Bình động (thiên văn học)

Trong thiên văn học về Mặt Trăng, sự đung đưa hay bình động là sự dao động lắc lư của Mặt Trăng được nhận thấy bởi những người quan sát trên Trái Đất, gây ra bởi những thay đổi trong góc nhìn của họ. Hiệu ứng này cho phép người quan sát có thể thấy được đôi chút các phần bề mặt của hai bán cầu khác nhau của Mặt Trăng vào những thời điểm khác nhau. Nó tương tự về mặt nguyên nhân và kết quả với sự thay đổi kích thước biểu kiến của Mặt Trăng do sự thay đổi trong khoảng cách. Nó được gây ra bởi ba cơ chế được mô tả bên dưới, hai trong số đó gây ra một sự bình động vật lý bằng các lực thủy triều do Trái Đất tác dụng. Các sự đung đưa thực sự như vậy cũng được biết đối với các mặt trăng khác với sự quay khóa.
Một hiện tượng rất khác đối với chuyển động của một tiểu hành tinh trojan cũng được gọi là "sự bình động Trojan"; và "điểm bình động Trojan" có nghĩa là điểm Lagrange.
Cơ chế.
Mặt Trăng luôn chỉ hướng một bán cầu của nó về phía Trái Đất, do sự khóa thủy triều. Do đó, tầm nhìn toàn cảnh của nửa phía xa của Mặt Trăng chưa thể có cho đến khi tàu thăm dò Luna 3 của Liên Xô tới Mặt Trăng vào ngày 7 tháng 10 năm 1959, và các nhiệm vụ thăm dò Mặt Trăng sâu hơn bởi Hoa Kỳ và Liên Xô. Tuy nhiên, hình ảnh đơn giản này chỉ là gần đúng: theo thời gian, hơn một nửa (tổng cộng khoảng 59%) diện tích bề mặt của Mặt Trăng có thể được thấy từ Trái Đất do hiện tượng đung đưa.
Sự đung đưa của Mặt Trăng bắt nguồn từ ba loại thay đổi trong góc nhìn do: quỹ đạo không tròn và có độ nghiêng, kích thước hữu hạn của Trái Đất, và phương hướng thay đổi của Mặt Trăng trong không gian. Cơ chế đầu tiên trong số này được gọi là bình động quang học, cơ chế thứ hai chính là thị sai, và thứ ba là bình động vật lý. Mỗi cơ chế có thể được chia làm hai thành phần kinh độ và vĩ độ.
Sau đây là bốn loại bình động của Mặt Trăng:
Sự bình động vật lý.
Còn được gọi là bình động thực (trái ngược với các loại bình động quang học về kinh độ, về vĩ độ và hàng ngày), sự định hướng của Mặt Trăng thể hiện các dao động nhỏ của hướng cực trong không gian và chuyển động quay quanh cực.
Sự bình động này có thể được phân tích ra bình động cưỡng bức và tự do, trong khi cưỡng bức là bình động do các lực tác dụng trong quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Đất và Mặt Trời. Bình động tự do là một dao động có thời gian dài hơn.
Bình động cưỡng bức.
Các định luật Cassini khẳng định rằng:
Ngoài chuyển động quay đều và tuế sai đều của mặt phẳng xích đạo, Mặt Trăng còn có các dao động nhỏ của định hướng trong không gian đối với cả 3 trục. Các dao động này được gọi là các bình động vật lý. Ngoài độ nghiêng 1,5427º giữa mặt phẳng xích đạo và hoàng đạo, các dao động có biên độ khoảng ±100 giây cung. Các dao động này có thể được biểu diễn bằng chuỗi lượng giác phụ thuộc vào các mômen quán tính của Mặt Trăng" A "&lt; "B" &lt; "C". Các tổ hợp có tác động nhất là và . Dao động quanh trục cực là nhạy nhất với "γ"; còn định hướng 2 chiều của cực, gồm cả độ nghiêng 1,5427° nhạy nhất với "β". Sau này các phép đo chính xác về các bình động vật lý cung cấp các xác định chính xác là "β" = và "γ" = .
Việc đặt 3 vật phản xạ ngược trên Mặt Trăng bằng thực nghiệm đo laser Mặt Trăng và 2 vật phản xạ ngược bởi Lunokhod cho phép đo lường chính xác các bình động vật lý bằng cách chiếu tia laser tới Mặt Trăng.
Bình động tự do.
Bình động vật lý tự do tương tự như nghiệm của phương trình rút gọn cho hệ phương trình vi phân tuyến tính. Khoảng thời gian của các bình động tự do có thể được tính toán, nhưng trước hết phải đo được biên độ của chúng. Thực nghiệm đo laser Mặt Trăng cho phép xác định các biên độ. Hai bình động tự do lớn nhất được phát hiện bởi O. Calame. Các giá trị hiện đại là:
Lõi lỏng của Mặt Trăng có thể gây ra chế độ dao động thứ tư với chu kỳ khoảng 4 thế kỷ. Các bình động tự do được dự kiến ​​sẽ tắt dần trong thời gian rất ngắn so với tuổi của Mặt Trăng. Do đó, sự tồn tại của chúng ngụ ý rằng phải có một hoặc nhiều cơ chế kích thích.