Mesiac

Dve strany

Mesiac je v synchrónnej rotácii so Zemou, čo znamená, že jedna strana Mesiaca („privrátená strana“) je stále obrátená k Zemi. Druhú, „odvrátenú stranu“, nie je možné zo Zeme z väčšej časti vidieť, okrem malých častí na okraji disku, ktoré možno príležitostne vidieť vďaka librácii. Väčšina odvrátenej strany bola až do éry kozmických sond celkom neznáma. Táto synchrónna rotácia je výsledkom otočného momentu, ktorý spomaľoval rotáciu Mesiaca v jeho skorej histórii, až došlo k rezonancii obehu a rotácie.

Odvrátená strana sa občas nazýva tiež „temnou stranou“. „Temná“ v tomto prípade znamená „neznáma a skrytá“ a nie „bez svetla“; v skutočnosti prijíma odvrátená strana v priemere rovnaké množstvo slnečného svetla ako privrátená strana. Kozmická loď na odvrátenej strane Mesiaca je odrezaná od priamej rádiovej komunikácie so Zemou. Odlišujúcim rysom odvrátenej strany je takmer úplná absencia tmavých škvŕn (oblastí s nízkym albedom), tzv. morí. Prvú mapu Mesiaca, urobenú z pozorovaní ďalekohľadom, nakreslil Thomas Harritov v roku 1609. Odvrátenú stranu Mesiaca prvýkrát odfotografovala sonda Luna 3 v roku 1959; veľmi podrobné mapy Mesiaca boli urobené v rámci programu Apollo.

Mesiac nastavuje Zemi vždy iba jednu stranu (takáto rotácia sa volá viazaná). Prvá mapa Mesiaca, urobená z pozorovaní ďalekohľadom bola nakreslená Thomasom Harritovom (1560 - 1621) v roku 1609. Odvrátenú stranu Mesiaca ľudstvo nevidelo až do éry kozmických letov - sonda Luna 3 v roku 1959 prvýkrát odfotografovala odvrátenú stranu Mesiaca; veľmi podrobné mapy Mesiaca boli urobené v rámci programu Apollo a ďalších. Striedanie mesačných fáz vzniká v dôsledku toho, že Slnko osvetľuje vždy inú časť mesačného povrchu. Ako sa mení poloha Mesiaca voči Slnku a Zemi, mení sa vzhľad Mesiaca ako ho vidíme z povrchu Zeme. V nove je natočená k Zemi tmavá strana a Mesiac nie je zo Zeme viditeľný s výnimkou prípadu, kedy leží presne na priamke prechádzajúcej Slnkom a Zemou; vtedy pozorujeme zatmenie Slnka.

O dva - tri dni sa Mesiac objaví na západe po západe Slnka ako tenký žiarivý kosáčik. Zo dňa na deň kosáčik Mesiaca dorastá (pamätáme si podľa toho, že vyzerá ako písmeno D) a posúva sa na východ. V prvej štvrti je vidieť polovica pologule Mesiaca. Mesiac ďalej pribúda až je osvetlená celá privrátená pologuľa Mesiaca - hovoríme že Mesiac je v splne. Jeho okrúhla "tvár" žiari po celú noc, pretože je presne oproti Slnku. Potom Mesiac opäť ubúda - "cúva" až k poslednej štvrti a kotúčik v tvare "C" je na rannej oblohe, smeruje opäť až k novu, ktorý je začiatkom nového cyklu fáz. Medzi dvoma novmi uplynie takmer 29,5 dňa, hovoríme tomu lunácia. Ako dlho trvá skutočný obeh o 360° voči vzdialeným hviezdam udáva siderická obežná doba. Čas, za ktorý sa teleso dostane do rovnakej polohy voči pohybujúcej sa Zemi a Slnku (zdroju žiarivej energie, vďaka ktorému teleso na pozemskej oblohe môžeme pozorovať) udáva synodická obežná doba.

Siderický (hviezdny) mesiac je doba obehu Mesiaca okolo Zeme vzhľadom ku hviezdam. Jeho trvanie je 27d 07h 43m 11,54s = 27,321 66 stredných slnečných dní. Synodický mesiac je doba, ktorá uplynie od novu k najbližšiemu nasledujúcemu novu (všeobecne doba vystriedania fáz Mesiaca). Za jeden siderický mesiac Zem obehne okolo Slnka uhol asi 26,9° - pri pozorovaní zo Zeme to pozorujeme tak, že Slnko sa posunie o ten istý uhol po ekliptike smerom na východ, prejde približne jedno znamenie. Mesiac sa teda musí posunúť o ten istý uhol 26,9° okolo Zeme, aby sme na Zemi pozorovali rovnakú fázu. Dĺžka synodického mesiaca je 29d 12h 44m 02,8s - 29,530 59 stredných slnečných dní. Po ubehnutí jedného siderického mesiaca opíše Mesiac okolo Zeme 360°, no potrebuje ešte asi 2d 5h, aby sa dostal do rovnakej polohy vzhľadom na Zem a Slnko - do rovnakej fázy pozorovanej zo Zeme - do novu (poloha C).

Pôvod

Sklon mesačnej orbity robí možnosť, že by sa Mesiac vytvoril spolu so Zemou, alebo že by bol zachytený neskôr, nepravdepodobnou. Jeho pôvod je predmetom mnohých vedeckých debát. Jedna z dávnejších špekulácií – teória odtrhnutia predpokladala, že sa Mesiac odtrhol zo zemskej kôry vplyvom odstredivej sily, zanechávajúc za sebou dnešné oceánske dno ako jazvu. Tento koncept by však vyžadoval príliš rýchlu počiatočnú rotáciu Zeme. Niektorí si mysleli, že sa Mesiac sformoval inde a bol zachytený na terajšiu obežnú dráhu (teória zachytenia). Iní dávali prednosť teórii spoločného vzniku, podľa ktorej vznikli Zem a Mesiac zhruba v rovnakom čase z akreačného disku. Táto teória však nevie vysvetliť nedostatok železa na Mesiaci. Ďalší navrhli, že sa Mesiac mohol sformovať z úlomkov zachytených na obežnú dráhu po kolízii asteroidov alebo planetesimál. V súčasnosti sa prijíma Teória veľkého impaktu, podľa ktorej Mesiac pochádza z vyvrhnutého materiálu po kolízii formujúcej sa žeravej Zeme s planetesimálou veľkosti Marsu (pracovne nazývanou Theia). Geologické obdobia Mesiaca sú definované na základe datovania rôznych významných impaktov v mesačnej histórii. Slapové sily deformovali predtým žeravý Mesiac do tvaru elipsoidu s jeho hlavnou osou nasmerovanou k Zemi.