Záhada měsíční ionosféry
Už přes čtyřicet let vědce trápí otázka původu existence ionosféry kolem Měsíce. Nyní přicházejí s možným vysvětlením.
Ačkoliv náš Měsíc nemá téměř žádnou atmosféru, od roku 1970 astrofyzikům láme hlavu záhada výskytu ionosféry. Tato obálka ionizovaného plynu je typickou součástí atmosfér Zemi podobných planet, nicméně její přítomnost vědci vždy připisovali procesům vyžadujícím vzdušný obal okolo tělesa. Proč tedy obklopuje Měsíc? S odpověďmi přišel astrofyzik Tim Stubbs a jeho tým z Goddardova centra vesmírných letů NASA.
Komunikační vrstva
Abychom pochopili záhadu měsíční ionosféry, musíme nejdříve poznat tu zemskou. Ta je široké veřejnosti známa jako tlustá vrstva v zemské atmosféře ležící mezi mezosférou a termosférou, která napomáhá v komunikaci nebo navigaci. Její výška nad Zemí se liší v závislosti na tom, zda je den či noc. Spodní hranice leží ve dne v 60 km a v noci ve 150 km, horní hranice dosahuje výše až 1000 km nad Zemí. Je složena z neutrálního plynu lehkých prvků, iontů, ale též z elektronů. Díky existenci ionosféry můžeme poslouchat rozhlasový signál, jehož vysílač je daleko za obzorem, neboť vrstva ionosféry funguje jako vcelku spolehlivý odražeč krátkých radiových vln. Totéž platí i o telekomunikaci.
Vznik a existenci zemské ionosféry vědci připisují vlivu ultrafialového záření ze Slunce, které rozbíjí vysoko v zemské atmosféře molekuly vzduchu a vytváří z nich ionty. Nejčastěji jde o ionty kyslíku, dusíku, vodíku, v menším zastoupení také helia a jednoduchých vzdušných molekul. Předpokládá se, že s ionosférou můžeme počítat u jakékoliv planety zemského typu, jíž nějaká plynná obálka obklopuje. Měsíc ovšem vzdušný obal nemá.
Záhada z dob dobývání Měsíce
Přesvědčivý důkaz o existenci měsíční ionosféry přinesly v roce 1970 sovětské družice Luna 19 a 20. Při oběhu kolem našeho kosmického souseda detekovaly vrstvu obsahující více jak 1000 elektronů na krychlový centimetr, což bylo tisíckrát víc, než by mohla jakákoliv teorie vysvětlit. Radioastronomové vzápětí vzrušeně pozorovali, že vlny vzdálených radiových zdrojů jsou kolem Měsíce částečně odkloněny za měsíční okraj.
Vysvětlení na obzoru
Náš přirozený souputník není úplně bez atmosféry. Radioaktivním rozpadem probíhajícím pod měsíčním povrchem se skrz jeho prašný obal dostává poměrně velké množství plynu. K jeho prosakování na povrch také napomáhají dopady meteoritů nebo proměnlivý sluneční vítr. Přesto je plyn tak řídký, že jej vědci odmítají nazývat atmosféra a na místo toho se v naučné literatuře setkáme s pojmem měsíční exosféra. Ovšem plynu je v ní tak málo, že na procesy vedoucí k tvorbě ionosféry jako u Země to zdaleka nestačí. Bylo proto třeba najít k problému jiný úhel pohledu. Astronomové celou dobu považovali ionosféru za součást nějakého vzdušného obalu. Jak se ale zdá, vzdušného obalu k tomu není třeba a za záhadou měsíční ionosféry stojí jemný měsíční prach.
Když se v roce 1971 na Měsíci procházeli astronauti David Scott a James Irwin, byli svědky zvláštní slabé záře nad měsíčním horizontem. Vědci jsou přesvědčeni, že za touto září stál jemný prach rozptylující sluneční záření. Měsíc je totiž velmi prašné místo, a ač tam nefouká vítr, mohou nejjemnější zrnka měsíčního prachu poletovat ve výšce až několika stovek kilometrů nad jeho povrchem. Důvodem je nižší gravitace a velmi časté bombardování malými i většími kosmickými tělesy, které měsíční prach rozviřují. Vědci podrobili analýze na Zemi dovezený měsíční materiál a spočetli, že měsíční prach může být vlivem ultrafialového slunečního záření rovněž ionizován. Výsledkem ionizace jsou pak částice – ionty a elektrony, které stojí za existencí měsíční ionosféry.
Nový cíl výzkumu
Tato pro planetární fyziky revoluční myšlenka, podle níž může ionosféra vzniknout z prachu, a nikoliv nutně jen z plynu, přináší i nové otázky. Jednou z těch často pokládaných je, jaký může mít na celý proces vliv proměnlivá sluneční aktivita a sluneční cyklus vůbec. Naštěstí si pro odpovědi nemusíme chodit moc daleko – Měsíc je od nás takřka co by kamenem dohodil. NASA proto už za dva roky hodlá vyslat družici LADEE s cílem prozkoumat měsíční exosféru. Takže na výsledky tentokrát už nebudeme muset čekat dalších 40 let.
Více z pořadu
E-shop Českého rozhlasu
Víte, kde spočívá náš společný ukrytý poklad? Blíž, než si myslíte!
Jan Rosák, moderátor
Slovo nad zlato
Víte, jaký vztah mají politici a policisté? Kde se vzalo slovo Vánoce? Za jaké slovo vděčí Turci husitům? Že se mladým paním původně zapalovalo něco úplně jiného než lýtka? Že segedínský guláš nemá se Segedínem nic společného a že známe na den přesně vznik slova dálnice? Takových objevů je plná knížka Slovo nad zlato. Tvoří ji výběr z rozhovorů moderátora Jana Rosáka s dřívějším ředitelem Ústavu pro jazyk český docentem Karlem Olivou, které vysílal Český rozhlas Dvojka.
