המרכז הישראלי למידע אסטרונומי - פרקי מבוא באסטרונומיה, הירח, ליקויים, גיאות ושפח, החודש


עמוד הבית	מי אנחנו	פורומים ורשימת תפוצה	אלמנך שמי ישראל	אסטרו-לאב	ציוד לצפייה בשמיים	בנה במו ידיך	חדשות ומאמרים

אסטרו-לאב, פורטל האסטרונומיה למורים, תלמידים וחובבים
מושגי יסוד ופרקי מבוא באסטרונומיה	תרגולים למורים, תלמידים וחובבים	פעילויות אסטרונומות ציבוריות

פרקי מבוא באסטרונומיה
פרק ג הירח בפרק זה, נכיר את הירח, מבנהו, תנועתו סביב כדור הארץ , גיאות ושפל, ליקויים הירח הוא שכנו הקרוב ביותר של כדור הארץ. לכן, זהו גרם השמים המוכר ביותר בין כל גרמי השמים שניתן לראותם בעין. הודות למרחקו הקטן, יחסית, ניתן לראות פרטים על פניו גם בעין, ללא עזרת משקפת או טלסקופ. הירח משמש כבן לוויה של כדור הארץ במשך מיליארדי השנים האחרונות והדעות חלוקות באשר למקורו: גילם של סלעי הירח דומה לגילם של סלעי כדור הארץ, אם כי סלעי הירח מעט עתיקים יותר. אולם, קיימים הבדלים קלים בין סלעי הירח וסלעי כדור הארץ: קרום הירח מכיל סיליקאטים של ברזל ומגנזיום, שנוצרו בהתכה בחום רב וכן סיליקאטים של סידן ואלומיניום. מבנה הירח וגילו מקשים על גיבוש מודל חד משמעי באשר להיווצרותו - יש הטוענים כי הירח וכדור הארץ נוצרו בבת אחת, בעת שנוצר כדור הארץ, אך ההבדלים שבין הרכב פני הירח ולבין הרכב פני כדור הארץ ובעיקר ההבדלים בין גילם של סלעי כדור הארץ והירח מצננים מעט את התאוריה הזו. תיאוריות נוספות גורסות כי הירח נלכד על ידי כדור הארץ, או נקרע ממנו בשלב מסוים בעבר. המודל המקובל ביותר כיום להיווצרות הירח נקרא: מודל ההתנגשות הגדולה. לפיו, התנגש גוף גדול עם כדור הארץ מיד עם היווצרותו. ההתנגשות עם הגוף, שגודלו היה כגודלו של מאדים, העיפה חומר רב לחלל, וחומר זה התגבש לכלל יצירת הירח. החום הרב שנוצר בעת ההתגבשות, מסביר את הרכב פני הירח. הירח קטן, יחסית, וכוח המשיכה שלו אינו מספיק כדי לאפשר לו להחזיק באטמוספירה משלו. ואם הירח חסר אטמוספירה , הרי שממילא חסר לו הלחץ האטמוספירי, הדרוש כדי לאפשר קיומם של מים נוזלים על פניו. פני הירח הם פסיפס מרהיב של מכתשים , חריצים, הרים וימות . המכתשים הם תצורות הנוף שמקנות לירח את צביונו המיוחד, הודות לשכיחותן הרבה. למעשה, המכתשים הם תצורות הנוף השכיחות ביותר על פני הירח ובטלסקופ קטן ניתן למנות אלפים מהם. המונח הלועזי שבו מכנים את המכתשים הוא: crater, שפירושו - קערה - ובתרגום חופשי: לוע. אין קשר בין מהות הלועות על פני הירח, לבין הלועות על פני כדור הארץ, שהם לועות הרי-געש, שמהותם שונה לחלוטין. המספר הרב של המכתשים נגרם עקב העדר האטמוספירה בירח. בימים קדומים, עת נוצרה מערכת השמש , נעו אינספור שברים גדולים וקטנים של סלע וקרח במרחב שבין כוכבי הלכת. שברים אלה נלכדו על ידי כוכבי הלכת ופגיעתם יצרה מכתשים הפעורים, עד עצם היום הזה, בכל כוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש, כמו גם על כל הירחים והאסטרואידים המצויים בה. לירח, חסר האטמוספירה, אין שכבת מגן המגינה בפני מטאוריטים, ועקבות פגיעתם ורישומיהם נכרים היטב על כל צעד ושעל. ואם לא די בכך, הרי שחותם הפגיעות לא נמחה ונותר לנצח; הפעולה היחידה שמחתה חלק מאותם מכתשים היתה הפעילות הגעשית בירח, שכפי הנראה ארעה בשלב בו פחת מספר הפגיעות בירח ובשאר כוכבי הלכת. הלבה מחתה את המכתשים הקטנים המצויים בימות, ולמעשה המכתשים היחידים, הספורים, שרואים על פני הימות, נוצרו בתקופה שלאחר הפעילות הגעשית. תנועתו של הירח סביב כדור הארץ ותנועתם המשותפת סביב השמש משתקפת היטב במופעיו של הירח: לעיתים הוא נראה מלא ולעיתים הוא נראה כחרמש דק. מופעי הירח הם אחת מתופעות הטבע האסטרונומיות הראשונות שילדים שמים ליבם אליהם. הירח סובב סביב כדור הארץ במשך פרק הזמן השווה בדיוק לפרק הזמן בו הוא משלים הקפה אחת סביב צירו. לכן, הירח מפנה לעבר כדור הארץ תמיד את אותו הצד של פניו (ראו איור במושג – מופעים).			פרקי תרגול

























השפעתו של הירח על כדור הארץ מתבטאת גם בכוח הכבידה ההדדי ששני הגופים מפעילים זה על זה. התופעה המוכרת ביותר היא תופעת הגאות, שכל יורד ים או חובבי ים מושבעים מכירים היטב, עת קו החוף משתנה מיממה ליממה. כוחות הכבידה שמפעיל כדור הארץ והירח זה על זה מתבטאים בהשפעות על תנועת הירח בחלל. והן מסיטות את הירח ממסלולו ומאטות את מהירות סיבוב כדור הארץ סביב צירו. תופעות אלו גם קשורות לצורתם הגיאומטרית של כדור הארץ והירח, המרחק ביניהם ועוד. התופעה האחרונה הקשורה בירח ואנו נלמד עליה היא תופעת הליקויים: ליקוי חמה, עת הירח מסתיר את השמש ואילו ליקוי ירח, בו הירח נכנס אל צל כדור הארץ. על תופעות הטבע הקשורות בירח נלמד בפרק הבא. מושגים אפוגאום (אפוגיאה) – הנקודה במסלולו של הירח סביב כדור הארץ בה הוא מצוי המרחק הגדול ביותר מכדור הארץ.
גאות ושפל - תופעת הגאות והשפל מוכרת לכל יורד ים ולכל אדם המתגורר סמוך לשפת הים. לעיתים, קו החוף מתקדם ושוטף את החוף, ולעיתים קו המים נסוג ומתיר אחריו כברת חוף חרבה. הסיבה לגאות והשפל היא מיקום השמש והירח יחסית לכדור הארץ. השפעת הירח על כדור הארץ. נקודות A, B, C, D מצויות בקו אחד עם מרכז כדור הארץ ומרכז הירח. הכוח שמפעיל הירח על כל אחת מהן משתנה בהתאם למרחקן ממנו. הואיל ונקודות A ו- D מצויות על מעטפת האוקיינוסים הסובבת את כדור הארץ משתנה המרחק בין נקודה A לנקודה B וכן בין הנקודה C לנקודה D ונוצרת תופעת הגאות. בשל המרחק המשתנה מהירח, גדולה השפעת הירח על פני האוקיינוס הקרובים אליו מההשפעות על פני האוקיינוס בצד המרוחק
חודש – פרק הזמן הקשור למשך מחזור שלם של הירח ביחס לכדור הארץ. החודש העברי מבוסס על מחזור הירח והוא נקבע לפי החודש הסינודי המובסס על המחזוריות של מופעי הירח. חודש סידרי – פרק הזמן החולף הנדרש לירח להקיף את כדור הארץ הקפה שלמה. כיוון שכדור הארץ והירח מקיפים את השמש, החודש הסידרי מבוסס על הקפה שלמה של הירח ביחס לגוףה מצוי באינסוף, כדי לבטל את השפעת סיבוב כדור הארץ סביב השמש על מדידת סיבוב הירח. אורכו של החודש הסידרי הוא 27.32166 ימים. חודש סינודי – פרק הזמן החולף בין שני מולדים עוקבים של הירח. החודש הסינודי מושפע מסיבוב הירח סביב כדור הארץ, אך כיוון שהוא קשור למופעי הירח, התלויים במצב היחסי של הירח, כדור הארץ והשמש, הוא תלוי גם בסיבוב כדור הארץ והירח סביב השמש. ארכו של החודש הסינודי הוא 29.53059 ימים. תנועת הירח סביב כדור הארץ. הירח משלים סיבוב מלא סביב כדור הארץ, שמתחיל בנקודה 1, בו הוא מצוי במולד, ומסתיים בנקודה מספר 2. אורכו של חודש כזה נמדד יחסית לכוכבים. כדי שהירח, כדור הארץ והשמש ישובו להסתדר בקו אחד ושוב יהיה מולד, על הירח להשלים את הקטע הקצר של מסלולו (הקשת q). קטע זה הוא ההפרש בין החודש הסידרי, שבו הירח משלים סיבוב שלם סביב כדור הארץ, לחודש הסינודי הנמדד בין שני מולדי ירח עוקבים.
ירח אפור – תופעה הנראית אחרי או לפני המולד. בתקופה זו, חלק מהצד המוצל של הירח מואר על ידי אור המוחזר מפני כדור הארץ אליו. ככל שהירח קרוב למולד קל לראות את האזור ה"אפור" המשלים את סהר הירח לצורה של עיגול. לאחר הרבע הראשון עד הרבע האחרון פוחתת תופעת הירח האפור ונעלמת. ימות - אזורים כהים נרחבים על פני הירח שנדמו לצופים הראשונים בירח כימות ומכאן שמן. כמובן שבימות אין מים כלל וצבעם הכהה נובע מהרכב הקרקע שמקורה בפעילות געשית שמילאה את שטח הימות בבזלת. ירח מלא - מצב שבו הירח מצוי בקו אחד עם כדור הארץ והשמש באופן שהוא מפנה אלינו את כל צדו המואר (כדור הארץ מצוי בין הירח לשמש). כיוון שמישור ההקפה של הירח נטוי היחס למישור הקפת כדור הארץ את השמש (מישור המילקה), המצאות הירח במצב של ירח מלא אינה בהכרח מעידה על הימצאותו על מישור המילקה ולכן לא מתרחש ליקוי ירח בכל ירח מלא. כיוון שהחודש העברי מבוסס על מופעי הירח, הירח המלא נראה תמיד באמצע החודש העברי. הירח המלא המצוי מול השמש זורח עם שקיעתה ושוקע עם זריחה. ליברציות – תופעה שבה הירח נראה לצופה מכדור הארץ "מתנדנד". באופן תאורטי היינו אמורים לראות כל הזמן את אותם פנים של הירח הפונות אלינו. נקרא להן – הצד הפונה לכדור הארץ. אמנם הירח מפנה אלינו את אותו צד של פניו כל הזמן ובכל רגע נתון אנו רואים 50% של פניו, אולם פני הירח הנראות אלינו משתנות בשינוי זעיר - בכל רגע נתון אנו רואים קצת מעבר לגבול של הצד הפונה אלינו (אולם תמיד נראה רק 50% מכפני הירח!). תופעות אלה נגרמות כתוצאה מהעובדה שמסלול הירח סביב כדור הארץ אינו מעגל מושלם, שלכדור הארץ והירח יש גודל פיזי (אינם נקודתיים) וכי מישור הקפתו של הירח את כדור הארץ אינו מתלכד עם מיושר המילקה. יש 2 סוגי ליברציות, גיאומטריות ופיזיקליות. הליברציות הגיאומטריות: ליברציות אורכיות – אלה הן בעלות השיעור הגדול ביותר מבין הליברציות והן נובעות מהעובדה כי צורתו מסלול הירח אליפטית, ועקב כך מהירותו לאורך מסלולו אינה אחידה. בעת שהירח קרוב לכדור הארץ, הוא נע מהר יותר מאשר הוא נע כשהוא רחוק יותר, כל זאת כאשר מהירות הסיבוב של הירח סביב צירו היא אחידה. עקב כך, אפשר לראות לסירוגין מעבר לשוליו המזרחיים והמערביים של הירח. ליברציות רוחביות –נובעות מהעובדה שמישור הקפתו של הירח נטוי ביחס למישור המילקה. אנו לעתים מביטים על הירח "מלמעלה" ואז אנו רואים מעט מעבר לקוטב הצפוני שלו ולעתים אנו מביטים עליו מ"מלמטה" ואז אנו רואים מעט מעבר לקוטב הדרומי שלו. ליברציות יומיות - ליברציות אלה נובעות מהעובדה, כי המרחק בין שתי נקודות על פני כדור הארץ, יחסית למרחק הירח קטן. לפיכך, צופה המביט על הירח משתי נקודות שונות במשך היום, כתוצאה מסיבוב כדור הארץ סביב צירו, יזכה לראות מעט מעבר לשולי הירח. ליברציות פיזיקליות - הליברציות הפיזיקליות משתייכות לסוג השני של ליברציות, אלה הנגרמות כתוצאה מהשפעת הכבידה של כדור הארץ על הירח , שצורתו אינה כדור מושלם. עקב כך, מיטלטל הירח במסלולו מצד לצד בשיעור זעיר, ואנו זוכים להבחין בשטח קטן נוסף מעבר לשולי הירח. סך כל השטח הנוסף שמתגלה לעיננו מעבר לשולי הירח בכל הליברציות למיניהן מגיע לכ-9% בלבד, כך שאנו יכולים לראות מכדור הארץ (במשך תקופת זמן של כ-30 שנה) כ-59% מפני הירח בסך הכל.
ליקוי חמה – מצב שבו הירח מסתיר את השמש, או את חלקה, מכדור הארץ. במילים אחרות – הירח חולף בין כדור הארץ לשמש ומטיל את צילו על כדור הארץ. כיוון שהירח והשמש וכדור הארץ הם גופים לא נקודתיים, הליקוי ייראה רק באזור המוצל בכדור הארץ. ליקוי חמה מתרחש בהתקיים שני תנאים מצטברים: הירח במולד הירח מצוי על או בסמוך מאוד למישור המלקה משמאל: מהלך קרני השמש בעת ליקוי חמה, בעת ליקוי חמה מלא. אזור הצל המלא מוסתר כליל מעין השמש ואילו לאזור הצל החלקי מגיעות חלק מקרני השמש. המצויים באזור הצל המלא רואים ליקוי מלא, המצויים באזור הצל החלקי, רואים ליקוי חלקי ואלה המצויים מחוץ לאזור הצל החלקי, אינם רואים ליקוי כלל.
ליקוי לבנה (ירח) - מצב שבו הירח נכנס לצל שמטיל כדור הארץ. מלים אחרות – כדור הארץ מצוי בין הירח לשמש ומסתיר את השמש מהירח. כיוון שהירח מקבל את אורו מכדור הארץ, כניסתו לצל של כדור הארץ גורמת לליקוי. ליקוי ירח מתרחש בהתקיים שני תנאים מצטברים: ירח מלא הירח מצוי על או בסמוך מאוד למישור המלקה מהלך קרני השמש בעת ליקוי ירח מלא. הירח המצוי באזור הצל המלא מוסתר לחלוטין מקרני השמש (למעט אלה הנשברות דרך האטמוספירה של כדור הארץ). באזור הצל החלקי, נמנעות מהירח רק חלק מקרני השמש. ליקוי הירח נראה מכל הצד של כדור הארץ עבורו הירח מצוי מעל האופק (לאחר שקיעת השמש ולפני זריחתה).
ליקוי ירח מלא ייראה מכל מקום על כדור הארץ שבו הירח מצוי מעל האופק בעת הליקוי. כיוון שכדור הארץ, הירח והשמש אינם נקודתיים, יש מצב שבו הירח לא יוסתר לחלוטין מהשמש (דמו לעצמכם צופה שימצא על הירח בעת ליקוי – הוא יראה למעשה ליקוי חמה – כדור הארץ יסתיר ממנו את השמש. אולם כמו שבזמן ליקוי חמה הליקוי אינו נראה מכל כדור הארץ, גם בעת ליקוי לבנה יתכן שלא כל דסקת השמש תוסתר מהירח ואז יהיה מצב של ליקוי חלקי. אם כל דסקת הירח נכנסת לצל של כדור הארץ – זהו ליקוי ירח מלא. תופעה חשובה בעת ליקוי ירח מלא הוא "צביעת הירח" בגוון אדום. תופעה זו נגרמת על ידי קרני שמש אדומות הנשברות על ידי האטמוספרה של כדור הארץ לתוך אזור הצל ומאירות את הירח. מולד - מצב שבו הירח מצוי בקו אחד עם כדור הארץ והשמש באופן שהוא מפנה אלינו את כל צדו המוצל (הירח מצוי בין כדור הארץ לשמש). כיוון שמישור ההקפה של הירח נטוי היחס למישור הקפת כדור הארץ את השמש (מישור המילקה), המצאות הירח במצב של מולד אינה בהכרח מעידה על הימצאותו על מישור המילקה ולכן לא מתרחש ליקוי חמה בכל מולד. כיוון שהחודש העברי מבוסס על מופעי הירח, נקבע שתחילת החודש העברי יחול במולד הירח.
מופעי הירח (פאזות) - המצב שבו הירח נראה לעיננו ותלוי במיקום הגיאומטרי שלו ביחס לשמש וכדור הארץ. בתחילת החודש העברי או מחזור המופעים, הירח הוא במולד (בין כדור הארץ לשמש). לאחר מכן הוא מתמלא עד שלאחר רבע הקפה (כשבוע לאחר המולד) הוא נראה כחצי ירח. זהו הרבע הראשון (כיוון שהוא חל ברבע הראשון של החודש העברי או של מחזור הפאזה). הירח ממשיך להתמלא עד מצב של ירח מלא במחצית החודש העברי. לאחר מכן הירח מתמעט ובתום 3/4 של המחזור הוא ברבע האחרון – נראה כחצי ירח. לאחר מכן ממשיך להתמעט עד המולד וחוזר חלילה. מופעי הירח. השמש מצויה מימין. צדו המואר של הירח פונה תמיד לכיוון השמש, אך החלק המואר הנראה לכדור הארץ משתנה בהתאם למיקום היחסי של כדור הארץ, הירח והשמש. הדגל פונה תמיד מכדור הארץ והלאה כך שאנו רואים כל הזמן את אותו צד של הירח. מאידך, יחסית לשמש מבצע הירח סיבוב שלם במשך חודש אחד, המתבטא בשינוי מיקום הדגל, יחסית לשמש.
מכתשים - צורות נוף על הירח שנגרמו כתוצאה מפגיעת גופים בירח. העדר אטמוספרה על הירח גורם לכך שכל גוף קטן המגיע מהחלל פוגע בקרקע. כמו כן, בהיעדר רוחות, גשם, סחף ושאר פעולות הארוזיה, המכתשים נותרים על הירח לעד (אלא אם כן נוצר במקומם מכתש חדש). סארוס – מחזוריות של ליקויי חמה וליקויי לבנה. מקור השם הוא בבלי. הבבלים שמו לב שליקויים מתרחשים כל 18 שנים ו-11 יום וזהו מחזור הסארוס. הסיבה למחזוריות נובעת לשינויים רציפים באופן הקפתו של הירח את כדור הארץ. סלנוגרפיה – (סלנו-ירח גרפיה-ציור) מדע העוסק במיפוי פני הירח. פאזה (מופע) – צורת הירח המופיעה לעיננו. פריגיאום (פריגיאה) – הנקודה במסלולו של הירח סביב כדור הארץ בה הוא מצוי במרחק הקטן ביותר מכדור הארץ. קו הצל (טרמינטור) – הקו המבדיל בין החלק המואר לחלק החשוך של הירח. קו הצל נע ממערב למזרח בחצי הראשון של החודש העברי. לאחר הירח המלא, הירח מתמעט כאשר קו הצל נע שוב ממערב למזרח. שני הקצוות של קו הצל נפגשים סמוך לקטבי הירח הצפוני והדרומי. צופה המצוי על קו הצל יראה את השמש זורחת או שוקעת ולכן הצללים של הם הארוכים ביותר. מסיבה זו, התצפית הטובה ביותר בירח היא לאזור קו הצל. רבע אחרון – מצב הירח ברבע השלישי והאחרון של המחזור הסינודי (מחזור המופעים שלו) או ברבע השלישי של החודש העברי. בעת הרבע האחרון הירח ייראה כחצי ירח (חצי עיגול), כאשר הצד המואר פונה מזרחה. הירח ברבע האחרון הירח זורח בחצות הלילה ושוקע בצהרי היום. רבע ראשון - מצב הירח ברבע הראשון של המחזור הסינודי (מחזור המופעים שלו) או ברבע הראשון של החודש העברי. בעת הרבע הראשון הירח ייראה כחצי ירח (חצי עיגול), כאשר הצד המואר פונה מערבה. הירח ברבע הראשון זורח בצהרי היום ושוקע בחצות הלילה.