Astro Web  

                                            

                                                                                                               

                                                                     

Měsíc

Měsíc je jediný přirozený satelit Země. V každé mytologii měl Měsíc svoje jméno - Řekové jej nazývali Selene nebo Artemis, Římané Luna. Ve staré češtině můžeme slyšet jméno Luna také, básníci je používají dosud. Měsíc byl pochopitelně znám už od prehistorických dob, je to - po Slunci - druhý nejjasnější objekt na obloze. Jak Měsíc obíhá jednou za měsíc kolem Země, úhel mezi Zemí, Měsícem a Sluncem se mění a my vidíme tyto cykly jako fáze Měsíce. Čas mezi následnými novy je 29,5 dne (709 hodin).

Díky své velikosti a složení je Měsíc občas charakterizován také jako "planeta" pozemského typu spolu s Merkurem, Venuší, Zemí a Marsem - pokud by obíhal Slunce po své nezávislé dráze, byla by to zcela regulérní planeta.

Měsíc byl poprvé navštíven sovětskou vesmírnou lodí Luna 2 v roce 1959. Je to prozatím jediné vesmírné těleso mimo Zemi, na němž spočinula i noha člověka. První přistání lodi s lidskou posádkou - Apollo 11 - se uskutečnilo 20. července 1969, zatím (a nadlouho) poslední přistání proběhlo v prosinci 1972. Měsíc je také jediným tělesem, jehož vzorky byly přivezeny na Zemi. V létě roku 1994 byl Měsíc mapován z oběžné dráhy malou sondou Clementine a v roce 1999 znovu sondou Lunar Prospector.

Mezi Zemí a Měsícem vznikají některé zajímavé efekty, zejména takzvané slapové síly. To jsou periodické změny tíhového pole Země způsobené gravitačními účinky Měsíce a Slunce a periodickými změnami jejich vzájemné polohy. Za hypotetického předpokladu tuhé Země obě tato tělesa na ni působí svou přitažlivostí, ovlivňují velikost tíhového (gravitačního) zrychlení a tvar hladinových ploch.

V situaci, kdy Slunce, Měsíc a střed Země leží v jedné přímce, nastávají maximální slapové účinky, a to v místech, kde tato přímka protíná zemský povrch. Slapové účinky Měsíce jsou přibližně dvojnásobné než účinky Slunce (zdvih hladinové plochy vlivem Měsíce je 35,6 cm, vlivem Slunce 16,4 cm). Vzhledem k elasticitě Země dochází k její deformaci (maximální zdvih zemské kůry je 20 cm). Slapové deformace jsou doprovázeny ztrátou energie systému Země - Měsíc vlivem vnitřního tření (slapového tření) a proto vzrůstá délka dne (asi o 1,5 milisekundy za století) a nepatrně se zvyšuje vzdálenost Země - Měsíc (měsíc se dostává na vyšší oběžnou dráhu, o 3,8 cm za rok). Výrazněji působí slapové síly na hladiny světových moří a oceánů (příliv a odliv) a na zemskou atmosféru, kde je pozorováno periodické kolísání tlaku vzduchu.

Asymetrické působení gravitačních sil je také příčinou toho, že se Měsíc otáčí synchronně, tj. že jeho otočení kolem vlastní osy trvá stejně dlouho jako jeho oběh kolem Země a tudíž je k Zemi obrácen stále touž stranou - díky jeho libraci (periodickým výkyvům) ovšem pozorovatel na Zemi může vidět až 59% jeho povrchu. Přesto zůstávala odvrácená strana Měsíce pro lidstvo neznámá až do roku 1959, kdy ji poprvé vyfotografovala sovětská sonda Luna 3. Poznámka: Nehovoří se o "tmavé" straně Měsíce! Obě jeho polokoule dostávají samozřejmě díky otáčení Měsíce pravidelný příděl slunečního záření. Některá použití tohoto termínu v minulosti byla zapříčiněna tím, že odvrácená strana nám byla neznámá, stejně jako "černá" Afrika ve smyslu neprobádaného kontinentu již také nemá své opodstatnění.

Měsíc nemá žádnou atmosféru, ale snímky sondy Clementine zavdaly podnět k úvahám, že v některých nejhlubších kráterech poblíž jižního pólu Měsíce, které jsou permanentně ve stínu, by mohla být přítomna zmrzlá voda. To bylo nyní prokázáno sondou Lunar Prospector a podle všeho je led i na severním pólu. Průzkum na Měsíc by byl tedy v budoucnosti mnohem levnější!

Kůra Měsíce je v průměru 68 km silná, její tloušťka kolísá od 0 pod Mare Crisium do 107 km severně od kráteru Korolev na odvrácené straně. Pod kůrou je měsíční plášť a pravděpodobně i malé jádro (průměr zhruba 340 km a 2% hmotnosti Měsíce). Stejně jako plášť zemský je i plášť měsíční částečně roztavený. Těžiště Měsíce se kupodivu nachází mimo jeho geometrický střed - je o 2 km posunuto směrem k Zemi. Rovněž kůra Měsíce je na přivrácené straně slabší.

Na Měsíci jsou dva základní terénní tvary: velmi staré vysočiny, hojně poseté krátery, a relativně hladká a mladší moře (mare). Moře, která pokrývají okolo 16% měsíčního povrchu, jsou obrovské impaktní krátery, které byly později zaplněny lávou. Většina jejich povrchu je pokryta regolitem, směsí jemného prachu a úlomků hornin, vzniklým meteorickými impaktovými procesy. Z nějakého neznámého důvodu jsou moře koncentrována na přivrácené straně.

Většina kráterů na přivrácené straně Měsíce byla pojmenována podle slavných postav z dějin vědy (např. Tycho, Copernicus a Ptolemaeus), hlavní útvary na odvrácené straně mají jména modernější (Apollo, Gagarin, Korolev). Kromě útvarů důvěrně známých z přivrácené strany má i odvrácená strana Měsíce mnohými krátery poznamenanou oblast South Pole-Aitken, která svým průměrem 2250 km a hloubkou 12 km patří k největším impaktním pánvím ve Sluneční soustavě, a Orientale na západním okraji (při pohledu ze Země ve středu levé strany obrázku), která je skvělou ukázkou vícekruhového kráteru.

Během programů Apollo a Luna bylo na Zemi dovezeno celkem 382 kg vzorků měsíčních hornin, které nám poskytnou více poznatků pro naši detailnější znalost Měsíce. Některé jsou cenné i tím, že je možno je datovat. Ještě dnes, 20 let po posledním přistání na Měsíci, tyto drahocenné nálezy vědci studují.

Většina hornin na povrchu Měsíce je zřejmě stará 4,6 až 3 miliardy let - na Zemi je možno nalézt tak starou horninu jen šťastnou náhodou. Proto může Měsíc podat důkazy o rané historii Sluneční soustavy mnohem lépe než Země.

Měsíc nemá celkové magnetické pole, pouze některé povrchové horniny vykazují pole zbytkové (remanentní), které napovídá, že v minulosti mohl Měsíc globální magnetické pole mít.

Bez atmosféry a magnetického pole je měsíční povrch vystaven přímému působení slunečního větru. Přes 4 miliardy let se usazovaly v regolitu vodíkové ionty, tudíž vzorky přivezené z Měsíce poskytují také mnohé údaje ke studiu slunečního větru, lunární vodík by v budoucnu mohl být také využit jako palivo do raketových motorů.

Podle posledních výzkumů Southwest Research Institute byla výkonnými počítači potvrzena domněnka, že měsíc vznikl po nárazu tělesa, jehož rozměry se pravděpodobně blížily nebo rovnaly rozměrům Marsu a tato planetka do Země narazila. Při nárazu se pochopitelně větší část její kinetické energie proměnila v teplo a jak vrchní vrstvy Země, tak veškerý materiál asteroidu se odpařily. Ve vzdálenosti 15 000 km od Země tento plynný obal začal vychládat, začala v něm vznikat prachová zrnka a opakoval se tu v menším měřítku proces, který jsme popsali již při vzniku sluneční soustavy. Výsledkem tohoto procesu byl vznik Měsíce, který byl původně Zemi velmi blízko. Na Zemi, pokryté vodou, však působily slapové síly, které celou soustavu brzdily a zpomalovaly, což mělo za následek zvětšení vzájemné vzdálenosti obou těles (tato vzdálenost se stále prodlužuje rychlostí 37 mm za rok). Slapové tření také postupně zbrzdilo rotaci Země na současných 24 hodin (z původních pěti!) a mnohem méně hmotný Měsíc se zbrzdil až do takzvané vázané rotace, kdy jedna jeho otočka rovná se době jednoho jeho oběhu kolem Země.

Průběh nárazu můžete vidět na počítačové animaci (ZIP, .AVI, 1,4 MB) nebo na obrázku (TIFF, 666 kB):