Vědci již dlouho pozorovali zvláštní jev kolem pozemského Měsíce: obrovský, asymetrický prachový mrak, který se za ním neustále vleče. Nová studie nabízí přesvědčivé vysvětlení této podivné asymetrie a spojuje ji s extrémními teplotními rozdíly mezi osvětlenou a zastíněnou stranou Měsíce.
Lunární regolit: neustálý proud prachu
Povrch Měsíce není hladká, pevná krajina. Místo toho je pokryta vrstvou šedého prachu a uvolněných hornin nazývaných regolit. Tento regolit je nepřetržitě produkován neúnavným bombardováním mikrometeoroidů – drobných vesmírných kamenů vytvořených srážkami asteroidů a komet. Protože Měsíc nemá atmosféru, která by spálila přilétající vesmírný odpad (úkaz, který na Zemi vytváří „padající hvězdy“), tuny těchto mikrometeoroidů narážejí každý den na měsíční povrch a mění kameny na jemný prach.
Obrovský, asymetrický oblak prachu
V roce 2015 vědci zjistili, že srážka těchto mikrometeoroidů nejen vytváří prach, ale také jej vynáší do vesmíru. Tento proces vytváří obrovský prachový oblak, který se rozprostírá stovky mil nad měsíčním povrchem. Ačkoli mrak není vizuálně tlustý, vykazuje výraznou asymetrii: Je hustší nad osvětlenou stranou Měsíce – stranou, která je aktuálně obrácená ke Slunci – než nad jeho temnější stranou. Sebastian Verkerke, vědecký pracovník a hlavní autor studie, poznamenává, že „mrak je nejhustší blízko povrchu v terminátoru úsvitu“, což je hranice mezi slunečním světlem a stínem. Hustota prachu je neuvěřitelně nízká: “maximální naměřená hustota byla pouze 0,004 částic na metr krychlový (ekvivalent 4 prachových částic v sýpce).”
Vztah s teplotou: nová hypotéza
Zpočátku vědci vysvětlovali asymetrii oblaku konkrétními trajektoriemi mikrometeoroidů, které přispěly ke srážkám na povrchu. Obrovský rozdíl teplot mezi měsíčním dnem a nocí však badatelům připadal jako potenciálně důležitý faktor. Teploty na povrchu Měsíce mohou dosahovat palčivých úrovní vysoko nad nejteplejšími místy na Zemi, zatímco měsíční noc klesá na teploty chladnější, než jaké se vyskytují v Antarktidě. Verkerke a jeho kolegové navrhli, že tato extrémní změna teploty – rozdíl 285 stupňů Celsia (545 stupňů Fahrenheita) – by mohla být zodpovědná za asymetrický tvar mraku.
Počítačové modely odhalují pravdu
K ověření této hypotézy Verkerke a jeho kolegové, tým výzkumníků z univerzit v USA a Evropě, použili počítačové modely. Modely sledovaly drobné mikrometeoroidy (o šířce lidského vlasu) dopadající na měsíční regolit při dvou různých teplotách: 112 stupňů Celsia (233 stupňů Fahrenheita) a minus 183 stupňů Celsia (minus 297 stupňů Fahrenheita), což představuje průměrné denní teploty Měsíce a teploty před úsvitem.
Modely navíc braly v úvahu hustotu nebo „načechranost“ měsíčního povrchu, protože „vyvržená prachová částice je následně individuálně sledována, aby se řídilo její rozložení v prostoru“. Simulace ukázaly, že mikrometeoroidy dopadající na „chlupatější“ povrchy emitovaly méně prachu díky tlumícímu efektu. Naproti tomu nárazy na kompaktnější povrchy generovaly více prachových částic pohybujících se nižší rychlostí.
Klíčové poznatky: Hustota prachu a teplota
Výsledky studie přesvědčivě potvrzují hypotézu o vlivu teploty. Zjistili, že denní mikrometeoroidy nakopávají o 6–8 % více prachu než noční mikrometeoroidy. Navíc velká část prachových částic vytvořených při vyšších teplotách měla dostatek energie k tomu, aby dosáhla cislunárních satelitů schopných je detekovat. “Větší množství prachu, které se vykoplo, a větší část prachu, která se dostala k satelitům, by mohly vysvětlit přebytek denního prachu,” uzavřeli vědci.
Budoucí výzkum: Rozšíření do jiných světů
Výzkum týmu představuje významný krok vpřed v pochopení dynamiky měsíčního prachu a jeho vlivu na vesmírné prostředí. Plánují rozšířit svou analýzu na další tělesa ve sluneční soustavě, která jsou vystavena podobnému bombardování malými meteoroidy. Jedním zvláště zajímavým cílem pro budoucí výzkum je Merkur, vzhledem k jeho ještě teplejšímu povrchu během dne a velkým teplotním rozdílům mezi dnem a nocí, které pravděpodobně způsobí ještě výraznější asymetrie v jeho prachovém oblaku.
