|
ดวงจันทร์
ดวงจันทร์ เป็นบริวารดวงเดียวของ โลก:วงโคจร : 384,400 ก.ม.จากโลก
เส้นผ่านศูนย์กลาง: 3476 ก.ม.
มวล: 7.35 x 1022 ก.ก.
ชาวโรมันเรียกดวงจันทร์ว่า ลูน่าร์ ชาวกรีกเรียก เซเลเน่ และ อาร์เทมิส
ด วงจันทร์เป็นเทห์วัตถุที่ สว่างที่สุด เป็นอันดับที่ 2 รองจาก ดวงอาทิตย์ ขณะที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกไปหนึ่งรอบใช้เวลา 29.5 วัน (709 ช.ม.) มุมระหว่างโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์เปลี่ยนไป ทำให้เรามองเห็นเป็นเสี้ยว
พิจารณาจากขนาดและองค์ประกอบ บางครั้งเราก็จัดดวงจันทร์ไว้ในประเภท ดาวเคราะห์ พื้นพิภพเช่นเดียวกับ ดาวพุธ, ดาวศุกร์, โลกและ Mดาวอังคาร
ยานอวกาศลำแรกที่เดินทางไปถึงดวงจันทร์เป็นครั้งแรก เมื่อ พ.ศ.2502 เป็นของสหภาพโซเวียตชื่อ ลูน่า 2 ดวงจันทร์เป็นดาวดวงเดียวที่ ถูกเยี่ยมเยือนโดยมนุษย์ เป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ.2512 และครั้งล่าสุดเมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ.2518 ดวงจันทร์เป็นดาวดวงเดียวซึ่งถูกเก็บตัวอย่างกลับมายังโลก ในฤดูร้อนของปี พ.ศ.2537 ยาสอวกาสขนาดเล็กชื่อ คลีเมนไทน์ ได้ทำแผนที่รอบดวงจันทร์ และล่าสุด ยานลูน่าร์ โพรสเปคเตอร์ ได้ตรวจพบน้ำแข็งบนดวงจันทร์
แรงโน้มถ่วงระหว่างโลกและดวงจันทร์ก่อให้เกิดผลกระทบที่น่าสนใจหลายอย่าง สิ่งที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือ น้ำขึ้น-น้ำลง แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ที่กระทำต่อโลกในด้านที่หันเข้าหากันย่อมแรงกว่าด้านตรงข้าม อย่างไรก็ตามแรงดึงดูดนี้ทำให้พื้นผิวของโลกป่องขึ้นเล็กน้อยทั้งสองด้าน เนื่องจากผิวของโลกส่วนใหญ่ถูกปกคลุมด้วยมหาสมุทร น้ำพองตัวได้ดีกว่าพื้นทวีปที่เป็นของแข็ง น้ำทะเลจึงเคลื่อนไปอยู่ทางด้านที่หันเข้าหาดวงจันทร์และด้านตรงกันข้าม และประกอบกับการที่โลกหมุนรอบตัวเร็วกว่าดวงจันทร์หมุนรอบโลก จึงทำให้เกิดน้ำขึ้นวันละสองครั้ง
แต่เนื่องจากโลกมิใช่ของไหลทั้งหมด การหมุนรอบตัวของโลกจึงทำให้เกิดการพองตัวของพื้นผิว ณ จุดที่อยู่ใต้ดวงจันทร์ นั่นหมายถึงแรงดึงดูดระหว่างโลกกับดวงจันทร์ มิได้อยู่ตามแนวเส้นตรงระหว่างจุดศูนย์กลางของดาวทั้งสองพอดี สิ่งนี้ทำให้เกิดแรงบิดบนโลก และเกิดแรงเร่งบนดวงจันทร์ การส่งผ่านพลังงานของระบบการหมุนเช่นนี้ ทำให้โลกหมุนช้าลง 1.5 มิลลิเซคกัน/ศตวรรษ และวงโคจรของดวงจันทร์ขยายตัวออก 3.8 ซ.ม./ปี (ผลกระทบในทางตรงข้ามเกิดขึ้นกับดวงจันทร์บริวารที่มีการโคจรในลักษณะกลับกัน เช่น โฟบัส และ ทายตัน)
การขาดสมมาตรในระบบแรงโน้มถ่วงเช่นนี้ ทำให้ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองในลักษณะ synchronously กล่าวคือมันจะหันด้านเดียวเข้าหาโลก ในปัจจุบันอิทธิพลของดวงจันทร์ทำให้โลกหมุนรอบตัวเองช้าลง นั่นย่อมหมายถึง ในอดีตดวงจันทร์เองก็หมุนรอบตัวเองช้าลง เพราะอิทธิพลของโลกด้วย (กรณีเช่นนี้มีผลมากกว่า เพราะโลกม ีขนาดใหญ่กว่า) จวบจนปัจจุบันดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองช้าจนใช้เวลาเท่ากับมันที่โคจรรอบโลก ด้านที่หันให้โลกจะพองนูน อยู่ตลอดเวลา จึงไม่เกิดแรงบิดเนื่องจาก แรงที่คลาดจากศูนย์กลาง (off-center torque) สถานะการณ์จึงคงตัว สิ่งเหล่านี้มักเกิดขึ้นกับบริวารดวงอื่นของระบบสุริยะ และในที่สุดโลกก็จะหมุนรอบตัวเองช้าลงจน ใช้เวลาเท่ากับคาบเวลาโคจรของดวงจันทร์ ดังเช่น การหมุนของ ดาวพลูโตและ แครอน 
ที่จริงแล้ว ดวงจันทร์ปรากฏส่ายตัวเล็กน้อย (เนื่องจากวงโคจรไม่กลม) ทำให้เราเห็นด้านไกลของดวงจันทร์ได้เล็กน้อย บริเวณขอบข้าง ไม่กี่องศา แต่ก่อนเรายังไม่รู้จักด้านไกลของดวงจันทร์ซึ่งอยู่ตรงข้ามกับโลก (ซ้าย) จนกรทั่งโซเวียตได้ส่ง ยานลูน่า 3 ขึ้นไปถ่ายรูปใน พ.ศ.2502 (หมายเหตุ: ไม่มีด้านมืด "dark side" ของดวงจันทร์ ทุกส่วนของดวงจันทร์ได้รับแสงอาทิตย์ บางครั้งในอดีตอาจมีการใช้คำว่า "ด้านมืด" ซึ่งก็หมายถึง ความมืดมน ไม่มีความรู้!)
ด วงจันทร์ไม่มีบรรยากาศ ยานคลีเมนไทน์ได้ตรวจพบหลักฐานซึ่งแสดงว่ามีน้ำแข็งอยู่ในเงามืดของ หลุมอุกกาบาต บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ ต่อมา ยานลูน่าร์ โพรสเปคเตอร์ ได้ ยืนยัน ว่ามีน้ำแช็งในบริเวณขั้วเหนือเช่นกัน หากเป็นเช่นนี้นั่นแสดงว่า ทุนในการสำรวจดวงจันทร์ในอนาคต จะถูกขึ้นมาก!
เปลือกผิวของดวงจันทร์หนาประมาณ 68 ก.ม. โดยมีความหนาเท่ากับ 0 ที่ทะเลคริเซียม และหนาถึง 107 ก.ม. บริเวณตอนเหนือของหลุมโกโรเลฟ ณ ด้านไกล ใต้เปลือกผิวเป็นแมนเทิล และแกนขนาดเล็ก(ขนาด 2% โดยมวล; มีรัศมี 300 ก.ม.) แมนเทิลของดวงจันทร์ไม่เหมือนของโลก เพราะแมนเทิลของดวงจันทร์ส่วนใหญ่จะแข็งตัวแล้ว น่าประหลาดที่ศูนย์กลางของมวล เคลื่อนจากศูนย์กลางภูมิศาสตร์ไป 2 ก.ม.ในทิศทางที่โลกอยู่ รวมทั้งเปลือกดวงจันทร์ทางด้านนี้จะบางกว่าด้วย
ภูมิประเทศของดวงจันทร์มี 2 ลักษณะ แถบเทือกเขาเก่าแก่ ( old) เต็มไปด้วยหลุมอุกกาบาต และบริเวณที่ราบเรียบ ซึ่งเรียกว่า "ทะเล" (maria) กินอาณาบริเวณ 16% ของพื้นผิวดวงจันทร์ทั้งหมด ทะเลหรือมาเรียคือบริเวณที่เคยถูกชนด้วยอุกกาบาตขนาดมหึมา ต่อมาถูกลาวาไหลท่วม แล้วถูกปกคลุมด้วยฝุ่นและเศษหินซึ่งเกิดจากการพุ่งชนของอุกกาบาตในภายหลัง ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่า ทำไม่จึงมีทะเลอยู่มากในด้านใกล้ที่หันสู่โลก
หลุมอุกกาบาตที่อยูบนด้านใกล้ ถูกตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ในอดีต เช่น ไทโค, โคเปอร์นิคุส, และ ปโตเลเมียส ส่วนบนด้านไกลมักจะตั้งชื่อตามสิ่งอ้างอิงในยุคใหม่ เช่น อะพอลโล่, กาการิน และโกโรเลฟ (มักเป็นชื่อรัสเซียจากการสำรวจของ ยานลูน่า 3) ดวงจันทร์มีหลุมมหึมาอยู่ใกล้ขั้วใต้ทางด้านไกล ชื่อ "เอทเกน" 
มันมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2,250 ก.ม. ลึก 12 ก.ม. นับเป็นแอ่งหลุมที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ และยังมีหลุมชื่อ "โอเรียนเทล" บนขอบด้านตะวันตก (มองดูจากโลก; ตรงกลางของรูปซ้ายมือ) มีลักษณะเป็นวงแหวนหลายชั้น
ได้มีการเก็บตัวหินดวงจันทร์กลับมารวมทั้งสิ้น 382 ก.ก. โดยโครงการ อะพอลโล่และ ลูน่า ซึ่งทำให้เราทราบรายละเอียดของดวงจันทร์มากขึ้น นับเป็นสิ่งที่มีค่ามาก เพราะแม้เวลาผ่านไปแล้ว 20 ปี นักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงทำการศึกษาตัวอย่างพวกนี้อยู่
หินบนดวงจันทร์ส่วนมากจะมีอายุในราว 3 ถึง 4.6 พันล้านปี ซึ่งถ้าเป็นหินบนพื้นโลกที่มีอายุเก่ากว่า 3 พันล้านปีจะหาได้ยากมาก ดังนั้นดวงจันทร์จึงเป็นหลักฐานที่ดีถึงประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะในยุคเริ่มแรก
ก่อนการศึกษาตัวอย่างหินจากโครงการอะพอลโล่ ยังไม่มีข้อสรุปเป็นเอกฉันท์ถึงกำเนิดของดวงจันทร์ มีทฤษฏีหลักอยู่ 3 ทฤษฎี: co-accretion อ้างว่าโลกและดวงจันทร์ก่อตัวในเวลาเดียวกันกับจาก Solar Nebula; fission อ้างว่าดวงจันทร์แยกตัวไปจากโลก; และ capture อ้างว่าดวงจันทร์กำเนิดจากที่อื่น แล้วถูกโลกจับมาเป็นบริวารภายหลัง ทฤษฎีทั้งสามผิดหมด ข้อมูลจากหินตัวอย่างทำให้เกิดทฤษฎี impact : ที่ว่า โลกเคยปะทะและยุบรวมกับวัตถุใหญ่ขนาดดาวอังคาร แล้วเศษสะเก็ดที่กระเด็นรวมตัวกันกลายเป็นดวงจันทร์ แม้ว่ายังมีรายละเอียดที่ยังต้องทำการศึกษากันต่อไป แต่ทฤษฎีนี้ก็เป็นที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลาย
ดวงจันทร์ไม่มีสนามแม่เหล็กห่อหุ้ม แต่พื้นผิวบางแห่งแสดงร่องรอยว่าเคยมีสนามแม่เหล็กในอดีต
การที่ดวงจันทร์ทั้งไม่มีบรรยากาศและสนามแม่เหล็ก พื้นผิวจึงปะทะกับ ลมสุริยะ โดยตรง ประจุของไฮโดรเจนที่มากับลมสุริยะได้ฝังตัวอยู่กับฝุ่นดวงจันทร์ นานมากกว่า 4 พันล้านปี ตัวอย่างของฝุ่นดวงจันทร์ที่นำกลับมาโดยโครงการอะพอลโล เป็นสิ่งมีค่าในการศึกษาลมสุริยะ ซึ่งบางทีเราอาจใช้ไฮโดรเจนบนดวงจันทร์เป็นเชื้อเพลิงจรวดในอนาคต | 