrir að þau séu það ekki í orðsins fyllstu merkingu.

Höfin mynduðust þegar stórir loftsteinar rákust á tunglið með það miklum krafti að þeir náðu í gegnum skorpu þess og inn í möttulinn sem þá var fljótandi. Við það flæddi hraun upp úr holunni og þakti hluta af hnettinum. Þetta þýðir að dökku svæðin hljóta að hafa myndast fyrir meira en þremur milljörðum ára, því samkvæmt rannsóknum sem gerðar hafa verið á sýnum sem geimfarar tóku með sér frá tunglinu, lauk eldvirkni á tunglinu þá.

Ljósu svæðin (hálendi) á tunglinu eru fjöll og gígar. Þau eru um 4-4,3 milljarða ára gömul og þekja stærsta hluta yfirborðs tunglsins, eða 84%. Bergtegund sem kallast anortosít veldur hvíta litnum á hálendi tunglsins. Þessi bergtegund inniheldur frumefnin ál, kalsíum og kísil. Fjöllin eru elsti hluti tunglsins, öfugt við jörðina. Þetta á sér þá skýringu að þegar tunglið var nýmyndað gaus það eins og jörðin og við það mynduðust fjöll. Bakhlið tunglsins er eiginlega ekkert annað en hálendi, en það er vegna þess að aðdráttarafl jarðar er svo mikið að þegar tunglið var að myndast toguðust öll þungu efnin inn að hjámiðju sem er 2,5 km frá rúmfræðilegri miðju þess. Þetta kallast bundinn möndulsnúningur. Það er einnig ástæða þess að við sjáum aðeins aðra hlið tunglsins.

Listi yfir tunglhöf

• Austurhafið (latína Mare Orientale).
• Eimhafið (Mare Vaporum).
• Frerahafið (Mare Frigoris).
• Friðarhafið (Mare Tranquillitatis). Fyrsta mannaða tunglfarið Apollo 11 lenti á Friðarhafinu klukkan 15:17 20. júlí 1969.
• Frjósemishafið (Mare Fecunditatis).
• Kreppuhafið (Mare Crisium).
• Kyrrðarhafið (Mare Serenitatis).
• Regnhafið (Mare Imbrium).
• Skýjahafið (Mare Nubium).
• Veigahafið (Mare Nectaris).
• Vessahafið (Mare Humorum).

Innri gerð

Skorpa tunglsins er u.þ.b. 70 km þykk. Hún er úr fjölmörgum frumefnum, t.d. úrani, þóríum, kalíum, súrefni, kísli, magnesíum, járni, títan, kalsíni, áli og vetni. Undir henni er svo möttull. Hann er að mestu leyti úr sílíkötum. Möttullinn er nánast allt rúmmál tunglsins, svo segja má að tunglið sé að mestu úr sílíkötum. Í miðju þess er svo kjarni sem menn eru ekki alveg vissir um hvort er fljótandi eða fastur, en menn telja þó frekar að hann sé fljótandi. Ástæðan fyrir því er sú að nokkrir “tunglskjálftamælar” sem var komið fyrir á tunglinu sýndu að þegar loftsteinn rakst á það fóru P-bylgjurnar sem mynduðust við áreksturinn í gegnum tunglið en ekki S-bylgjurnar.

Kvartilaskipti

Aðalgrein: Kvartilaskipti

Kvartilaskipti tunglsins.

Sólin skín aldrei nema á helming tunglsins (nema í tunglmyrkvum) og þess vegna sjáum við aðeins þann hluta tunglsins sem hún skín á hverju sinni. Þegar talað er um fullt tungl þýðir það að sólin skín á allan þann helming tunglsins sem við sjáum frá jörðinni. Þegar sólin skín einungis á hina hliðina er talað um nýtt tungl. Fullt tungl rís við sólsetur því þá snýr sú hlið tunglsins sem snýr að áhorfanda öll að sólinni, sem er þá aftan við jörðina. Nýtt tungl rís við dögun því þá er sólin utan við tunglið og snýr að athugandanum.^[9]

Fyrsta kvartil er þegar tunglið er að vaxa, en er ekki orðið hálft. Á öðru kvartili er það einnig vaxandi, en þá er það meira en hálft. Ef tunglið er á þriðja kvartili er það byrjað að minnka og stefnir í að verða hálft og loks þegar tunglið er á fjórða kvartili er það orðið minna en hálft og hverfur að lokum alveg.^[10]

Heiðgult himinfé,

höfði kinkandi.

Alveg eins og C,

er þá minnkandi.

— Minniskvæði eftir Örn Snorrason (Aquila) til að muna að skarður máni er vaxandi, þegar broddarnir vísa í austur, en tungl er minnkandi, er til vesturs snýr.

Tunglferðir

Buzz Aldrin á tunglinu

Draumurinn um að maður stigi fæti á tunglið varð að veruleika þann 21. júlí 1969 þegar menn um borð í geimferjunni Apollo 11 stigu á tunglið. Fyrstur til þess að vinna þetta afrek var Bandaríkjamaðurinn Neil Armstrong og annar var Edwin Aldrin, sem einnig var um borð í Appolló 11. Þeir tóku margar myndir af tunglinu og útsýninu þaðan. Þeir söfnuðu líka ryki og bergi og komu með til jarðar til rannsókna.^[11] Þetta átti eftir að vera mjög fróðlegt fyrir vísindamenn og aðra sem þyrsti í að vita meira um tunglið, upphaf þess, gerð og jafnvel endalok. Alls hafa 12 menn stigið fæti á tunglið, allir á árunum 1969-1972.^[12] Þessir tólf menn voru um borð í 6 Appolló-geimförum. Appolló-geimförin voru gerð úr þremur hlutum: stýrieiningu, þjónustueiningu og tunglfari.

Áður en Appolló-geimförin hófu sig á loft höfðu menn þó náð að koma mannlausum geimförum til tunglsins og safnað sýnum. Þetta voru sovésk geimför sem kölluðust Luna-geimför, og það fyrsta lenti á tunglinu árið 1959. Ári síðar lenti bandarískt geimfar þar og svo aftur árið 1966 með Lunar-Orbiter verkefninu. Lunar-Orbiter hjálpaði til við val á lendingarstað Appolló-geimfaranna með því að taka fyrstu hágæðamyndirnar af yfirborði tunglsins.^[13]