Měsíc je šišatý, mírně zmáčknutý, jako kdyby ho někdo držel na pólech mezi palcem a ukazováčkem. Není to ale překvapující zjištění. Rotace Měsíce, spojená s odstředivou silou, by takový tvar z roztaveného a později navěky zchlazeného mladého Měsíce, měla skutečně vytvořit.
Již roku 1799, matematik Pierre - Simon Laplace pozoroval předozadní kolébání Měsíce vzniklé kvůli jeho tvarovým deformacím. Ačkoli je ploštění jen nepatrné, při polárním průměru Měsíce 3.470 km, je jeho rovníkový průměr jen asi o 5 km větší, i tento malý rozdíl je větší, než by se dalo očekávat při současné době rotace, která činí 27 dnů 7 hodiny 43 minuty a 11,5 sekundy.
"Hádankou tedy bylo, proč je Měsíc až tak plochý," říká Maria T. Zuberová, profesorka geofyziky a planetárních přírodních věd na Massachusettském technologickém institutu.
K tomu kosmické sondy v letech 1960 až 1970 našly i další deformaci Měsíce. Je jím jeho mírně protažení podél osy Měsíc - Země. Pokud by tedy byl Měsíc překrojen podél svého rovníku, příčným řezem by nebyl kruh, ale vypadal by spíše jako ragbyový míč nebo vejce, se zúženou špičkou směřující k Zemi.
Bohužel, zatím nikdo nemůže přijít s úplně přesvědčivým vysvětlením tohoto současného tvaru Měsíce. Není to ale jediná z dalších záhad. Hned jako další se naskýtá otázka, proč je přivrácená strana Měsíce, která je vždy natočena k Zemi, tak odlišná materiálem i zjevem od odvrácené strany. Také původ Měsíce si ještě drží nějaké ty nejistoty, ačkoli většina vědců dnes věří, že se vytvořil při srážce Země s objektem o velikosti Marsu někdy před 4,5 miliardami let.
"Celkem hodně věcí je ještě docela záhadných," říká Kimmo Innanen, profesor astronomie na Yorkské univerzitě v Torontu.
V aktuálním vydání časopisu Science, Dr. Zuberová, spolu s Jackem Wisdomem a Ianem Garrick-Bethellem, napsali, že možná našli odpověď na problém tvaru Měsíce a ve skutečnosti tvrdí, že takových možných vysvětlení mají dokonce několik.
To co ve své době Laplace nevěděl je, že Měsíc se vzdaluje pryč od Země a zároveň zpomaluje svoji rotaci. Roky laserových měření pomocí zrcadel, které zanechaly na měsíčním povrchu posádky misí Apollo ukazují, že se Měsíc od Země vzdaluje každým rokem o 3,81 centimetru.
Měsíc nyní obíhá Zemi s vázanou rotací, je tedy se Zemí, jak říkají astronomové, v resonanci 1:1. Jeho oběžná doba se tedy rovná době rotace a tak je k Zemi přivrácena vždy stejná strana Měsíce. V minulosti, kdy byl Měsíc k Zemi mnohem blíž však měl i kratší oběžnou dráhu. S vázanou rotací 1:1 by tedy musel Měsíc rotovat mnohem rychleji a to možná vysvětluje velikost záhadné výdutě na rovníku. Provedené výpočty ale nepřinesly správnou odpověď pro pozorovanou deformaci podél osy Měsíc - Země.
Jedním z návrhů jak tuto deformaci vysvětlit je, že Měsíc náhodou při ochlazování ztuhl do tohoto poněkud zvláštního tvaru. Ony totiž ani další pevné planety, jako je Země, nemají přesný, matematicky předpovězený tvar.
Vědci z M.I.T. nicméně tvrdí, že i tak jsou pozorované deformace větší, než by se dalo očekávat. Proto navrhují řešení, ve kterém by Měsíc ve své ranné historii mohl obíhat okolo Země spíše po eliptické, než po kruhové oběžné dráze a to s rezonancí 3:2, tedy, že by vykonal 3 otáčky okolo své osy na každé dva oběhy okolo Země. To by mohlo trvat nanejvýš několik set milionů let, než by, jak tvrdí vědci, slapové síly zpomalily jeho rotaci až na jeho současnou vázanou v poměru 1:1 a upravily jeho oběžnou dráhu na kruhovou.
Výpočty ukazují, že takové parametry oběžné dráhy by mohly poskytnout nezbytné síly, které by u Měsíce vytvořily jeho dnešní tvar. "Je to 200 let trvající problém a my pro něj máme první funkční řešení," řekla Dr. Zuberová. Také jsme zjistili, že i oběžné dráhy s vyššími rezonančními poměry, jako třeba dvě otočky Měsíce pro každý oběh okolo Země, by mohly produkovat zhruba stejný tvar. "Jde o celou skupinu řešení," pokračovala Dr. Zuberová.
Ve výkladu doprovázejícím článek v časopisu Science, Dr. Innanen popsal Zuberovou navrhované řešení jako "geniální". Ovšem nesouhlasí s ním všichni. Například Peter M. Goldreich, bývalý profesor astrofyziky a planetární fyziky na Kalifornském institutu technologie, tvrdí, že tým z M.I.T. nijak nevysvětlil, jak by Měsíc přišel k resonanci v poměru 3:2 a to je, jak říká, "skutečná slabina této teorie."
Zatímco eliptická oběžná dráha a resonanční poměr 3:2 mohou vysvětlit současný tvar Měsíce, nijak to nevysvětluje rozdíl mezi přivrácenou a odvrácenou stranou Měsíce. Kůra na přivrácené straně je mnohem tenčí, s obrovskými rovinami tmavého čediče, pojmenovanými "moře", které vznikly už velmi dávno. Kůra odvrácené strany je naopak tlustá, s mnoha nejrůznějšími krátery, ale minimem "moří".
Částečně kvůli čediči s vyšší měrnou hustotou, oproti jiným měsíčním horninám, neleží těžiště Měsíce přesně v jeho středu, ale je posunuto o téměř dva kilometry mimo. Jak ale k takovému posunu došlo to zatím není známo. "Přijít na to, to by mohl být docela dobrý výzkumný projekt," tvrdí Dr. Innanen.
Mnoho záhad okolo Měsíce souvisí s lepším porozuměním jeho ranné historii. Podle současné, běžně nejuznávanější teorie, Měsíc vzniklý po nárazu objektu srovnatelného s Marsem do Země, obíhal původně po velmi blízké dráze, ve vzdálenosti možná jen 26.000 km od Země, ve srovnání s průměrnými 383.000 kilometry dnes.
V minulosti, vědci navrhovali také teorie, ve kterých byl Měsíc Zemí gravitačně zachycen, nebo se vytvořil z materiálu odtrženého od vznikající, rozžhavené a rychle rotující Země. Určité záhady tedy, jak je vidět, stále ještě přetrvávají, přestože bylo o Měsíci získáno mnoho nových poznatků.
Ve třech dekádách po ukončení misí Apollo, se však lidstvo Měsíci moc nevěnovalo. NASA vyslala jen jednu měsíční sondu Lunar Prospector, která jej obíhala v letech 1998 a 1999 a ani ostatní kosmické agentury na tom nebyly o mnoho lépe.
Nyní však pod tlakem blížícího se termínu nového vyslání astronautů na Měsíc, někdy v roce 2017 nebo 2018, a také záměrů Indie, Japonska, Ruska a Číny vyslat v dohledné době na Měsíc a okolo Měsíce robotizované sondy, připravuje NASA výpravu Lunar Reconnaissance Orbiter, která má být vypuštěna v roce 2008. Znovudobytí Měsíce by mělo sloužit jako předstupeň cesty na Mars i jako základ vyžití měsíce pro potřeby lidstva, třeba jako zdroje surovin nebo energie.
A to, říkají vědci, povede k obrodě vědeckého studování Měsíce. "Přijděte se mě zeptat za pět roků," zakončila Dr. Zuberová.
