Mesiac

Dochádza k nemu preto, že Slnko osvetľuje vždy inú časť mesačného povrchu. Ako sa mení poloha Mesiaca voči Slnku a Zemi, mení sa vzhľad Mesiaca ako ho vidíme zo 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 kosáčik. Zo dňa na deň kosáčik Mesiaca dorastá (vyzerá ako písmeno D) a posúva sa na východ.

• V prvej štvrti je vidieť polovica pologule Mesiaca. Mesiac ďalej pribúda.
• V splne je osvetlená celá privrátená pologuľa Mesiaca. Žiari po celú noc, pretože je presne oproti Slnku. Potom Mesiac opäť ubúda.
• Posledná štvrť – Mesiac „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.

Mnemotechnická pomôcka pre fázy Mesiaca :

• Mesiac dorastá - tvar písmena D
• Mesiac cúva - tvar písmena C

Analýza vzoriek hornín (pomer vzácnych rádioaktívnych prvkov) z misií Apollo určila vek Mesiaca na 50 miliónov rokov po vzniku slnečnej sústavy.[10]

Pred viac ako 4,5 miliardami rokov pokrýval povrch Mesiaca tekutý oceán magmy. Vedci sa domnievajú, že jeden typ lunárnych kameňov, KREEP (K – draslík, REE – rare earth elements – kovy vzácnych zemín, P – fosfor) predstavuje po chemickej stránke zvyšok tohto magmatického oceánu. KREEP je vlastne zmes toho, čo vedci nazývajú „nekompatibilné prvky“: tie, ktoré sa nemohli zapojiť do kryštalickej štruktúry, zostali mimo nej a vyplávali na povrch magmy. Pre výskumníkov je KREEP vhodným svedkom schopným podať správu o vulkanickej histórii mesačnej kôry a zaznamenať frekvenciu dopadov komét a iných nebeských telies.

Mesačná kôra je zložená z množstva rôznych prvkov, vrátane uránu, tória, draslíka, kyslíka, kremíka, horčíka, železa, titánu, vápnika, hliníka a vodíka. Pri bombardovaní kozmickým žiarením vyžaruje každý prvok späť do vesmíru vlastnú radiáciu ako gama lúče. Niektoré prvky ako urán, tórium a draslík sú rádioaktívne a produkujú gama lúče samy od seba. Gama lúče sú však, nezávisle od toho, čo ich spôsobuje, pre každý prvok navzájom rôzne – všetky produkujú jedinečné spektrálne čiary, zistiteľné spektrometrom.

Kompletné globálne zmapovanie Mesiaca podľa miery výskytu týchto prvkov sa dosiaľ neuskutočnilo. Niektoré kozmické lode ho však uskutočnili na časti Mesiaca; sonda Galileo sa touto činnosťou zaoberala počas svojho preletu okolo Mesiaca v roku 1992. Predpokladá sa, že celkové zloženie Mesiaca je podobné ako zemské až na nedostatok prchavých prvkov a železa.

Mesačný kráter Daedalus

Mesiac je pokrytý desiatkami tisíc kráterov s priemerom väčším ako 1 km². Väčšina je stará stovky miliónov alebo miliardy rokov; neprítomnosť atmosféry, počasia a nových geologických procesov zabezpečuje, že väčšina z nich zostane prakticky navždy zachovaná. Krátery vznikli väčšinou v dôsledku dopadu meteoritov, niektoré možno aj sopečnou činnosťou (v kráteri Alphonsus sú zistené výrony oxidu uhličitého). Na južnej pologuli je vidieť najvýraznejší kráter Tycho s rozbiehajúcimi sa svetlými lúčmi (typickými pre mladé krátery), v oblasti morí východnej pologule aj voľnými očami vidíme kráter Kopernik, ktorého priemer je približne 100 km.

Najväčší kráter na Mesiaci a naozaj najväčší známy kráter v slnečnej sústave tvorí panvu South Pole-Aitken. Tento kráter sa nachádza na odvrátenej strane blízko južného pólu, má priemer 2 240 km a hĺbku 13 km.

Tmavé a relatívne jednotvárne mesačné planiny sa nazývajú moria (po latinsky mare, v množnom čísle maria), pretože starí astronómovia verili, že ide o moria naplnené vodou. V skutočnosti ide o rozsiahle prastaré čadičové prúdy lávy, ktoré vyplnili panvy veľkých impaktných kráterov. Svetlejšie vrchoviny sa označujú ako pevniny (po latinsky terra, v množnom čísle terrae). Moria sa nachádzajú takmer výlučne na privrátenej strane Mesiaca, na odvrátenej je iba niekoľko rozptýlených fľakov. Vedci sa domnievajú, že asymetria v mesačnej kôre je spôsobená synchronizáciou medzi mesačnou rotáciou a obehom okolo Zeme. Táto synchronizácia vystavuje odvrátenú stranu Mesiaca častejším dopadom asteroidov a meteoritov ako privrátenú stranu, na ktorej neboli moria prekryté krátermi tak rýchlo.

Najvrchnejšiu časť mesačnej kôry tvorí nesúdržná kamenná vrstva rozdrvených hornín a prachu nazývaná regolit. Kôra aj regolit nie sú po celom Mesiaci rozložené rovnomerne. Hrúbka kôry kolíše od 60 km na privrátenej strane do 100 km na odvrátenej strane. Hrúbka regolitu sa pohybuje od 3 do 5 m v moriach a od 10 do 20 m vo vrchovinách.

V roku 2004 zistil tím vedený Dr. Benom Busseym z Univerzity Johnsa Hopkinsa na základe obrázkov získaných sondou Clementine, že štyri hornaté oblasti lemujúce 73 km široký kráter Peary na mesačnom severnom póle sa zdajú byť osvetlené po celý mesačný deň. Tieto nemenované „hory večného svetla“ môžu existovať vďaka extrémne malej výchylke mesačnej osi, ktorá na druhej strane umožňuje tiež existenciu večného tieňa na dne mnohých polárnych kráterov. Na menej hornatom južnom póle oblasti večného svetla nenájdeme, aj keď okraj krátera Shackleton je osvetlený až 80 % mesačného dňa. Obrázky z Clementine boli získané, keď severná mesačná pologuľa zažívala letné obdobie a nie je známe, či sa tieto hory v zimnom období predsa len neschovali do tieňa.

Priemerná teplota na povrchu Mesiaca je -23°C. Na osvetlenej časti teplota stúpa až na +127°C, na tmavej časti klesá až na -173°C. Na Mesačných póloch, v celoročne zatienených kráteroch, však teplota môže klesať až na teploty -240°C.[11] Pod povrchom sa teplota rýchlo stabilizuje a je celoročne takmer konštantná.

V mieste pristátia Apolla 15 bola v rokoch 1972 - 1974 nameraná nasledovná teplota:

• v hĺbke 45 cm min. 252 K, max 254 K (-21 až -19 °C)
• v hĺbke 138 cm min. 253 K, max 253,5 K (-20°C)[12]

Predpokladá sa, že teplota Mesačného jadra, priemeru približne 330 km, dosahuje +1400°C.

Voda v kvapalnom skupenstve na mesačnom povrchu nevydrží. Pri vystavení slnečnému žiareniu sa voda rýchlo rozkladá procesom známym ako fotodisociácia a stráca sa vo vesmíre. Od šesťdesiatych rokov 20. storočia však vedci predpokladali, že vodný ľad sa môže ukladať nárazom komét alebo môže vzniknúť reakciou lunárnych hornín bohatých na kyslík s vodíkom zo slnečného vetra, zanechávajúc stopy vody, ktoré by mohli pretrvávať v chladných a trvalo zatienených kráteroch na oboch póloch Mesiaca.[13][14] Počítačové simulácie naznačujú, že až 5 400 km² povrchu môže byť v neustálom tieni.[15] Prítomnosť použiteľného množstva vody na Mesiaci je dôležitým faktorom pri mesačnom osídľovaní, alternatívna prepravy vody zo Zeme by bola neúmerne drahá.[16]

Odvtedy sa zistilo, že na lunárnom povrchu existujú stopy po vode.[17] V roku 1994 bistatický radarový experiment, ktorý sa nachádzal na sonde Clementine, naznačil existenciu malých zamrznutých káps vody blízko povrchu. Neskoršie radarové pozorovania observatória Arecibo však naznačujú, že tieto nálezy môžu byť skôr horniny vyvrhnuté z mladých impaktných kráterov.[18] V roku 1998 neutrónový spektrometer na kozmickej lodi Lunar Prospector ukázal, že vysoké koncentrácie vodíka sú prítomné v prvom metre hĺbky regolitu v blízkosti polárnych oblastí.[19] Kúsky sopečnej lávy privezené späť na Zem na palube Apolla 15 vykazovali vnútri malé množstvo vody.[20]

Sonda Čandraján-1 z roku 2008 odvtedy potvrdila existenciu povrchového vodného ľadu pomocou palubného prístroja Moon Mineralogy Mapper. Spektrometer, v odraze slnečného žiarenia, pozoroval absorpčné línie typické pre hydroxyl, ktoré poskytujú dôkaz o veľkom množstve vodného ľadu na lunárnom povrchu. Sonda ukázala, že koncentrácia môže byť až 1 000 ppm.[21] Merania odrazového spektra z tieňov potvrdili v roku 2018 vodný ľad na 20° zemepisnej šírky od oboch pólov.[22] Ľad bol umiestnený lokálne.[23] V roku 2009 spoločnosť LCROSS poslala na mesačný povrch nárazový pristávací modul s hmotnosťou 2 300 kg do trvalo zatieneného polárneho kráteru a vo vyvrhnutom materiáli detegovala najmenej 100 kg vody.[24][25] Ďalšie skúmanie údajov LCROSS ukázalo, že množstvo zistenej vody je bližšie k 155 ± 12 kg.[26]

V máji 2011 bolo v inklúziách mesačnej vzorky 74220 nájdených 615 – 1 410 ppm vody.[27] Išlo o slávnu vzorku „oranžovej pôdy“ s vysokým obsahom titánu pozbieranej počas misie Apollo 17 v roku 1972. Inklúzie sa vytvorili počas výbušnej erupcie na Mesiaci približne pred 3,7 miliardami rokov. Táto koncentrácia je porovnateľná s koncentráciou magmy vo vrchnom zemskom plášti. Tento objav, aj keď má značný selenologický význam, nie je pre kolonizáciu Mesiaca použiteľný – vzorka pochádza z hĺbky niekoľko kilometrov a pri súčasných technológiách je ťažba vody nereálna.

Analýza dát z Mesiac Mineralogy Mapper (M3) odhalila v auguste 2018 prvýkrát „definitívny dôkaz“ o vodnom ľade na lunárnom povrchu.[28][29] Dáta odhalili zreteľné reflexné stopy vodného ľadu na rozdiel od prachu a iných reflexných látok.[30] Ľadové usadeniny boli nájdené na severných a južných póloch, hoci sú na juhu hojnejšie. Voda sa nachádza v trvalo zatienených kráteroch a štrbinách, čo jej umožňuje pretrvávať vo forme ľadu na povrchu, pretože je chránená pred slnkom.[28][30]

V októbri 2020 potvrdila NASA pomocou stratosférického infračerveného teleskopu SOFIA prítomnosť vody na slnkom osvetlenom povrch Mesiaca. Ide o malé množstvo, približne 0,35 l na 1 m³. Pre porovnanie je to 100-krát menej ako na Sahare. Našla sa v kráteri Clavius. Ako sa dokáže voda udržať na povrchu nie je zatiaľ zrejmé.[31][32]

Oproti Zemi má Mesiac veľmi slabé magnetické pole. Zatiaľ čo časť mesačného magnetizmu je považovaná za jeho vlastný (ako pásmo mesačnej kôry nazývané Rimae Sirsalis), je možné, že zrážka s inými nebeskými telesami jeho magnetické vlastnosti posilnila. To, či teleso slnečnej sústavy bez atmosféry ako Mesiac môže získať magnetizmus vďaka dopadom komét a asteroidov, je dlhotrvajúcou vedeckou otázkou. Magnetické merania môžu poskytnúť tiež informácie o veľkosti a elektrickej vodivosti mesačného jadra – tieto výsledky by vedcom pomohli lepšie porozumieť pôvodu Mesiaca. Napríklad, pokiaľ by sa ukázalo, že jadro obsahuje viac magnetických prvkov (ako je železo) ako Zem, ubralo by to teórii veľkého impaktu na vierohodnosti (aj keď sú tu alternatívne vysvetlenia, podľa ktorých by mesačná kôra mala tiež obsahovať menej železa).

Štúdia z roku 2020 tvrdí, že Mesiac musel mať minulosti vnútorné dynamo a impakty iných telies na jeho povrchu negenerujú dostatočne veľké magnetické polia.[33]

Vedci na University of Texas v Austine, vytvorili hypotézu podľa ktorej mal Mesiac pred 4 miliardami rokmi jadro obklopené tekutým oceánom magmy. Oceán rotáciou vytváral silné magnetické pole. Merania skál, ktoré doniesli misie Apollo preukázali, že Mesiac mal v minulosti nad povrchom silné magnetické pole. Pred 3,5 miliardami rokov toto pole postupne zaniklo.[34]

Mesiac má relatívne nevýznamnú a riedku atmosféru. Jedným zo zdrojov tejto atmosféry je odplyňovanie – uvoľňovanie plynov, napríklad radónu, ktorý pochádza hlboko z mesačného vnútra. Ďalším dôležitým zdrojom plynov je slnečný vietor, ktorý je rýchlo zachytávaný mesačnou gravitáciou.

Súčasný stav atmosféry trvá približne 3 miliardy rokov. Pred týmto obdobím mal Mesiac hustú atmosféru vytvorenú vulkanickou činnosťou (mal cca 1,5 krát väčší atmosférický tlak ako súčasný Mars). Za 70 miliónov rokov sa vytratila.[35]

Neďaleko sondy Surveyor 3 pristála 19. novembra 1969 pilotovaná misia Apollo 12. Nakoľko na Mesiaci je nevýznamná atmosféra, posádku Apolla 12 prekavapila vrstva prachu na sonde, ktorá tam pristála len dva roky pred nimi. Prach na sonde mohol pochádzať z 5 zdrojov:

• jemný prach, elektrostaticky vznášaný pri zionizovaní povrchu Mesiaca Slnečným svetlom[36][37]
• sekundárny prach katapultovaný dopadajúcimi meteoritmi
• prach dopadajúci z vesmíru
• prach z neďalekého pristátia lunárneho modulu Intrepid misie Apollo 12
• prach zvírený vlastnou sondou pri pristávaní

• Anaximandros tvrdí, že sa látka plodiaca od večnosti teplo a chlad pri vzniku tohto sveta oddelila a že z nej okolo vzduchu, ktorý obklopuje zem, vyrástla akási ohnivá guľa ako kôra okolo stromu. Keď sa potom táto guľa roztrhla a rozdelila do rozličných kruhovitých pásov, vznikli Slnko, Mesiac a hviezdy.

12 A 10 (z Pseudoplutarcha)

• Nebeské telesá vznikli vo forme ohnivého kruhu, vylúčili sa totiž z ohňa v kozme a sú obklopené vzduchom. Ako prieduchy sú na nich určité otvory v podobe píšťal, v ktorých sa objavujú nebeské telesá. Preto keď sa tieto prieduchy zapchajú, vznikajú zatmenia. Aj pribúdanie a ubúdanie Mesiaca sa uskutočňuje podľa toho, ako sa zapchávajú alebo otvárajú prieduchy.

12 A 11 (z Hippolyta)

Hlavný článok: Mesiac (mytológia)

Mesačný cyklus Mesiaca, oproti ročnému cyklu Slnka, býva v mnohých kultúrach spájaný so ženským menštruačným cyklom. Mnohé z najznámejších mytológií majú preto ženské mesačné božstvá, ako napríklad grécka bohyňa Seléné a Phoebe a ich olympská následníčka Artemis, ich rímske ekvivalenty Luna a Diana, alebo trácka Bendis. Tieto kultúry mali vo väčšine mužských bohov Slnka.

Aj keď spojenie ženskosti a Mesiaca je zreteľné, neboli výnimkou ani mužskí bohovia Mesiaca, ako napríklad Nanna alebo Sin v Mezopotámii, Mani v germánskej mytológii, Thoth v egyptskej, japonský boh Tsukuyomi a Tēcciztēcatl v aztéckej mytológii. Tieto kultúry mali zvyčajne ženské bohyne Slnka.

Hlavný článok: Mesiac v umení a literatúre

Mesiac je zdrojom mnohých prác v umení a literatúre a inšpiráciou pre nespočetné množstvo iných. Je motívom vizuálneho umenia, filmov, poézie, prózy a hudby. K najznámejším patria Beethovenova Sonáta mesačného svitu, vedecko-fantastické romány Cesta na Mesiac od Julesa Verna či The Moon is a Harsh Mistress (v češtine „Měsíc je drsná milenka“) od Heinleina.

Hlavný článok: Mesiac (astrológia)

V západnej astrológii Mesiac symbolizuje princíp intuície, fantázie, podvedomej činnosti, citového života, snivosti a obrazotvornosti. Formuje psychiku a inšpiráciu. Ovláda všetky prírodné formy, rytmicitu orgánov. Vo všeobecnosti Mesiac predstavuje ženský princíp, kým na druhej strane Slnko reprezentuje mužský princíp.

V čínskej kozmológii je Mesiac identifikovaný so ženskosťou – yin. Je to najmä preto, že ženský menštruačný cyklus korešponduje s lunárnym mesiacom, približne 28 alebo 29 dní.

5 000 rokov starý otesaný kameň v írskom Knowth asi predstavuje Mesiac, a ak je to pravda, tak ide o najstaršie dodnes objavené zobrazenie. V stredoveku, ešte pred vynájdením ďalekohľadu, už niektorí ľudia rozpoznali, že je Mesiac guľa, hoci si ešte mysleli, že je „dokonale takmer hladký“.

Kráter Tycho na Mesiaci

V roku 1609 nakreslil Galileo Galilei do svojej knihy Sidereus Nuncius jednu zo svojich prvých kresieb Mesiaca pozorovaného ďalekohľadom a poznamenal, že nie je hladký, ale má krátery. Neskôr v 17. storočí nakreslili Giovanni Battista Riccioli a Francesco Maria Grimaldi mapu Mesiaca a pomenovali mnoho kráterov menami, ktoré poznáme dodnes.

Na mapách sa temné časti mesačného povrchu nazývali „moria“ (po latinsky mare, v množnom čísle maria) a svetlejšie časti sú pevniny (po latinsky terra, v množnom čísle terrae). Možnosť existencie vegetácie na Mesiaci či dokonca osídlenia „selenitmi“ seriózne spomínali niektorí významní astronómovia až do prvých desaťročí 19. storočia.

Ešte v roku 1835 sa veľa ľudí dalo „napáliť“ sériou článkov v denníku New York Sun o vymyslenom objave exotických zvierat žijúcich na Mesiaci. Naproti tomu prakticky v rovnakom čase (počas rokov 1834 – 1836) publikovali Wilhelm Beer a Johann Heinrich von Mädler svoje štvordielne kartografické dielo Mappa Selenographica a v roku 1837 knihu Der Mond, ktorá solídnym spôsobom zdôvodnila záver, že Mesiac nemá žiadne vodné plochy ani pozorovateľnú atmosféru.

Spornou otázkou zostávalo, či sa rysy Mesiaca môžu meniť. Niektorí pozorovatelia prehlasovali, že isté malé krátery sa objavujú a zase miznú, v 20. storočí sa však zistilo, že ide o omyly, vzniknuté pravdepodobne rozdielnymi svetelnými podmienkami alebo nepresnosťami v starých nákresoch. Na druhej strane dnes vieme, že občas dochádza k javu odplyňovania.

Počas nacistického obdobia v Nemecku presadzovali nacistickí vodcovia teóriu Welteislehre, ktorá prehlasovala, že Mesiac je tvorený pevným ľadom.

Odvrátená strana Mesiaca bola celkom neznáma až do preletu sondy Luna 3 v roku 1959. Jej rozsiahle zmapovanie bolo uskutočnené v rámci programu Lunar Orbiter v 60. rokoch 20. storočia.

• US Naval Observatory: fázy Mesiaca pre ľubovoľný dátum a čas 1800 – 2199 po Kr. (po anglicky)

• Digitálny fotografický atlas Mesiaca z programu Luar Orbiter (po anglicky)
• Archív projektu Apollo (po anglicky)
• Prehliadač obrázkov Mesiaca zo sondy Clementine (po anglicky)

• http://mesic.astronomie.cz/
• The Moon od Rosanny a Calvina Hamiltonových (po anglicky)
• The Moon – od Billa Arnetta (po anglicky)
• „Nestálý Měsíc“ od Kevina Clarka (po anglicky)
• The Moon Society (neziskový výukový web) (po anglicky)
• Geologická histórie Mesiaca od Dona Wilhelmsa (po anglicky)

• „Nestávajú sa čudné veci, keď je Mesiac v splne?“ od Cecila Adamsa (The Straight Dope, po anglicky)
• „Once in a blue moon – Čo je to modrý mesiac?“ od Ann-Marie Imbornoni (po anglicky)
• „Králik na Mesiaci“ – od Johna Hardyho (po anglicky)

• Mesiac v aféliu a perihéliu (pozoruhodné fotografické porovnanie, po anglicky)
• Prečo sa zdá Mesiac väčší blízko horizontu? (The Straight Dope, po anglicky)
• 'Falšované' snímky Mesiaca – správa BBC (po anglicky)
• Web Moonhoax (po anglicky)
• Úplná príručka k zemskému Mesiacu (vrátane diskusného fóra, po anglicky)