Nitro Měsíce je stále žhavé

Mezinárodní tým vědců, jehož vedoucím byl Yuji Harada z Planetary Science Institute, objevil, že v nitru Měsíce existují tekuté vrstvy a že jejich ohřev je generován gravitací Země. Tyto závěry byly odvozeny na základě porovnání deformací Měsíce, které přesně změřila japonská kosmická sonda Kaguya (původně SELENE – Selenological and Engineering Explorer) a některé další sondy. Tyto objevy naznačují, že nitro Měsíce ještě zcela nevychladlo a neutuhlo, a také to, že je stále ještě teplé v důsledku působení Země. Tento výzkum poskytnul možnost znovu prověřit, jak se Země a Měsíc vyvíjely od svého vzniku v důsledku vzájemného ovlivňování až do současné doby.

Když astronomové již dříve vysvětlili, jak planety a jejich přirozené satelity vznikly a postupně se vyvíjely, je nezbytné také vědět, jaká je jejich pravděpodobná vnitřní struktura a teplotní profil. Jak však můžeme studovat vnitřní strukturu nebeských těles, která jsou od nás vzdálena? Jako vodítko můžeme využít vnitřní strukturu a stav těles na základě podrobného studia změn jejich tvaru působením vnějších sil. Tvar tělesa se mění působením gravitačních sil (slapů) jiných těles. Například příliv a odliv moří a oceánů na Zemi je jedním z jevů způsobovaných gravitačním působením Slunce a Měsíce. Mořská hladina je deformována takovým způsobem, že její vydutí je snadno pozorovatelné. Jaká nebeská tělesa mohou být slapovými silami deformována podobným způsobem, závisí na jejich vnitřní struktuře a především na tuhosti tělesa. Jinými slovy to znamená, že pozorování míry deformace tělesa nám umožňuje více se dozvědět o jeho nitru, které za normálních okolností není přímo pozorovatelné pouhým okem.

Měsíc není výjimkou; nitro přirozeného průvodce Země můžeme studovat na základě deformací způsobených slapovými silami naší planety. Tyto deformace jsou již dobře známy na základě dřívějších pozorování. Nicméně modely vnitřní struktury Měsíce odvozené na základě těchto výzkumů nezapočítávaly deformace velmi pečlivě změřené v rámci výzkumného programu pomocí nejnovějších kosmických sond. Proto astronomové provedli teoretické výpočty k pochopení, jaký typ vnitřní struktury Měsíce vede k pozorovaným změnám jeho tvaru.

Výzkumný tým se zaměřil na vnitřní strukturu hluboko pod povrchem Měsíce. Během programu Apollo byla na jeho povrchu uskutečněna seismologická měření. Jeden z výsledků analýzy ohledně vnitřní struktury Měsíce založených na seismických údajích naznačoval, že náš satelit je složen především ze dvou částí: z jádra – z vnitřní oblasti obsahující především kovy, a z pláště – z vnější oblasti tvořené především horninou. Vědci zjistili, že pozorované deformace Měsíce v důsledku slapových sil lze dobře vysvětlit, jestliže budeme předpokládat, že v jeho nitru existují mimořádně poddajné vrstvy v nejhlubších částech měsíčního pláště. Dřívější výzkumy naznačovaly, že část hornin v nejhlubších partiích měsíčního pláště může být natavena. Tento vědecký závěr podporuje výše uvedenou možnost, protože částečně roztavená hornina se stává poddajnější. Výzkum za prvé prokázal, že nejhlubší oblasti měsíčního pláště jsou tekuté, což je ve shodě mezi pozorovanými závěry a teoretickými výpočty.

Vědecký tým také vysvětlil, že teplo je efektivně generováno slapovými silami v nejhlubších částech pláště. Část energie zůstává uvnitř nebeského tělesa, které je slapovými silami zahříváno. Vytvořené teplo závisí na vlastnostech nitra tělesa. Zatímco dřívější výzkumy napovídaly, že určitá část energie uvnitř Měsíce se v důsledku slapových deformací mění na teplo, současné výzkumy napovídají, že tento typ přeměny energie není rovnoměrný, ale nejintenzivnější je v nejhlubších vrstvách pláště. Vědecký tým se domnívá, že tekutá vrstva nyní ohřívá vnější jádro Měsíce, které navazuje na nejhlubší části pláště, a která účinně generuje teplo. Rovněž očekávají, že tekuté vrstvy mohly efektivně zahřívat jádro stejně dobře i v minulosti.

V řeči čísel má vnitřní (tuhé) jádro poloměr zhruba 240 km, na něj navazující vnější kapalné jádro sahá do vzdálenosti 330 km od středu Měsíce. Vnější jádro je obaleno tekutou vrstvou spodního pláště. Rozhraní mezi tekutou a tuhou částí pláště leží ve vzdálenosti asi 500 km od lunárního středu. Nejsvrchnější část povrchu Měsíce představuje měsíční kůra, jejíž tloušťka osciluje kolem 50 km.

Zdroj: http://phys.org/news/2014-08-hot-moon-tidal-deepest-lunar.html

autor: František Martinek