Лунный цирк – устаревший, но поэтичный термин, которым астрономы прошлого называли гигантские кольцевые структуры на поверхности Луны. Эти объекты веками будоражили воображение учёных и любителей астрономии, сочетая в себе масштаб космических катастроф и тонкую геологическую историю. Сегодня их чаще именуют кратерами, но история этого понятия и самих объектов полна удивительных открытий и неразгаданных тайн. Понимание природы цирков на Луне позволяет заглянуть в прошлое Солнечной системы и оценить роль импактных событий в формировании лунного ландшафта.
Содержание:
Что скрывается за названием «лунный цирк»?
В селенографии (науке о лунном рельефе) цирками называли кратеры с характерными чертами. У них должно быть плоское дно, часто затопленное застывшей лавой, отсутствовать центральная горка – вершина, типичная для многих ударных кратеров, и иметься выраженный кольцевой вал из горных пород, образующий чёткую окружность.
Так выглядит типичный лунный цирк — сравнительно ровное дно и окружающий его вал. Изображение из программы Space Engine.
Термин возник от латинского circus («круг», «арена»), отражая их сходство с круглыми античными аренами для состязаний. Изначально «цирками» обозначали только плоскодонные структуры, а углубления с центральной горкой называли «кратерами». К середине XX века это различие стёрлось, и сегодня все подобные формы рельефа именуют кратерами, хотя исторические названия сохранились.
Интересный факт:
Наружные склоны цирков пологие (около 7°), а внутренние – крутые (до 25°). Если бы цирк Птолемей диаметром 185 км был блюдцем размером 13 см, его глубина составила бы всего 0,7 мм! Эта невероятная плоскость долгое время ставила учёных в тупик.
История открытия лунных цирков
Первые описания цирков принадлежат Галилео Галилею. В 1610 году, направляя самодельный телескоп на Луну, он сравнил кольцевые горы с «глазками на хвосте павлина». Его современники считали эти структуры аналогами земных вулканов. Однако уже в XVIII веке астрономы заметили ключевое отличие – лунные цирки огромные и плоские, а их валы напоминают горные цепи, замкнутые в кольцо. Наблюдения за тенями подтвердили, что дно цирков лежит ниже окружающей местности – внутренняя тень всегда длиннее внешней из-за крутизны склонов .
К XIX веку селенографы начали систематизацию лунного рельефа. Немецкий астроном Юлиус Шмидт за 30 лет наблюдений составил карту с 32 000 кратеров и цирков, измерив размеры пары гигантов: Гримальди (диаметр 237 км – здесь уместился бы Крымский полуостров!) и Птолемея (185 км, расстояние от Москвы до Тулы). Шмидт предположил, что при увеличении телескопа до 600× можно было бы обнаружить до 100 000 подобных структур. Высоту валов этих цирков он оценил в 6 — 8 км – как у земных Гималаев, что опровергало вулканическую теорию их образования.
Интересный факт:
Вал цирка – не сплошная стена, а сложный ландшафт. Например, вал Коперника состоит из террас, ущелий и мини-кратеров, что заметно только при сильном увеличении.
Как образовались лунные цирки: эволюция гипотез
Долгое время цирки считались вулканическими кальдерами. Сходство с земными кратерами подкреплялось наблюдением «огней» на дне Платона или Аристарха. Однако расчёты показали несостоятельность этой теории – глубина цирков слишком мала относительно диаметра (у Птолемея – всего 0,65–1,4% от ширины), а на Земле нет аналогов таких плоских структур размером в десятки километров. Например, крупнейший земной кратер Нгоро-Нгоро в Африке имеет диаметр лишь 19,3 км при глубине 609 м – в десятки раз меньше лунных объектов .
Современная наука объясняет их импактным происхождением – ударами астероидов или комет. Лавовое дно – результат позднейшего заполнения расплавом, вытекшим из трещин после катастрофы. Отсутствие центральной горки связано именно с этим процессом – при ударе порода не «вспучивалась» вверх, а плавилась, а последующие излияния базальта скрыли первоначальный рельеф. Возраст большинства цирков превышает 3 млрд. лет, то есть они относятся к эпохе «поздней тяжёлой бомбардировки», когда внутренняя Солнечная система подвергалась массированной атаке тел разного размера.
Интересный факт:
Импактная теория подтвердилась лишь в 1960-х годах, когда анализ лунных образцов, привезённых миссией «Аполлон», выявил ударные метаморфозы в породах.
Знаменитые цирки Луны: от Платона до таинственного Аристарха
На Луне огромное количество кратеров, подходящих под определение цирков. Но есть среди них несколько самых выдающихся – они имеют огромные размеры и их можно увидеть даже в небольшой телескоп, а некоторые – даже в бинокль.
Некоторые лунные кратеры: 1- Тихо, 2 — Коперник, 3 — Байи, 4 — Клавий, 5 — Аристарх, 6 — Платон.
Платон
Это лунный цирк диаметром 100 км, окружённый валом высотой до 2 км. Прославился аномальными свечениями, зафиксированными десятками наблюдателей. В 1685 году астроном Франческо Бьянкини увидел здесь красную полосу света во время затмения. В 1788 году яркая точка горела здесь двое суток, а в 1919 году русский наблюдатель С.М. Селиванов зафиксировал «фосфорическую точку», освещавшую весь цирк. Темное базальтовое дно Платона отражает всего 10% света, что усиливает контраст любых аномалий.
Кратер Платон — типичный цирк. Снимок LRO с орбиты.
В бинокль (7×50 или 10×50) Платон виден как тёмное пятно с чёткими краями. Из-за низкой отражательной способности (всего 10%) его легко заметить даже в небольшой бинокль.
Телескоп (от 80 мм) покажет детали вала и возможные аномальные свечения на дне. В телескоп с апертурой 150+ мм видны террасы на внутренних склонах.
Лучшая фаза для наблюдений – 8 — 10-й день после новолуния (вечер) или 5 — 7 дней до новолуния (утро). В это время терминатор проходит рядом с кратером, и тени подчёркивают рельеф, делая мелкие детали более заметными.
Интересный факт:
Свечения наблюдались в разных цирках, но не имеют объяснения до сих пор. Гипотезы варьируются от выбросов радона до электрических разрядов в лунной пыли. Но точечный «прожектор» в Платоне 1919 года, видимый 15 минут, не вписывается в природные модели – он должен был находиться на высоте 700 м над поверхностью. Всё это до сих пор вызывает споры.
Аристарх
Это самый загадочный цирк на Луне диаметром 40 км. В 1866 — 1867 годах сразу пять независимых наблюдателей видели в нём некий «маяк», светивший 1,5 – 2 часа. В 1970 году здесь наблюдали явление, похожее на электросварку – каждые 10 секунд возникали группы голубых искр. Аппарат LRO в 2009 году обнаружил здесь аномально высокое содержание минералов стишовит и сейфертит, похожих на кварц. Геологи предполагают, что это следы древних извержений, но природа свечений остаётся предметом споров.
Кратер Аристарх
Этот яркий кратер с лучевой системой заметен даже в бинокль 7×50. В полнолуние его лучи (протяжённостью 250 км) выглядят как белое пятно на лунном диске.
В телескоп (с апертурой от 100 мм) можно увидеть центральную горку, а если повезёт, то и аномальные явления (например, как голубые искры, зафиксированные в 1970 г.). С апертурой от 200 мм заметны кварцевые отложения на дне.
Лучшая фаза для наблюдений – 10 — 12-й день после новолуния. В полнолуние лучи, окружающие Аристарх, максимально контрастны.
Гримальди
Это крупнейший цирк (237 км) с самым тёмным дном. Его базальтовая поверхность отражает всего 6% света, из-за чего он выглядит как «чёрное озеро» даже при наблюдении в телескоп. В 1965 году бразильские астрономы заметили здесь белую полосу света, пересекавшую дно. Уникальность Гримальди – в его древности: возраст этого кратера превышает 4 млрд. лет, а многослойная структура вала хранит следы множества ударов.
Кратер Гримальди.
Коперник
Это один из самых впечатляющих лунных цирков, расположенный на границе Моря Облаков и Океана Бурь. Его диаметр составляет 93 км, а высота вала достигает 3,4 км, что делает его одной из самых заметных структур на видимой стороне Луны.
Коперник имеет импактное происхождение, но его дно частично затоплено лавой, что придаёт ему сходство с цирками. Отличается очень яркой лучевой системой, простирающейся на 700 км, особенно хорошо заметной в полнолуние. Внутри цирка наблюдаются центральные пики и террасы на внутренних склонах, что указывает на сложную геологическую историю.
Кратер Коперник.
В бинокль (10×50) Коперник отлично виден как яркое пятно с огромной лучевой системой, особенно в полнолуние.
Телескоп (от 80 мм) показывает террасы вала и центральные пики. В 200+ мм телескопы заметны оползни на склонах.
Лучшая фаза для наблюдений – 9 — 11-й день после новолуния.
Интересный факт:
Коперник – один из самых молодых крупных кратеров на Луне, его возраст оценивается в 800 млн. лет. Его лучи состоят из выброшенного при ударе материала, который до сих пор не полностью покрылся реголитом.
Тихо
Это один из самых зрелищных кратеров Луны, расположенный в южном нагорье. Его диаметр – 86 км, а глубина – 4,8 км, что делает его одним из самых глубоких.
Тихо образовался в результате мощного импактного события, оставившего гигантскую лучевую систему длиной до 1500 км. Центральная горка высотой 1,6 км состоит из оплавленных пород, что указывает на высокую энергию удара. Вал кратера имеет ступенчатую структуру, а на дне видны следы лавовых потоков.
В бинокль (7×50) Тихо хорошо виден в полнолуние как очень яркая точка с расходящимися лучами.
Кратер Тихо на Луне отлично виден даже в небольшой бинокль, как очень яркая точка с расходящимися от неё лучами.
В телескоп (от 100 мм) видна центральная горка и ударные волны на дне. В крупные телескопы с апертурой от 300 мм видны оплавленные породы по краям.
Лучшая фаза для наблюдений – полнолуние (для лучей) или 10 – 12-й день после новолуния (для рельефа).
Интересный факт:
Тихо – один из немногих кратеров, чьи лучи пересекают почти весь лунный диск. Их яркость объясняется тем, что они состоят из свежего материала, не успевшего потемнеть под воздействием космической эрозии.
Почему термин «цирк» ушёл в прошлое?
К середине XX века стало ясно, что все кольцевые структуры Луны имеют импактное происхождение, а не вулканическое. При этом различия в форме (наличие горки, глубина) зависят от возраста кратера, угла удара и последующей геологической активности. Термин «цирк» стал избыточным, и его заменило общее понятие «кратер». Решающую роль сыграли данные автоматических станций и миссий «Аполлон», подтвердившие ударную модель для всех типов кольцевых структур независимо от размера или особенностей дна.
Однако, хотя сам термин «лунный цирк» устарел, его научное значение огромно. Именно изучение этих структур помогло понять эволюцию Луны – от эпохи бомбардировки астероидами 4 млрд. лет назад до затухания вулканизма 1 млрд. лет назад. Загадочные огни в них напоминают, что даже в эпоху космических зондов спутник Земли хранит свои тайны. Кстати, когда в 2009 году аппарат LRO сфотографировал в цирке Аристарх участки с аномально высоким содержанием похожих на кварц пород, появилась гипотеза, что именно они могут порождать таинственные свечения под лучами Солнца, которые можно заметить с Земли.
Тысячи цирков, нанесённых на карты Шмидтом – это не просто памятник астрономии прошлого. Это следы космических катастроф, сформировавших облик нашего небесного соседа. И как знать – может быть, когда-нибудь под куполом одного из них появится первый лунный город.
Если вы хотите самостоятельно отыскать на Луне эти и другие кратеры, воспользуйтесь картой Луны. Скачать её можно здесь:
Крупные кратеры можно увидеть и в бинокль 5х10, а чтобы рассмотреть их подробнее и увидеть ещё больше кратеров, понадобится хотя бы небольшой телескоп.
