Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics)
Číslo 5 – vyšlo 21. května, ročník 24 (2026)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Nový scénář původu Měsíce

Petr Kulhánek

Podle klasické teorie z přelomu tisíciletí do rodící se Země před 4,5 miliardami let narazila planeta Theia o velikosti Marsu. Srážka vyvrhla na oběžnou dráhu obrovské množství materiálu, ze kterého se v průběhu týdnů, měsíců či let postupným nabalováním (akrecí) zformoval Měsíc. Tento scénář měl ale zásadní vadu. Ze simulací plynulo, že by Měsíc musel být vytvořen především z materiálu Theie, a jeho izotopové složení by proto mělo být odlišné od Země. Analýzy měsíčních hornin z programu Apollo ale ukázaly, že Měsíc i zemský plášť mají chemické i izotopové složení téměř identické, jako by obě tělesa byla dvojčata.

Kompozitní snímek Měsíce složený z mnoha fotografií pořízených přístroji
Národní observatoře na Kitt Peaku. Zdroj: NOAO.

Měsíc – přirozený satelit Země, rotuje tzv. vázanou rotací (doba oběhu a rotace je shodná). Díky tomu stále vidíme přibližně jen přivrácenou polokouli Měsíce. Měsíc je prvním cizím tělesem, na kterém stanul člověk (Neil Armstrong, 1969, Apollo 11). Voda na Měsíci byla objevena v stinných částech kráterů a pod povrchem (Lunar Prospektor, 1998). Povrch Měsíce je pokryt regolitem (drobná drť s vysokým obsahem skla). Malé pevné jádro je obklopené plastickou vrstvou (v hloubce 1 000 km pod povrchem). Velké množství kráterů má rozměry od milimetrů po stovky kilometrů. Několik z nich je pojmenováno i po českých osobnostech (například kráter Anděl).

Planeta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne kulového tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) vyčistí okolí své dráhy od drobnějších těles. Planetami jsou Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. V poslední době se název planeta vžil i pro exoplanety obíhající kolem jiných hvězd, než je naše Slunce.

NASA – National Aeronautics and Space Administration, americký Národní úřad pro letectví a kosmonautiku, byl založen prezidentem Eisenhowerem 29. července 1958. Jde o instituci zodpovědnou za kosmický program USA a dlouhodobý civilní i vojenský výzkum vesmíru. K nejznámějším projektům patří mise Apollo, která v roce 1969 vyvrcholila přistáním člověka na Měsíci, mise Pioneer, Voyager, Mars Global Surveyor a dlouhá řada dalších.

CALTECH – California Institute of Technology, prestižní americká univerzita, která vznikla v roce 1921. Založil ji chemik Arthur A. Noyes spolu s významným fyzikem Robertem A. Millikanem. Předchůdcem byla Throopova univerzita z roku 1891. Univerzita sídlí v kalifornské Pasadeně. Univerzita zajišťuje provoz JPL (Jet Propulsion Laboratory) americké NASA, analyzuje data ze Spizerova vesmírného dalekohledu a spravuje hanfordskou část detektoru gravitačních vln LIGO.

Nový pohled na srážku Theie se Zemí

Vědecké a výzkumné středisko ARC (Ames Research Center) americké NASA spolu s britskou Durhamskou univerzitou vytvořilo tým vědců, kteří v roce 2022 provedli na největších superpočítačích světa detailní simulaci srážky Theie se Zemí. Sledovali při ní pohyb sta milionů částic reprezentujících látku obou těles. Výsledek byl velmi překvapivý. Ukázalo se, že Měsíc nevznikal z obíhající látky pomalou akrecí, jak se tradovalo, ale že mohl být při nárazu vyvržen na oběžnou dráhu jako samostatný kus roztavené hmoty v řádu několika hodin. Tato simulace řeší problém izotopového složení Měsíce. Podle ní jsou vnější vrstvy Měsíce tvořeny látkou vytrženou ze zemského pláště, což vysvětluje shodu složení obou těles. Podle simulace byla při srážce zničena jen lehká kůra Theie, zatímco její těžké železné jádro kleslo do středu naší rodící se rozžhavené planety a spojilo se s jádrem Země.

Už v 80. letech 20. století byly pod Afrikou a Tichým oceánem nalezeny v hloubce necelých 2 900 kilometrů dvě hmotnostní anomálie dobře patrné při průchodu seismických vln těmito oblastmi. Po publikaci nových simulací vyslovili v roce 2023 vědci z Kalifornského institutu technologií (Caltech) domněnku, že by tyto anomálie mohly být pozůstatky pohřbené planety Theie. Geochemické studie prováděné v Institutu Maxe Plancka dále ukázaly, že Theia nemohla vzniknout příliš daleko od Země. V rodící se Sluneční soustavě sdílely obě stejný prostor, dokud se jejich dráhy nezkřížily.

Další vývoj Měsíce

Bezprostředně po svém zrození byl mladý Měsíc velmi žhavý a v tekutém stavu. Jeho povrch pokrýval oceán tekutého magmatu hluboký několik stovek kilometrů. Odhaduje se, že žhavý oceán postupně chladl a krystalizoval 100 až 200 milionů roků. Těžší minerály (například olivín a pyroxen) klesaly do hloubky a vytvořily plášť Měsíce. Lehčí materiál (anortozit) plaval na hladině a ztuhl na světlou měsíční kůru. Ta byla v období pozdního těžkého bombardování (před 4 až 3,8 miliardami let) vystavena dopadu mnoha těles. Ta největší prorazila čerstvou měsíční kůru a vytvořila gigantické impaktní pánve. Následně proudilo vzniklými prasklinami v kůře magma a na povrchu z čedičové lávy vznikaly hladké tmavé roviny, kterým říkáme měsíční moře.

Současné smršťování Měsíce

Ani v současnosti není Měsíc mrtvým tělesem. Jeho horké jádro stále pomalu chladne, čímž se zmenšuje jeho objem. Za posledních několik stovek milionů roků se obvod Měsíce zmenšil přibližně o 50 metrů. Tento proces způsobuje praskání kůry a vznik tektonických zlomů a hřbetů. Podél těchto zlomů vznikají silná měsícetřesení. U Země jsou seismické projevy tlumeny strukturou podloží a přítomností podzemní vody a trvají většinou jen desítky sekund. Suchý a pevný Měsíc se naopak chová jako obří kamenný zvon, který seismicky vibruje i několik hodin. Jedno z nejsilnějších epicenter opakovaných měsícetřesení se nachází v oblasti jižního pólu Měsíce. Seismické aparatury zanechané na povrchu Měsíce v rámci programu ApolloApollo – americký program pilotovaných vesmírných letů probíhající v letech 1961 až 1972 a současně název kosmické lodi, která dopravila člověka na Měsíc. Vyvrcholením bylo přistání člověka na Měsíci (Apollo 11, Neil Armstrong, 20. 7. 1969). K cestě na Měsíc byla používána dosud největší nosná raketa Saturn V. Astronauté posledních misí využívali k pohybu po povrchu Měsíce speciální motorové vozítko. zaznamenaly celkem 12 000 otřesů (některé z nich byly způsobeny dopadem meteoritů). Přístroje byly vypnuty v roce 1977. Při stavbě budoucích lunárních stanic je třeba s měsícetřeseními vážně počítat a rizikové zóny s opakovanou seismickou aktivitou zcela vyloučit.

Umělecká představa srážky planety Theia se Zemí. Pozůstatky podobné srážky, která proběhla před několika sty tisíci lety, pozoroval Spitzerův dalekohled v okolí hvězdy HD 172555 vzdálené 100 světelných roků, kde se právě nyní formují planety. Zdroj: MPS / Mark A. Garlick.

Odkazy