Pozorovatelé na Zemi by si mohli všimnout, že Měsíc při průchodu svou oběžnou dráhou v podstatě drží stejnou stranu obrácenou k naší planetě. To může vést k otázce, rotuje Měsíc? Odpověď je ano, i když se to může zdát v rozporu s tím, co pozorují naše oči.
Blízká a vzdálená strana Měsíce
Měsíc oběhne Zemi jednou za 27,322 dne. Měsíci také trvá přibližně 27 dní, než se jednou otočí kolem své osy. V důsledku toho se zdá, že se Měsíc netočí, ale pozorovatelům ze Země se zdá, že se drží téměř dokonale v klidu. Vědci tomu říkají synchronní rotace.
Strana Měsíce, která je neustále obrácena k Zemi, je známá jako blízká strana. Opačná neboli „zadní“strana je vzdálená strana. Někdy se odvrácená strana nazývá temnou stranou měsíce, ale to je nepřesné. Když je Měsíc mezi Zemí a Sluncem, během jedné z měsíčních fází nazývaných novoluní, je zadní strana Měsíce zalita denním světlem.
Oběžná dráha a rotace však nejsou dokonale sladěny. Měsíc obíhá kolem Země po eliptické dráze, což je mírně protažený kruh. Když je Měsíc nejblíže Zemi, jeho rotace je pomalejší než jeho cesta vesmírem, což umožňuje pozorovatelům vidět dalších 8 stupňů na východní straně. Když je Měsíc nejdále, rotace je rychlejší, takže na západní straně je vidět dalších 8 stupňů.
Pokud byste mohli cestovat na odvrácenou stranu Měsíce jako kdysi astronauti Apolla 8, viděli byste velmi odlišný povrch, než na jaký jste zvyklí. Zatímco přilehlou stranu Měsíce vyhlazují maria – velké tmavé pláně vytvořené proudy ztuhlé lávy – a světlé měsíční vysočiny, odvrácená strana je silně pokryta krátery.
Přestože ze Země nevidíte zadní stranu Měsíce, NASA a další vesmírné agentury ji zahlédly pomocí satelitů.
"Je překvapivé, o kolik je Země jasnější než Měsíc," řekl Adam Szabo, projektový vědec pro družici NASA Deep Space Climate Observatory v Goddard Space Flight Center v Greenbelt, Maryland, v prohlášení poté, co satelit zachytil Měsíc protínající zemskou tvář. "Naše planeta je ve srovnání s měsíčním povrchem skutečně brilantním objektem v temném prostoru."
Měsíc se mění na oběžné dráze
Rotační perioda Měsíce nebyla vždy stejná jako jeho oběžná dráha kolem planety. Stejně jako gravitace Měsíce ovlivňuje příliv a odliv na Zemi, gravitace ze Země ovlivňuje Měsíc. Ale protože Měsíc postrádá oceán, Země přitahuje jeho kůru a vytváří slapovou bouli na čáře, která ukazuje k Zemi.
Infografika: Uvnitř měsíce Země
Gravitace ze Země táhne na nejbližší přílivovou bouli a snaží se ji udržet v jedné rovině. To vytváří slapové tření, které zpomaluje rotaci měsíce. Postupem času se rotace zpomalila natolik, že se oběžná dráha a rotace Měsíce shodovaly, a tatáž tvář se slapově uzamkla a navždy směřovala k Zemi.
Měsíc není jediným satelitem, který trpí třením se svou mateřskou planetou. Mnoho dalších velkých měsíců ve sluneční soustavě je slapově uzamčeno se svým partnerem. Z větších měsíců není slapově synchronizován pouze Saturnův měsíc Hyperion, který se chaoticky hroutí a interaguje s jinými měsíci.
Měsíční rotace určila, zda nechvalně známý Muž na Měsíci, podobající se tváři tmavé marie na straně obrácené k Zemi, míří k naší planetě. Gravitace vytvořila na Měsíci vybouleninu na straně Země, zpomalila jeho rotaci v minulosti, aby vytvořila synchronní rotaci a udržela delší měsíční osu směrem k našemu světu.
Nedávný výzkum naznačil, že strana Měsíce obrácená k Zemi byla určena tím, jak rychle se zpomalila měsíční rotace. Vzhledem k tomu, že Měsíc pomalu ztrácel rychlost, existovala asi pravděpodobnost dva ku jedné, že se Muž na Měsíci otočí čelem k Zemi, místo aby si udržoval výhled z vesmíru.
"Skutečnou shodou okolností není to, že ten člověk čelí Zemi," uvedl v prohlášení Oded Aharonson, výzkumník planetární vědy z Kalifornského technologického institutu, který studoval, proč se Muž na Měsíci dívá dolů na Zemi. Místo toho je skutečná náhoda, že zpomalení měsíce stačilo k nabití mince.
Situace se neomezuje pouze na velké planety. Trpasličí planeta Pluto je slapově přichycena ke svému měsíci Charon, který je téměř stejně velký jako bývalá planeta.
Země (a další planety) nevyváznou zcela bez újmy. Stejně jako Země vyvíjí tření na rotaci Měsíce, Měsíc také vyvíjí tření na rotaci Země. Délka dne se tak každé století prodlužuje o několik milisekund.
"Měsíc a Země se při svém formování vzájemně rýsovaly na obloze," uvedla tehdejší postgraduální studentka Arpita Royová v prohlášení.
"V době dinosaurů Země dokončila jednu rotaci za přibližně 23 hodin," uvedl v prohlášení Daniel MacMillan z Goddardova vesmírného letového střediska NASA v Greenbeltu v Marylandu. "V roce 1820 trvala rotace přesně 24 hodin, čili 86 400 standardních sekund. Od roku 1820 se průměrný sluneční den zvýšil asi o 2,5 milisekundy."
Dne 30. června 2012 byla kvůli tomuto jevu přidána vteřina navíc ke všem hodinám na Zemi.
