Měsíc doprovází naši planetu na její velké kosmické cestě již několik miliard let. A ukazuje nám, pozemšťanům, od století ke století vždy stejnou měsíční krajinu. Proč obdivujeme pouze jednu stranu našeho satelitu? Otáčí se Měsíc kolem své osy, nebo se nehybně vznáší ve vesmíru?
Charakteristiky našeho vesmírného souseda
Ve sluneční soustavě jsou satelity mnohem větší než Měsíc. Ganymed je například Jupiterův měsíc, dvakrát těžší než Měsíc. Ale na druhou stranu je to největší satelit vzhledem k mateřské planetě. Jeho hmotnost je více než procento zemské a její průměr je asi čtvrtina zemského. Ve sluneční rodině planet již žádné takové proporce nejsou.
Zkusme si odpovědět na otázku, zda se Měsíc otáčí kolem své osy, bližším pohledem na našeho nejbližšího vesmírného souseda. Podle teorie, která je dnes ve vědeckých kruzích přijímána, získala naše planeta přirozenou družici ještě jako protoplanetu – ne zcela vychladlou, pokrytou oceánem tekuté rozžhavené kapaliny.láva, v důsledku srážky s jinou planetou, menší velikosti. Chemické složení měsíční a pozemské půdy se proto mírně liší – těžká jádra kolidujících planet se spojila, a proto jsou pozemské horniny bohatší na železo. Měsíc získal zbytky horních vrstev obou protoplanet, je tam více kamene.
Otáčí se měsíc
Abych byl přesný, otázka, zda se Měsíc otáčí, není úplně správná. Ostatně jako každá družice v naší soustavě se otáčí kolem mateřské planety a spolu s ní krouží kolem hvězdy. Ale axiální rotace Měsíce není zcela obvyklá.
Bez ohledu na to, jak se díváte na Měsíc, je vždy otočen k nám kráterem Tycho a Mořem klidu. "Otáčí se Měsíc kolem své osy?" – ze století do století si pozemšťané kladli otázku. Přísně vzato, pokud pracujeme s geometrickými pojmy, odpověď závisí na zvoleném souřadnicovém systému. Ve vztahu k Zemi skutečně chybí axiální rotace Měsíce.
Z pohledu pozorovatele umístěného na linii Slunce-Země bude axiální rotace Měsíce jasně viditelná a jedna polární rotace až do zlomku sekundy bude trvat stejně jako ten orbitální.
Zajímavé je, že tento jev není ve sluneční soustavě ojedinělý. Takže satelit trpasličí planety Pluto Charon se vždy dívá na svou planetu jednou stranou, satelity Marsu - Deimos a Phobos - se chovají stejně.
Ve vědecké řeči se tomu říká synchronní rotace nebo přílivový zámek.
Jaký je příliv?
Abychom pochopili podstatu tohoto fenoménu aabychom s jistotou odpověděli na otázku, zda se Měsíc otáčí kolem své vlastní osy, je nutné analyzovat podstatu slapových jevů.
Představme si dvě hory na povrchu Měsíce, z nichž jedna „kouká“přímo na Zemi, druhá se nachází v opačném bodě měsíční koule. Je zřejmé, že pokud by obě hory nebyly součástí stejného nebeského tělesa, ale otáčely se kolem naší planety nezávisle, jejich rotace by nemohla být synchronní, ta, která je blíže, by se podle zákonů newtonské mechaniky měla otáčet rychleji. To je důvod, proč hmoty měsíční koule, umístěné v bodech protilehlých k Zemi, mají tendenci „od sebe navzájem utíkat.“
Jak se Měsíc "zastavil"
Jak slapové síly působí na konkrétní nebeské těleso, je vhodné rozebrat na příkladu naší vlastní planety. Vždyť i my se točíme kolem Měsíce, respektive Měsíce a Země, jak by to v astrofyzice mělo být, „tančí“kolem fyzického středu hmoty.
V důsledku působení slapových sil, a to jak v nejbližším, tak v nejvzdálenějším bodě od satelitu, hladina vody pokrývající Zemi stoupá. Navíc maximální amplituda přílivu a odlivu může dosáhnout 15 metrů nebo více.
Dalším rysem tohoto jevu je, že tyto slapové „hrby“denně obcházejí povrch planety proti její rotaci, vytvářejí tření v bodech 1 a 2, a tak pomalu zastavují zeměkouli v její rotaci.
Dopad Země na Měsíc je mnohem silnější kvůlihmotnostní rozdíl. A přestože na Měsíci není žádný oceán, slapové síly působí stejně dobře na kameny. A výsledek jejich práce je evidentní.
Otáčí se tedy Měsíc kolem své osy? Odpověď je ano. Tato rotace ale úzce souvisí s pohybem kolem planety. Slapové síly vyrovnaly axiální rotaci Měsíce s jeho orbitální rotací v průběhu milionů let.
A co Země?
Astrofyzici říkají, že bezprostředně po velké srážce, která způsobila vznik Měsíce, byla úhlová rychlost rotace naší planety mnohem vyšší, než je nyní. Dny netrvaly déle než pět hodin. Ale v důsledku tření přílivových vln na dně oceánu se rok co rok, tisíciletí po tisíciletí rotace zpomalila a aktuální den trvá 24 hodin.
Každé století nám v průměru přidá 20–40 sekund k našemu dni. Vědci předpokládají, že za pár miliard let se bude naše planeta dívat na Měsíc stejně, jako se na něj dívá Měsíc, tedy z jedné strany. Je pravda, že se to s největší pravděpodobností nestane, protože ještě dříve, když se Slunce proměnilo v červeného obra, „spolkne“jak Zemi, tak její věrný satelit, Měsíc.
Mimochodem, slapové síly dávají pozemšťanům nejen vzestup a pokles hladiny světových oceánů poblíž rovníku. Tím, že Měsíc ovlivňuje masy kovů v zemském jádru, deformuje horký střed naší planety, pomáhá ji udržovat v kapalném stavu. A díky aktivnímu tekutému jádru má naše planeta své vlastní magnetické pole, které chrání celou biosféru před smrtícím slunečním větrem a smrtícím kosmickým zářením.
