Maan vaihe, Terra-vaihe, maanpäällinen vaihe tai yksinkertaisesti Maan vaiheet tarkoittavat sitä, miten Maa näyttää Kuusta katsottuna auringonvalon valaiseman osan muodon mukaan. Kun tarkastelet Maa-kitkaa Kuusta, näet eri asteissa valaistun Maan kiekon, jonka muoto muuttuu säännöllisesti.

Miten vaiheet syntyvät

Maan vaiheet johtuvat siitä, että sekä Kuu että Maa kiertävät ja kääntyvät suhteessa toisiinsa ja Auringon suuntaan. Kuusta katsottuna Maan ilme muuttuu, kun Kuun kiertoradat Maan ympäri ja Maan kiertoradat Auringon ympäri muuttuvat. Valon määrä, joka osuu Maahan ja heijastuu Kuuhun päin, vaihtelee näiden geometristen kulmien mukaan, jolloin Maan näkyvä osa vaihtelee sirpistä täysikiekkoon ja takaisin.

Vaihesykli ja nimitykset

Maan vaiheet muuttuvat syklisesti noin yhden synodisen kuukauden aikana (~29,5 vuorokautta), samaan tahtiin kuin Kuun vaiheet Maasta nähtynä. Maan vaiheet ovat periaatteessa käänteisiä Kuun vaiheille: kun Maasta näkyy uudkuu (eli Kuu on uudehko tai uuden vaiheen aikaan), Kuusta katsottuna Maa on täysinäinen; kun Maasta on täysikuu, Kuusta katsottuna Maa on pääosin pimeä eli "uusi". Tyypillinen vaiheiden sarja (suomenkielisinä vastineina) on:

  • uusi Maa (Maa lähes täysin pimeänä)
  • ylevä sirppi (waxing crescent)
  • ensimmäinen neljännes (puolimaa)
  • ylevä gibbous (lämpimästi valaistu, kasvaa kohti täyttä)
  • täysimaa (Maa kokonaan valaistuna)
  • laskeva gibbous
  • viimeinen neljännes (puolimaa)
  • laskeva sirppi (waning crescent)

Havaittavuus Kuusta

Kuusta katsottuna Maa näyttää huomattavasti suuremmalta ja usein kirkkaammalta kuin Kuu Maasta päin. Maan halkaisija on noin 3,7-kertainen Kuuhun verrattuna, joten Maan näennäinen koko taivaalla on suurempi. Lisäksi Maan keskimääräinen heijastuskyky (albedo) ja laaja pilvikansi tekevät Maasta paljon kirkkaamman; täysi Maa voi olla kymmeniä kertoja kirkkaampi kuin täysikuu Maasta nähtynä. Myös merien pintaheijastukset (specular glint) ja pilvien valon heijastus lisäävät kirkkauden paikallisesti.

Koska Kuu on pyörähtänyt ympäri akselinsa lukkiutuneena Maahan, useimmilta Kuun lähipuolen kohdilta Maa näkyy melko paikallaan taivaalla — se ei juuri nouse tai laske, vaan sen valaistuksen aste muuttuu ajan mukana. Poikkeuksia aiheuttavat kuun libratooriset liikkeet, joiden takia Maa voi näyttää hieman liikkuvan tai "nyökkivän", ja Kuun reunavyöhykkeiltä Maa voi nousta tai laskea näkyviin.

Earthshine eli maanhehku

Kuusta katsottuna kirkas Maa valaisee myös Kuun pimeää puolta. Vastaavasti Maasta katsottaessa hämärästi näkyvä kuun tumma sirppi valaistuu heikosti Maan heijastaman valon takia; tämä ilmiö tunnetaan englanniksi nimellä "earthshine" ja suomeksi usein "maanhehku" tai "maanvalo". Earthshine syntyy, kun Auringon valo heijastuu Maasta takaisin Kuuhun ja valaisee Kuun öistä puolta.

Mitä Kuusta näkyy Maan pinnalla

Suurelta osin Kuun lähipuolta asuva tarkkailija näkisi Maan muuttuvat vaiheet kuukauden kuluessa, mutta Maan pintakuviot — valtamerien sinisyys, pilvimuodostelmat ja mantereiden muodot — olisivat selvästi nähtävissä, kun Maa on valaistuna. Apollo-lentojen kuvissa ja sanoituksissa (esim. kuuluisa Apollo 8:n "Earthrise" -kuva) Maa näkyy sinivalkoisena, helposti tunnistettavana planeettana.

Miksi Maan vaiheet ovat tärkeitä

  • Ne kertovat suoraan aurinko-maapallon-kuu -geometriasta ja auttavat ymmärtämään valon heijastumista planeettojen välillä.
  • Maan vaiheet vaikuttavat tilapäisesti Kuusta käsin havaittavaan valaistukseen ja lämpöolosuhteisiin.
  • Ilmiö, kuten earthshine, auttaa tutkijoita selvittämään Maan heijastusominaisuuksia ja pilvikansan vaihtelua.

Yhteenvetona: Maan vaiheet Kuusta katsottuna ovat luonnollinen seuraus Auringon, Maan ja Kuun suhteellisesta asemasta. Ne ovat synkronissa Kuun vaiheiden kanssa mutta käänteisessä järjestyksessä, ja ne tarjoavat arvokasta tietoa planeettojen valo- ja albedokäyttäytymisestä.