Měsíc

Jaroslav Novotný I/2/34

 

Měsíc je jedním z nejkrásnějších objektů, které můžeme spatřit na noční obloze. Pro člověka byl Měsíc mezi vesmírnými objekty něčím výjimečným. Je to jediný objekt, jehož povrch si můžeme prohlédnout pouhým okem. Člověka fascinovala pravidelnost fází Měsíce, zatmění Měsíce a další úkazy. Na základě pravidelnosti měsíčních fází vznikl kalendář. Lidé si všimli dokonce i pravidelnosti zatmění, která se opakují vždy po cyklu zvaném saros, který trvá přibližně 18 let 11 dní a 8 hodin. Když se podíváme do astronomických tabulek, zjistíme, jak je tento cyklus přesný. Například vezmeme zatmění, které nastalo 4. května 1985 v 19:59 světového času. Po přičtení jednoho sarosu nám vyjde 16. května 2003 v 3:59 světového času, a když se podíváme do tabulek, uvidíme, že k zatmění dojde 16. května v 3:43, což je čas velmi blízký.

Měsíc je také jediným tělesem, po jehož povrchu chodil člověk. Jistě si pamatujeme výrok Neila Armstronga, který se jako první dotknul Měsíce: “ Je to malý krok pro člověka, ale ohromný skok pro lidstvo.”

Ale vliv Měsíce můžeme zaznamenat i na povrchu Země. Příliv a odliv jsou z větší části zapříčiněny přitažlivostí Měsíce. I když je Měsíc přibližně 384 tisíc kilometrů daleko, dokáže zvednout vodu v oceánech i o několik metrů, a dokonce způsobuje i deformace Země podobné přílivu a odlivu, kdy se povrch Země zvedá o několik centimetrů. I v dávné minulosti měl Měsíc vliv na Zeměkouli. Jeho obíhání před miliony let způsobilo zpomalení rotace Země. Doposud nejasný je i vznik Měsíce. Existuje několik různých teorií o jeho vzniku. Asi největší část vědců se přiklání k tomu, že Země se ještě v době, kdy byla v tekutém skupenství, srazila s jiným tělesem o hmotnosti větší než je hmotnost menších planet. Touto srážkou se uvolnila ohromná energie, a část hmoty Země se odtrhla a vytvořila žhavý prstenec kolem Země. Z tohoto prstence pak postupnou kondenzací vznikl Měsíc. Měsíc původně obíhal v podstatně menší vzdálenosti než v současnosti, a od té doby se postupně vzdaluje rychlostí asi 3,8cm/rok. Jedním z důkazů tohoto vzdalování je přibývání anulárních zatmění na úkor úplných.

Pro člověka má Měsíc velký význam z hlediska astronomie a kosmonautiky. Zatmění Slunce nám kromě efektní podívané poskytují i nenahraditelnou příležitost pro studium sluneční korony. Z hlediska kosmonautiky Měsíc představuje možný cíl budoucích letů do vesmíru, jakožto nejbližší vhodné místo pro stavbu základny. Základna na Měsíci by lidstvu poskytovala neocenitelné služby. Vzhledem k menší únikové rychlosti (2,38 km/s oproti 11,2 km/s u Země) by vypouštění raket nebylo tak energeticky náročné jako ze Země. Pro astronomická pozorování by byla značnou výhodou nepřítomnost atmosféry, která při pozorování ze Země omezuje rozsah použitelných vlnových délek a znemožňuje například vizuální pozorování ve dne, nebo za nepříznivých meteorologických podmínek. Ovšem stavba základny na Měsíci by si vyžádala značné úsilí a finanční prostředky. Navíc stojí v cestě ještě mnoho nevyřešených technických problémů.

Měsíc má vůči Zemi poměrně velký poloměr. Na rozdíl například od měsíců Phobos a Deimos, které jsou mnohonásobně menší než planeta Mars, kolem které obíhají, je Měsíc se svým poloměrem 1738 kilometrů pouze 3,5 krát menší poloměr než Země. Jeho hmotnost 73,49×1021 kg je asi 81 krát nižší než hmotnost Země. Měsíc obíhá kolem Země po eliptické dráze s excentricitou 0,0549 průměrnou obvodovou rychlostí přibližně 1,023km/s. V perigeu je vzdálenost Měsíce od Země asi 356 410 km a v apogeu 406 697 km. V důsledku měnící se vzdálenosti se mění i úhlový průměr Měsíce na obloze od 29°23˘,2 v apogeu až po 33°28˘,8 v perigeu. Přestože je Měsíc při pohledu ze Země poměrně jasný, je jeho průměrné albedo pouze 0,12. Přesto dosahuje v úplňku hvězdné velikosti až –12,55 a je tak po Slunci nejjasnějším objektem. Osvětlení zemského povrchu od Měsíce v úplňku je asi 0,25 luxů. Pro srovnání: osvětlení měsíčního povrchu od Země je asi 16 luxů.

Vzhledem k tomu, že na Měsíci není atmosféra, dochází na povrchu ke značnému kolísání teplot. Povrch na denní straně se zahřívá až na 135 °C, zatímco teplota povrchu na části odvrácené od Slunce klesá pod –180 °C. Místa, která leží v kráterech na pólech, nejsou vystavena slunečnímu záření nikdy a jejich teplota se pohybuje kolem –220 °C. Povrch Měsíce není příliš tepelně vodivý, a proto teplotu v hloubce několika metrů můžeme považovat za konstantní. Teplota naměření v hloubce jednoho metru je přibližně –35 °C.

Jak vidíme již při pohledu pouhým okem, povrch Měsíce je poměrně různorodý. Při pohledu dalekohledem vidíme, že povrch se skládá z moří, kráterů, pohoří a dalších útvarů. Pojem moře, který je historického původu, není úplně přesný. Když první astronomové pozorovali Měsíc, viděli útvary podobné pozemským mořím, a proto je na svých mapách pojmenovávali moře. Je zajímavé, že zatímco na přilehlé polokouli je okolo 30 % povrchu pokryto moři, na odlehlé polokouli je to pouhých 2,5 %. Krátery vznikaly v průběhu času díky dopadům meteoritů. Podobné krátery musely dříve být i na Zemi, ale ty se vzhledem k erozi nezachovaly.

Měsíc mění svůj tvar na obloze periodicky po 29 dnech 12 hodinách a 44 minutách. Za počátek měsíčního cyklu můžeme považovat nov (užívá se též označení novoluní). Pouze v novu může nastat zatmění Slunce. První nebo druhý den po novu můžeme pozorovat Měsíc jako tenký srpek nad západním obzorem krátce po západu Slunce. V následujících dnech Měsíc dorůstá až do první čtvrti. Ze začátku je znatelné i osvětlení tmavé části světlem odraženým od Země, které ovšem vymizí po několika dnech. Pokud se podíváme dalekohledem na Měsíc v první čtvrti, můžeme obdivovat měsíční krajinu, která při osvětlení “z boku” vypadá velmi plasticky. Po necelých patnácti dnech se Měsíc dostane do úplňku. V této fázi je jeho jasnost největší, vzhledem k tomu, že je osvětlena celá přilehlá polokoule. Úplněk je jediná fáze, při které může nastat zatmění Měsíce. Od úplňku Měsíce se osvětlená část zmenšuje přes poslední čtvrť až do novu. Několik dní před novem se opět objeví osvětlení neosvětlené části. V této době je Měsíc pozorovatelný před východem Slunce nad východním obzorem.

Měsíc je jediné těleso, které nám umožňuje pozorovat zatmění pouhým okem. K zatmění Slunce dochází pokaždé, když se Měsíc dostane mezi Slunce a Zemi. Zatmění Slunce dělíme na částečná, úplná a prstencová (anulární). Částečné zatmění nastává, pokud je část Slunce překryta Měsícem. Úplné zatmění nastává, pokud je celé Slunce překryto Měsícem. Místa na Zemi, ze kterých je viditelné úplné zatmění tvoří pás úplného zatmění (pás totality), který je široký maximálně několik set kilometrů, a proto bývá úplné zatmění poměrně vzácným jevem. Anulární zatmění je viditelné v místech, kde by bylo vidět úplné, ale vzhledem k tomu, že dráhy Měsíce a Země jsou elipsy, je Měsíc ve větší vzdálenosti a nedokáže celé Slunce překrýt. Vypadá to tedy tak, že Slunce je překryto ve střední části a prstenec okolo je vidět.

Zatmění Měsíce je přibližně stejně častým jevem jako zatmění Slunce, na tři zatmění Slunce připadají dvě zatmění Měsíce, což je dáno rozměry Měsíce a Země. Zatmění Měsíce nastává, pokud se Měsíc dostane do stínu Země. Zatmění Měsíce dělíme na úplná a částečná, a někdy se rozlišuje také polostínové (penumbrální) zatmění. Úplné zatmění nastává, pokud se celý Měsíc dostane do stínu vrhaného Zemí. Pokud se Měsíc dostane do stínu Země pouze svojí částí dojde k částečnému zatmění. Kromě úplného stínu, který tvoří kužel zužující se směrem od Slunce, vrhá Země také částečný stín, jehož kužel se směrem od Slunce rozšiřuje. Pokud vejde Měsíc do tohoto částečného stínu, dochází k polostínovému zatmění. Toto zatmění ale není ta výrazné jako úplné nebo částečné, a ve většinou prakticky není poznat.