IAU Transactions XIA
(the following is excerpted from the book published by the Academic Press in 1962)
Contents
- 1 REPORTS ON ASTRONOMY
- 1.1 16. COMMISSION POUR L'ETUDE PHYSIQUE DES PLANETES ET DES SATELLITES
- 1.2 17. COMMISSION DU MOUVEMENT ET DE LA FIGURE DE LA LUNE
REPORTS ON ASTRONOMY
Edited by
D. H. SADLER
(General Secretary of the Union)
(from p. 143)
16. COMMISSION POUR L'ETUDE PHYSIQUE DES PLANETES ET DES SATELLITES
PRÉSIDENT: Dr A. Dollfus, Observatoire de Paris, Section d'Astrophysique, NTeudon (Seineet-Oise), France.
MEMBRES: Barabashov, Bullard, Bullen, Camichel, de Marcus, de Mottoni, Gold, I-lerzberg, Jeffreys, Kuiper, Levin, Link, Peek, Sharonov, Slipher, Steavenson, Mme Sytinskaya, Tikhov j', Urey, Wildt.
INTRODUCTION
La Commission 16 a été affectée par la perte de l'un de ses membres les plus anciens, le Prof. G. A. Tikhov, décédé à Alma Ata, U.R.S.S. le 25 Janvier Iy6o à l'âge dc 85 ans. Le Prof. Tikhov était le doyen d'âge des astronomes en exercice. Parmi les nombreuses recherches d'astrophysique qu'il développa successivement aux Observatoires de Meudon, de Poulkovo et de Alma Ata, le Prof. Tikhov laissa des travaux sur la photométrie et la colorimétrie des planètes, l'étude de leurs atmosphères et les conditions de vie sur Mars.
Depuis la rédaction du dernier Report, en I958, la physique planétaire a fait des progrés exceptionnels et est entrée dans une nouvelle phase.
La Lune a été approchée par des fusées, contournée et photographiée, heurtée directement par un projectile terrestre. De très importants programmes de recherche sur la Lune, Vénus et Mars sont préparés de divers côtés à l'aide de fusées. L'étude spectrale des planètes a été entreprise également par l'observation à bord de ballons stratosphériques.
Par suite, l'étude des planètes par les moyens classiques s'est trouvée très stimulée.
LA LUNE
Communications présentées au symposium numéro 14 de l'IAU (La Lune), tenu à Leningrad, le 6-io décembre Iq6o, sont indiquées par: Symp. It1U, 14.
Exploration de l'hèmisphère invisible
L
e 7 Octobre i959> une Station Interplanétaire Automatique lancée par un dispositif
balistique soviétique a contourné la Lune et est passé à 65 00o km de sa surface, du côté opposé à la Terre. A 3h 30m, deux caméras automatiques ont été actionnées depuis la Terre et ont recueilli des images photographiques de l'hémisphère inconnu de la Lune. Les films. immédiatement développés à bord furent ensuite balayés par un dispositif photoélectrique enregistreur; ultérieurement le signal transmis par radio a été capté par une station d'écoute soviétique. Certaines images ont pu être reconstituées. Leurs études ont été effectuées indépendament par l'Observatoire de Poulkovo, l'Observatoire de Kharkov et par l'Institut Astronomique Sternberg en relation avec l'Institut de Géodésie, Cartographie et Topographie aérienne de Moscou.
Un Atlas de la face invisible de la Lune a été publié en 1960 par l'Académie des Sciences de l'U.R.S.S. comprenant la reproduction directe de 3o clichés, une carte comprenant 251 détails contrôlés sur 3 clichés au moins, 190 détails aperçus sur deux clichés, et 57 détails soupçonnés sur une seule image. Des déterminations de coordonnées sont données à 2° près, et une nomenclature est proposée.
(from p. 144)
On reconnaît des cratères, des auréoles, probablement des chaînes de montagnes; les étendues sombres des mers sont beaucoup moins nombreuses que sur l'hémisphère tourné vers la Terre.
Cartographie de la surface lunaire
Un atlas photographique de la Lune a été réalisé par G. P. Kuiper. La surface entière de l'hémisphère visible a été divisée en 44 régions. Chaque région est reproduite sous généralement plus de 4 éclairages différents, à l'aide de 230 planches photographiques à l'échelle de i/i 370 000. Chaque planche est sélectionnée parmi les meilleures photographies actuellement disponibles dans les collections recueillies aux Observatoires du Mt Wilson, Yerkes, Lick, 1\TcDonald, Pic-du-Midi. Cette documentation exceptionnelle est imprimée par The University of Chicago Press.
Un atlas complémentaire, en préparation, donnera une sélection de planches avec d'une part un rezeau de co-ordonnées rectangulaires, d'autre part les co-ordonnées sélénocentriques. De nombreux clichés ont été pris par G. P. Kuiper, D. Arthur et E. A. Whitaker au foyer direct du réfracteur de 40 pouces de Yerkes, pour une détermination plus précise de ces co-ordonnées.
Les mesures de co-ordonnées recueillies ailleurs sont résumées dans le report de la Commission 17.
Les géologues du U.S. Geological Survey ont réalisé des séries de cartes à l'échelle de i/3 800 00o sélectionnant les principaux détails de la surface lunaire tels que les cratères, les domes, les fractures, les auréoles, les différents types présumés de terrain.
Le relief détaillé de la surface lunaire est l'objet d'un important programme de mesures dirrigé par Z. Kopal. De nombreuses photographies ont été réalisées au foyer direct de la lunette de 6o cm du Pic-du-Midi à la cadence rapide de plusieurs images par minute, pendant plusieurs heures consécutives. Les mesures des ombres portées par les accidents du relief donnent les altitudes relatives et les pentes.
A partir de l'atlas photographique de Kuiper, des déterminations de relief précédentes et des mesures de co-ordonnées classiques, le U.S. Aeronautical Chart and Information Center a entrepris la réalisation de cartes topographiques à l'échelle i/i o00 000, en projection de Lambert, selon la présentation habituelle des cartes terrestres. Les co-ordonnées horizontales sont provisoirement déduites des mesures classiques de Frantz et Saunder. Des lignes de niveau séparent les cotes distantes de 300 mètres; elles sont établies d'après l'interpolation des mesures de Frantz par Schrutka-Rechtenstamm, et à partir des mesures relatives de Kopal. Les dénominations sont celles de l'UAI.
Au Japon, S. Miyamoto et M. NTatsui (Contr. Obs. Kwasan no. 95, iq6o) ont groupé 85 clichés de la Lune, obtenus à l'Observatoire Kwasan, en une publication sous forme d'un atlas couvrant toute la Lune.
Structure de la surface du sol lunaire
(a) L'étude photométrique de régions lunaires en fonction de l'angle de phase donne l'état de rugosité du sol.
Les deux catalogues donnant la réflectivité des détails lunaires publiés indépendamment par V. A. Fédoretz en r952 et par N. N. Sytinskaya la même année ont été comparés par V. I. Esersky et V. A. Eserskaya et groupés en un catalogue unique (Astr. Circ. U.R.S.S. 205 1959).
Toutes les régions de la Lune présentent leur maximum d'éclat à la pleine Lune quand le rayon incident revient sur lui-même. N. P. Barabashov et V. I. Esersky ont insisté sur la très grande homogénéité des propriétés photométriques de la surface lunaire, les courbes de
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variation d'éclat avec la phase restant presque identique sur les mers, les continents, les remparts et les fonds des cratères, les auréoles brillantes, etc.
J. van Diggelen (Rech. Astr. Obs. Utrecht. 14, no. 2) a achevé un très important travail de mesures photométriques d'un grand nombre de détails lunaires sous différents éclairements, et donné leurs courbes photométriques complètes.
Selon V. G. Fesenkov (Astr. J., Moscow 37, no. i, ig6o) ces courbes peuvent s'interpréter en supposant le sol lunaire couvert de gros grains donnant une diffusion de lumière intense dans la direction d'éclairement.
Le calcul des ombres portées par des cavités et des rainures de différentes formes a été repris et amélioré par J. van Diggelen (i959) qui conclut que les deux tieres au moins de la surface lunaire doivent être constitués par des cavités ellipsoidales généralement plus profondes que larges.
Les nombreuses comparaisons avec des substances mesurées dans le laboratoire de V. V. Sharonov conduisirent N. S. Orlova (Astr. J., Moscow 33, 93, 1916) à supposer le sol lunaire très rugueux et criblé de très nombreuses cavités jointives et irrégulières de toutes dimensions. Certaines scories bulleuses très aérées reproduisent bien les courbes photométriques observées sur la Lune.
A Utrecht, J. van Diggelen a réalisé également de nombreuses mesures sur des échantillons minéraux ou artificiels encore plus divers et fut amené à la même conclusion. D'autres comparaisons sont encore en cours de développement au laboratoire de N. Y. Barabashov (Circ. Obs. Kharkov, 21, ig6o) (Astr. _7., Moscow 36, no. 5, 1959)
Par ailleurs, la photométrie des éclipses dc Lune a été étudiée par F. Link (Bull. Astr. Inst. Czech. ii, 13, rq6o).
(b) L'étude de la reflexion (les ondes de radar sur la surface lunaire donne des indications sur la structure du sol à une échelle supérieure à quelques décimètres et plus grande que celle accessible aux mesures photométriques.
Depuis le dernier Report de r958 les études à Jodrell Bank Experimental Station par J. Evans ont confirmé que, sur ioo Mc/s, so%, de l'énergie est retournée dans les premières So microsecondes après le début de l'écho, ce qui correspond à un parcours de 8 km dans le sens du rayon visuel; l'écho doit donc être fortement concentré dans une calotte réfléchissante de 34o km de diamètre centrée sur le milieu du disque lunaire apparent.
G. H. Pettengill (Proc. Inst. Radio Tngrs., N.Y. 48, 933, ig6o) ainsi que R. L. Leadegrand et ses collègues 48, 932, i9bo), utilisant des techniques très sensibles et en particulier des séries cohérentes d'impulsions de 50o microsecondes sur 440 Mc/s, sont parvenus à préciser que l'écho comprend deux parties. Environ 80% de l'énergie est concentrée fortement autour du centre du disque sous forme de réflexion spéculaire et décroît avec l'angle A de la normale à la surface et du rayon incident selon la loi: exp (-ro•5 sin A); cette composante restitue presque sans dépolarisation une onde incidente complètement polarisée circulairement. Le reste de l'écho, diffusé par l'ensemble de la surface lunaire à la manière d'une sphère dépolie, suit la loi cos 3AIz, analogue à la loi de Lambert, et dépolarise complètement le rayonnement incident. La composante diffuse provient des irrégularités d'ensemble de la surface lunaire à grande échelle. La composante spéculaire indique que, à l'encontre des résultats de la photométrie, la surface lunaire se comporte, à l'echelle de la longueur d'onde 68 cm utilisée, comme une surface lisse à pentes faibles et émoussées.
T. B. A. Senior et K. M. Siegel (Paris Symposium on Radio Astronomy, Stanford Univ. Press i95q) (Nat. Bureau of Standards, 64D, 217, ig6o) ont étudié en détail la composante
(from p. 146)
spéculaire et interprétent leurs études de réflexion des impulsions très brèves sur les longueurs d'onde de io cm à 3 m comme le résultat de réflexions individuelles sur plusieurs dizaines de , facettes distinctes convenablement orientées au voisinage du centre du disque lunaire, chacune d'elles pouvant avoir de q4 à 6 x io-4 fois la surface apparente de la Lune.
Mais J. S. Hey et V. A. Hughes (Paris Symposium on Radio Astronomy, I959)+ puis J. K. Hargreaves (Proc. Phys. Soc. Lond., 73, 536, I959) interprétent les mêmes résultats en invoquant simplement les irrégularités naturelles de la surface lunaire, dans lesquelles les variations verticales seraient égales ou supérieures à la longueur d'onde sur des surfaces horizontales environ 20 fois plus étendues.
(c) L'étude polarimétrique précise au contraire la structure lunaire à l'échelle inférieure à celle donnée par la photométrie.
Les techniques polarimétriques développées en France par B. Lyot puis par A. Dollfus ont été maintenant mises en oeuvre en Union Soviétique. A Poulkovo le polarimètre photoélectrique réalisé par A. V. Markov (Trans. Pulkovo Obs. no. 158, i958) permit à E. K. Kokhan (Trans. Comm. Planet. Phys. U.R.S.S. no. r iq6o) de déterminer les corbes de polarisation de
34 régions lunaires. A Kharkov, N. P. Barabashov et L K. Koval (Trans. Comm. Planet. Phys. ' U.R.S.S. no. r, iq6o) ont entrepris des mesures de polarisation photographiques. A Abastumani un polarimètre photo-électrique balayant automatiquement la surface lunaire a été réalisé. Y. N. Lipsky (Astr. J., Moscow 36, no. 2, I959) et V. G. Teufel (Astr. J., Moscow 37, no. 4, zq6o) ont entrepris des mesures dans des domaines spectraux étroits.
D'autre part, à l'Observatoire McDonald, T. Gehrels a mis en valeur une forte augmentation de la polarisation de la lumière lunaire dans le bleu et le proche ultra-violet (Astr. )1. 64, 332, I959)•
Nous savons que l'interprétation des mesures de polarisation indique une surface lunaire uniformément constituée d'une poudre de grains fins et très irréguliers, complètement opaques.
Cette poudre doit recouvrir le sol et ces très nombreuses cavités en tous points.
(d) Les mesures thermiques classiques ont également conduit à admettre que la surface lunaire est recouverte d'une poudre fine.
W. M. Sinton (Lowell Obs. Bull- 5, 1, 1960) tracé des cartes d'isothermes du croissant lunaire éclairé pour 9 angles dc phase. Shorthil, Conley et Borough (Comm. au Congrès A.S.P. 17 Juin iq6o) ont découvert au Dominion Observatory que, pendant l'éclipse de Lune du ig6o -Mars 13, les cratères Tycho, Copernic et Aristarque se refroidissaient moins que les régions voisines, Tycho atteignant une température d'équilibre de 40 à 60° plus élevée que son voisinage. W. M. Sinton a confirmé ce fait durant l'éclipse du iyGo Septembre 5, et trouvé que la température de 'l'ycho est restée voisine de-35°C pendant toute la totalité. Le fait s'expliquerait en supposant que l'épaisseur de la couche de poussière superficielle est plus mince dans '1 ycho que dans le voisinage, et voisine de o•3 mm seulement.
Les propriétés thermiques du sol ont été dans une certaine mesure précisées également grâce aux observations de radio--émission sur 8 mm par E. A. Solomonovich (Astr. ~., Moscow 35, no. i, i958), et sur i•63 cm par M. R. Zelinskaya et V. S. Troitsky (Astr. ,7., Moscow 36,110. 4, r959)• L'amortissement thermique trouvé est o•z cm-' et la conductivité électrique 7•q X ios CGSE. V. Troitsky a entrepris les études comparatives au laboratoire.
Origine de la structure superficielle du sol lunaire
A. Dollfus (Ilandbuch der Physilz, La nature de la surface des planètes et de la Lune, Sprin~er Verlag iq6i) a calculé les contraintes exercées dans les roches à la surface lunaire lors des
(from p. 147)
brusques refroidissements au coucher du Soleil et pendant les éclipses, et trouvé que les variations thermiques ne peuvent pas expliquer la pulvérisation superficielle observée; cette pulvérisation ainsi que les cavités nombreuses qui criblent le sol paraissent plutôt résulter des explosions produites par les impacts rapides de petits météores. N. N. Sytinskaya (Astr. )'., Moscow 36, no. 2, I959) a développé également cette hypothèse, et comparé le nombre probable d'explosions de micrométéorites à la surface lunaire avec les dénombrements de poussières cosmiques relevées par les satellites artificiels.
Les expériences d'impacts de petites sphères projetées à plus de i km par seconde sur des cibles métalliques, publiées notamment par W. W. Atkins (J. app. Phys. 26, 126, I955), J. S. Clark et al., C. N. Scully (Lunar and Planetary Exploration Colloquium x, no. 2, 1958) confirment la formation de cavités profondes et l'éjection d'une fine poussière à une vitesse qui peut dépasser la vitesse de libération à la surface de la Lune.
Selon F. L. Whipple (Vistas in Astronautics 2, i67), le phénomène doit etre compliqué par le bombardement de protons, molécules et atomes solaires qui pourraient produire une adhérence de la poudre selon une texture rigide.
=Constitution du sol lunaire
La nature chimique et géologique du matériau constitutif de la surface lunaire n'a pas pu être encore précisée et les travaux développés depuis la rédaction du dernier rapport de r958 ne sont pas concluants.
(a) L'indice de couleur du sol lunaire a été mesuré dans plusieurs observatoires soviétiques et sur de nombreuses régions lunaires. N. P. Barabashov, et V. I. Esersky (Astr. Cire. U.R.S.S. no. 205 i95q) et V. A. Fedoretz (Astr. J., Moscow 36, 496, iq5q), ainsi que K. L Kozlova et Y. V. Glogolevsky (Astr. Circ. U.R.S.S. 209, iq6o), ont trouvé une valeur très remarquablement constante d'un point à l'autre de la Lune. V. V. Sharonov a constitué un catalogue des couleurs convrant r io régions lunaires. L. N. Radlova (Symp. IA U 114) a mesuré spécialement les auréoles des cratères et trouvé la même uniformité de couleur. V. Teyfel (Asir. -7. Moscow 36, no. i et 6, i95q), (Astr. Cire. U.R.S.S. 209, iq6o) ainsi que N. S. Orlova ont tracé des graphiques reportant en abscisses le pouvoir réflecteur et en ordonnées l'indice de couleur rapporté à celui du Soleil. Les points figuratifs de différentes régions lunaires se groupent étroitement dans un domaine limité du graphique. Les mesures effectuées au laboratoire de V. V. Sharonov sur des calcaires, grès, granites, basaltes, gneiss et métorites définissent des régions très différente du plan figuratif. Aucune substance terrestre ne reproduit exactement la couleur du sol lunaire. N. N. Sytinskaya (Astr. )'., Moscow 36, 315, I959) pense que les nombreux impacts de petits météores décomposent les silicates du type olivine et accroîssent la teneur en oxyde de fer de couleur sombre. Les mers, plus sombres, contiendraient initialement plus de fer.
(b) Les constantes électromagnétiques du matériau constituant le sol lunaire peuvent dans une certaine mesure être évaluées grâce à la technique des échos de radar.
T. B. A. Senior et K. M. Siegel (Symp. IA U q, Radio-Astronomie, Paris i958; Lunar and Planetary Exploration Colloquium iq6o; Symp. IAU 14) admettent finalement une conductivité électrique de 3•q. X io-4 mlios/mètre et la valeur très faible q•6 X 10 12
farads/mètres pour la permittivité. G. Pettengill (Symp. IA U 114) trouve une permittivité sensiblement différente, mais en tout état de cause également nettement inférieure à celle des minéraux usuels en blocs.
En comparant les résultats précédents avec ceux des mesures thermiques infra-rouges
(from p. 148)
classiques, T. Senior et K. Siegel ont cherché à préciser la chaleur spécifique du matériau lunaire et concluent à la conductibilité calorifique 3•5 x io-' cal/sec/cm3/°C.
W. Fensler (Symp. IAU i4) a déterminé au Laboratoire les conductivités électriques et permittivités de 47 échantillons de roches, météorites chondritiques, tektites, sables, verres, certains d'entre eux puh~érisés sous différentes dimensions de grains. Il semble nécessaire d'admettre une morphologie très poreuse ou poudreuse avec des grains de dimensions très diverses. Mais aucune précision n'a pu être encore retenue sur la nature même du sol lunaire.
(c) Les propriétés chimiques vraisernblables de la surface lunaire ont été discutées par H. C. Urey (Z. phys. Chem. i6, 346, iq58) (Symp. COSPAR Nice, ig6o). Si l'eau ou des composés carbonatés contribuaient pour une grande quantité dans la composition de la Lune, ils abaisscraient la température de liquéfaction et se trouveraient concentrés dans les couches superficielles. La faible densité dc la Lune s'explique plutôt par une déficience cn Fer par rapport à la composition de la Terre. Les régions claires de la surface contiendraicnt dans ce cas une part importante de silicates basaltiques; les roches acides nc sembleraient pas abondantes. I,es étendues sombres des mers et les fonds de cratéres comblés, provenant probablement de fusions résultant d'impacts degrosobjets,auraientunecompositioncomprise entre celle des météores chondritiques et celles de granties, et contiendraient plus de fer.
Observation télescopigue des formations lunaires
Les observations visuelles recueillies dans les meilleurcs conditions permettent de séparer des taches distantes de 400 ou Soo mètres.
Parmi les nombreuses études visuellcs publiées, signalons les reproductions par G. Fielder (Sky and Telesc. iq, no, 6, iq6o), au Pic-du-~'Tidi, des fins détails des rainurcs de Hyginus et Ariadaeus; G. P. Kuiper (Uistas in Astronautics 2, z73~ ~959) ct ll. Arthur (Symp. IAU i4), aux Observatoires McDonald et Yerkes, ont précisé que les grandes auréoles des cratèrcs '1 ycho et Copernic montrent de nombreuses traces d'impacts attribuables aux chutes d'objets projetés en même temps que la poudre; ]cs pctits d8mes d'apprence volcanique présentent à leur sommet exact un petit cratère circulairc d'environ 80o m de diamètre; certaines rides montrent sur la lignc des crctes de pctites fissures ou des sortes d'cxtrusions.
Les meilleures photographics dc la Lune actuellement disponiblcs permettent de séparer deux taches de la surface voisincs dc 70o mètres.
Quelques nouveaux documents excellents ont été obtenus au Mont Wilson par D. Alter. Plusieurs très bons clichés ont été réussis au foyer direct de la lunette dc Ycrkes par Kuiper, Arthur, Whitaker. A. Dollfus a reproduit l'ensemble des négatifs à résolution élevée recueillis au Pic-du-Midi depuis i94.3 par Lyot, Gentili, Camichel ete.
Des tirages rectifiés de la perspectïve ont été effcctués par le U.S. Aeronautical Chart and Information Center en projetant des images sur une sphére bhmche et en rephotographiant cellc-ci.
L'ensemble de ces documents permit entre autre à IL C. Urey (1:'ndeavour rq6o) dc réexaminer les phénomènes liés à la formation dc lTare Tmbrium. G. Y. Kuiper (Uistas in Astronautics z, 273, iqsq) (Symp. IAU i4) a étudié les grandes auréoles, les d&mes, les fissures et lcs déplacements verticaux de la surfacc. E. Shocmakcr (Synzp. IAU i4) a précisé les phénoménes d'impacts liés à la formation de Copernic. U. Fielder (Sky and Telsc. zq, no. 6, rq6o (P.A,.S.P. 70, 308, r~58) a décelé de nouveaux systèmes de fissures. A. Dollfus (Symp. IAU i4) a examiné le cas de fusion des bordures de contincnts par la matière des mers et groupé des images très détaillées de rainures et de pitons centraux.
(from p. 149)
Nature et origine des cratères
Plusieurs astronomes et géologues ont cherché à approfondir l'hypothèse d'une origine volcanique des cratères, chaînes de montagnes et mers, notamment N. Boneff (Symp. IAU
14, z96o), K. H. Engel (Y. internat. lunar Soc. no. 3 et no. 5, i958), P. Hédervàri (Geofizikai Kôzlme 6, no. 3, i957) (Fôldrajzi Kôzlem no. 2, no. 4, i959)• J. Green a effectué des comparaisons entre les aspects du volcanisme terrestre et certaines formations lunaires, et recherché l'origine des cratères dans des changements d'état de la matière lunaire (Lunar and Planetary
Exploration Colloquia rgsq et rq6o).
La température de fusion d'un magma est abaissée lorsque sa composition contient une certaine quantité d'eau; une portion du magma contenant plus d'eau restera fluide plus longtemps lors du refroidissement progressif; selon S. Miyamoto (Contr. Obs. Kwasan no. go, ig6o) une extrusion de magma siliceux doit produire alors une explosion brutale à la surface et pourrait donner naissance à un cratère explosif. D'autre part, selon S. Miyamoto également, (idem no. 96) le refroidissement progressif du globe et sa solidification pourraient donner naissance à des poches de gaz, par concentration de produits volatils, entraînant la vaporisation.
Cependant le mécanisme de formation des cratères par explosion lors d'impacts de météores a reçu de nouvelles et intéressantes confirmations. Les observations reportées au paragraphe ci-dessus mettent en valeur les projections de poudre et de nombreux débris sous les souffles violents des explosions. E. Shoemaker (Lunar and Planetary Exploration ('01loquiiiiii, Novembre ig6o) a déterminé le nombre dc cratères formés sur Terre par explosion de météores dans les régions des Etats-Unis sujettes à l'érosion la moins active et trouvé un accord raisonnable avec le nombre de cratères lunaires formés dans le même temps. Les courbes de dénombrement des météores et des astéroïdes en fonction de leur volume données par II. Brown (Symp. CUSPAR Nice, ig6o) conduisent à des extrapolations raisonnablement corroborées par le nombre de cratères lunaires observés. C. Jaschek (Observatory 8o, rig, ig6o) est parvenu indépendamment à la même conclusion.
Les impacts lunaires semblent répartis au hasard sur une région d'ancienneté donnée et sont d'autant plus nombreux que la surface semble avoir été exposée depuis un temps plus reculé.
Formation des mers
Le problème de l'origine des grands cratères à fond plat remplis de la substance des mers ainsi que celui des bassins des mers continue à donner lieu à plusieus interprétations.
D'après T. Gold (Symp. IAU 14) les charges électrostatiques résultant dc la photoionisation de la surface lunaire seraient suffisantes pour soulever et transporter les petits grains de la surface; ceux-ci finiraient par couvrir les bas-fonds d'une couche régulière. Cependant, les mesures photométriques déjà mentionnées témoignent d'un sol très rugueux, tandis que les observations télescopiques reportées montrent une fusion du sol en certains points des contours des mers et indiquent dans certains cas un phénomène violent ayant projeté de la matière.
Selon G. P. Kuiper (Vistas in Astronautics 2, 273, i959) les impacts rapides par de très volumineux météores aurainet perforé la croute à l'époque où le matériau lunaire sous la surface n'aurait pas encore été solidifié; des épanchements de lave en auraient résulté.
Selon H. C. Urey (_7. geophys. Res. 65+ 358> ig6o) l'intérieur de la Lune n'a pas pu être suffisamment liquifié dans son ensemble; les bassins de laves et les mers résulteraient d'impacts relativement lents par de très gros météores ou de petis astéroïdes, entraînant la liquéfaction du corps et d'une partie de la région lunaire heurtée. Les chaînes de montagnes représenteraient des amas de déblais. (Endeavour 19, 87, iq6o).
(from p. 150)
Selon Z. Kopal (Nature, Lond. 1183, i69, I959) de tels chocs devraient engendrer un ébranlement séïsmique considérable et près de i/io ème de l'énergie incidente se retrouverait concentrée aux antipodes du point de chute; des impacts par des noyaux de comètes, présentant moins de cohésion, libéreraient plus d'énergie avec un moindre ébranlement séismique.
Certains monticules observés dans les mers et coiffés à leur sommet d'un petit cône pourraient être d'anciens volcans. T. Gold suggère l'extrusion de vapeur d'eau, successivement liquéfiée puis congelée sous la surface.
Les rides et les rainures pourraient résulter selon G. P. Kuiper des refroidisements progressifs de la surface, engendrant d'abord des tensions, puis des compressions. Cependant, des séïsmes pourraient aussi être invoqués.
Ceinture de radiation et champ magnétique lunaire
Une fusée soviétique lâchée le 12 Septembre 1959 a atteint la Lune et s'est écrasée à sa surface près du centre du disque. L'engin contenait 4 compteurs dc particules à scintillation et 6 compteurs à décharge. Selon S. N. Vernov (Symp. COSPAR Nice, iq6o), à l'approche de la Lune à iooo km de sa surface, le nombre de particules enregistrées ne dépassait pas io% de celui de l'espace, soit io-6 fois la densité des particules dans les ceintures de radiation de la Terre. Le champ magnétique général de la Lune doit être probablement inférieur à io-3 fois celui de la Terre.
L'engin précédent contenait également un magnétomètre qui put fonctionner jusqu'à So km de la surface lunaire. Selon S. S. Dolginov (Symp. COSPAR Nice, iqGo), un champ de ioo gammas aurait pu être décelé. Le résultat négatif indique un champ magnétique lunaire au moins 400 fois plus faible que celui de la Terre, soit une magnétisation du globe inférieure à o•z5% de celle du globe terrestre.
Atmosphère lunaire et dégagements gazeux
L'expansion continuelle de la couronne solaire doit donner un flux dc protons. J. H. Harring et L. Licht (Symp. COSPAR Nice, rq6o) ont calculé que l'impact de ces protons à la surface de la Lune doit dégager de l'hydrogène neutre sous forme d'une extrêmement faible atmosphère permanente contenant environ io' atomes par cm3, soit une densité au sol 10 14 fois celle de l'atmosphère terrestre. L'ionosphère correspondante contiendrait 400 protons par cm3.
H. C. Urey (Ilandbuch der Physik Astrophysih 3, Springer Verlag i95q) a estimé la vitesse probable de dégagement du Xénon par la surface de la Lune et calculé sa vitesse d'évaporation; l'équilibre donne une atmosphère résiduelle très faible contenant au plus roll atomes par cm3. Urey remarque également que des molécules telles que C, N, O, H, sont capables d'illumination par fluorescence; comme aucun phénomène lumineux n'est observé, la concentration de ces molécules doit être inférieure à io' ou 107 par cm:'.
W. F. Edwards et L. B. Barst (Science 127, 325, 1958) discutent les probabilités de dégazement par fission de l'Uranium et par les gaz piégés dans les roches.
Le 24 janvier i956, la Lune occultait la radio source de la nébuleuse du Crabe. Avec le radio-télescope de Cambridge (Angleterre), B. Elsinore (Symp. IAU 9, Radio-Astronomze, Paris 1959) observa une réfraction de i3"•4 ± 9", suggérant la présence d'une ionosphère lunaire contenant environ io3 électrons par cm'. Si un millième des molécules de l'atmosphère lunaire sont ionisées, la densité au sol doit être voisine de 2 à 6 x io-13 fois celle de l'atmosphère terrestre et posséder de ioE à i07 molécules par cm3.
Le 3 Novembre i958, entre 3h oom et 3h 3om, N. A. Kozyrev (Priroda, Moscow no 3, 1959)
(from p. 151)
réalisa à l'Observatoire de Crimée un spectre de la Lune avec une dispersion de 50A/mm, la fente du spectrographe coupant diamétralement le cratère Alphonsus et intersectant le piton central très pointu. L'examen ultérieur du spectre révéla, à l'emplacement exact de la paroi éclairée du piton central, une assez forte augmentation de l'éclat débutant brusquement à 4.770 A et s'étendant en s'affaiblissant jusque vers 4340 Â. Un second cliché sensiblement sous-exposé, réalisé sur la même plaque une demi-heure plus tard, ne montre pas cette émission. Le Président et deux membres de la Commission i6 ont examiné chacun séparément le négatif original obligemment produit par le Dr. Kozyrev et peuvent attester l'authenticité de l'observation.
N. A. Kozyrev attribue cette émission à une éruption volcanique à l'emplacement du piton central. A. Kalignac (Symp. IAU 114) a étudié du point de vue spectroscopique le négatif, à Poulkovo. L'émission est assez semblable à celle des tètes des comètes; plusieurs maxima d'émission peuvent être identifiés avec les bandes de Swan de la molécule de C2, dont certaines sont absentes. Un fond continu n'est pas décelé. L'émission rappelle la fluorescence pure par un gaz raréfié. La libération probable d'une bouffée de gaz par le sol a dû s'accompagner d'une dissipation presque immédiate.
(from p. 161)
17. COMMISSION DU MOUVEMENT ET DE LA FIGURE DE LA LUNE
PRÉSIDENT: Professor Dr K. Koziel, Professor of Astronomy, Jagellonian University, Kopernika 27/3, Cracow, Poland.
MEMBRES: Atkinson, Boneff, Botelheiro, Brouwer, Eckert, Guth, Hirose, Jeffreys, Markowitz, Meyer, Nefediev, O'Keefe, Mme McBain Sadler, Ueta, Watts, Weimer, A. A. Yakovkin.
PROGRESS OF RESEARCH
In the U.S.S.R. investigations of the rotational elements and of the figure of the Moon have been continued.
At Engelhardt Observatory, Kazan, A. A. Nefediev continued his heliometer measures and obtained 420 observations of iYl6sting A since r938, of which he is now reducing the series iq¢6-58. S. T. Habibulin with K. S. Shakirov developed a method for the determination of libration constants I and f based upon the measurements of the distances between two craters, one near the lunar disk's centre, the other near the limb.
At the Central Astronomical Observatory of the Ukrainian Academy of Sciences, Kiev, I. V. Gavrilov has completed the study of the libration effect in the Moon's radius (Astr. Circ. U.S.S.R. no. 206, iq6o) and the following formulae were obtained to pass from the centre of the Moon's figure to the centre of mass:
_- O" •27 - O"•025 N<,, 7] + O"'2I + O"•02I ~o
for the western limb and
~ _ - 0"•54 + o"•ooy 9,, 11 _ - o"•qb + o"-o96 /30
for the eastern limb,
where ~ and q denote the co-ordinates of the centre of the figure referred to the mass centre and (3o the optical libration in latitude.
A. A. Gorynia has re-reduced a part of the Bamberg series of Harrivig (i8qo-iqis) and has obtained two sets of solutions, (Astr. Circ. U.S.S.R. no. 211, iq6o) of which the second corresponds to the hypothesis of an asymmetry of the Moon's figure with respect to the rotation axis:
1 11 ,10 1 ± 18„ - 51) 1 i,32„
_ - 3'12'56" ± i3" , - 3" 1z'43" + io„
h = 15,32,,.0 ± 0"•73, is'34" ± 0 "•52
I= "32'3 6" ± y2„ io32,4o,,,i ± LS„
f-- 0•82 + o•o,}i, o•8z ± o•o2q
A. A. Yakovkin developed a method for the determination of libration constants consisting in measurements of position angles of the directions from Môsting A to the craters near the limb.
At the Institute for Theoretical Astronomy, Leningrad, VL V. Frecdland tried to determine the free libration constants in longitude (Bull. Inst. astr. I,eninhr. 7, no. 4, iqsq) on the basis of the Dorpat series of Hartwig (i884-85), treated first by K. Koziel and of the Kazan series of
Nefediev (rq38-45)•
(from p. 162)
N. G. Rizvanov at the Engelhardt Observatory obtained zoo photographs with a Markowitz camera. On the basis of these photographs corrections to the Moon's co-ordinates have been determined for 4 dates in 1959.
Similarly at Kiev ioo photographs were obtained with the Markowitz camera and 120 plates with a 400 mm astrograph for the study of the figure and surface of the Moon.
I. N. Demenko seems to confirm the libration effect in the Moon's radius (Astr. Circ. U.S.S.R. No. 203, 1959; NNo. 209, iq6o) on the basis of the Greenwich and Washington meridian observations of the Moon (1923-52).
During the reported period 408 observations of lunar occultations were made at Soviet Observatories.
D. Brouwer, Yale University Observatory, calls attention to the radar-distance determination of the Moon, carried out at the U.S. Naval Research Laboratory in Washington. The mean centre-to-centre distance between the Earth and the Moon has been found (A.J. 64, 325, 1959) to be 384 402 km with a probable error not exceeding z km. The observations are being continued.
At the U.S. Naval Observatory, Washington, the survey of the marginal zone of the Moon by C. B. Watts has progressed as follows: The i8oo libration frame charts, in which the elevations are referred to an adjusted datum surface, have been completed. The charts are being prepared for publication by the Aeronautical Chart and Information Center of the Air Force. A map of the zone in the P, D system of co-ordinates, based on normal apparent gradients transferred from these charts, has also been constructed. A few checking operations remain to be carried out and the work will be published in iq6i.
Mrs F. M. McBain Sadler reports that the British Nautical Almanac Office has continued its routine programme of prediction of lunar occultations; the number of stations has increased to 80. It also provides approximate predictions of occultations of about q.o bright radio sources for 17 stations.
The discussions of reduced observations have been published for the years i953 to 1955 in AJ. 63, 244, 1958 and for i956 and 1957 in AJ. 65, 102, iq6o. These observations have been reduced without limb corrections. The observations for i958 have already been reduced; but C. B. Watts has now supplied values of the necessary limb corrections prior to the publication of his charts, and they will be re-reduced. The publication of the combined list of all observations included in the discussions for 1948 to i953 has been delayed. It is hoped to publish it soon, and a start has been made in preparing a similar list for the years
1954 to 1957.
H. Jeffreys, Cambridge, has rediscussed the libration of the Moon's axis, taking into account terms in e2 and i2, and also two solar effects not taken into account by Hayn. The observational data are discussed, and it appears that
g = o•oooob z8} ± 0•0000o015
At the Paris Observatory photographs were taken with a Markowitz camera and 213 plates were measured, including plates obtained at San Fernando, Helsinki and Uppsala.
Besides, Th. Weimer dealt with the problem of the Moon's figure and found no libration effect in the Moon's radius. He also established a preliminary list of i35 `fundamental' craters, measurable on Markowitz's plates.
At the Tokyo Observatory H. Hirose has made photo-electric occultation observations (Tokyo astr. Bull. II, no. i i r) and in their reduction he has used the unpublished lunar profiles
(from p. 163)
of Watts as well as the atlas of Weimer. On the basis of 220 points on the Moon's limb he obtained a relation between these two profile maps expressed by the formula:
Watts-Weimer = +o"•qq sin (II + 282°) where II is the selenographic co-latitude of the limb point.
Also the Moon's positions have been traced at the Tokyo Observatory with a transit circle and a Markowitz camera (Tokyo astr. Bull. 11, nos. i o8, i 17, 13 0
J. Ueta, Kyoto, deals with the problem of the Q factor in the theory of the Moon's orbital motion.
At Sofia, N. Boneff dealt with the problem of meteoric danger in astronautics in connection with the problem of the origin and distribution of lunar craters. He investigated, moreover, the probable influence of the Moon on the formation of contours of terrestrial continents
(A.N. 284, 155)
A. Botelheiro, of the Lisbon Observatory, reports that the Observatory is continuing as routine work the observation of occultations. Since i938, when the programme was begun at Lisbon, 1171 occultations had been observed up to the end of I959•
At the University Observatory, Vienna, G. Schrutka-Rechtenstamm intends to determine from measurements of 12 lunar photographs from the Lick Observatory precise co-ordinates and absolute altitudes of over 150 points on the Moon's surface, taking into account the list of Weimer.
At the Cracow University K. Koziel has worked out a new variant of the method of adjusting libration observations, given previously in Acta. astr. Cracoviae, a, 4. 153, 1949. This variant may be successfully applied when using fast-working electronic calculators. The rereduction of the Kazan series of heliometric measures of Banachiewicz (iqio-is) is being continued by J. Mietelski, as that of the Bamberg series of Hartwig (i8qo-iq22) by J. NZaslowski and Mrs H. Ja§ka The Cracow University Observatory continues as routine work the observation of occultations.
>>>K. KOZIEL
- President of the Commission
