Akademik z FAV se podílel na jedinečném výzkumu hustoty kůry a gravitačního pole Měsíce

Známé údaje o nejbližším vesmírném sousedovi planety Země jsou opět o něco přesnější a zásluhu na tom má také vědec Michal Šprlák z katedry geomatiky Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni. On a jeho australští kolegové Shin-Chan Han a Will Featherstone totiž vyvinuli numerickou metodu, pomocí níž lze určit hustotu uvnitř planetárních těles na základě údajů nasbíraných družicemi. Metodu aplikovali právě na Měsíc, a získali tak velmi přesnou představu o hustotě jeho kůry. Údaje i vyvinutá metoda budou nyní sloužit dalším výzkumníkům, které o úspěchu informoval článek Crustal density and global gravitational field estimation of the Moon from GRAIL and LOLA satellite data (Odhad hustoty kůry a globálního gravitačního pole Měsíce z dat družicové mise GRAIL a senzoru LOLA) v mezinárodním vědeckém časopisu Planetary and Space Science.

Odpověď na otázku, jak hustá měsíční kůra je, není jednoduchá. Nejde totiž o žádnou konstantní hodnotu. „Hustota měsíční kůry se různí v horizontálním směru, tedy podél povrchu, i ve vertikálním směru, tedy do hloubky. Důvodů je více a souvisí se složitým geologickým vývojem Měsíce a s povrchovými procesy, jako například s dopady nespočtu meteoritů nebo asteroidů v dávné minulosti,“ popisuje Michal Šprlák.

Práce členů česko-australského týmu ale odpověď nabízí. Jejich hustotní model měsíční kůry je doposud nejdetailnější a navíc je prvním, který sestavovali nezávislí vědci, a ne týmy, jež do vesmíru vyslaly družice. Velmi zjednodušeně si můžeme představit, že vědci vytvořili jakousi mapu hustoty kůry a gravitačního pole Měsíce. „Model je vlastně soubor čísel či koeficientů. Z nich teď můžeme vypočítat hustotu nebo veličiny gravitačního pole kdekoliv na Měsíci,“ říká akademik.

S měřením hustoty měsíční kůry se začalo už v letech 1969-1972 během programu Apollo, kdy se lunární vzorky dovezené z různých lokalit testovaly v pozemských laboratořích. Později přešli vědci k určování hustoty právě podle měření topografie Měsíce družicemi a podle jeho gravitačního pole. „Gravitace je obrazem hmotnosti, a když ji měříme, můžeme za určitých předpokladů odhadnout také hustotu,“ vysvětluje Michal Šprlák, jak před jeho týmem postupovali například odborníci agentury NASA patřící do týmů družic LRO a GRAIL v letech 2012-2014.

Tým Michala Šprláka použil rovněž data družic NASA a díky vlastní numerické metodě dosáhl ještě lepšího výsledku. „Prvotní přístup k družicovým datům mají nejprve například výzkumné a inženýrské týmy družicových misí a až po několika měsících je zpřístupní veřejně. Náš odhad je detailnější a je založen na nejaktuálnějších produktech družicových misí. Kromě toho jsme na výpočet použili nezávislou metodu, která je zcela globální a zohledňuje sférický tvar Měsíce, zatímco některé dřívější odhady byly založeny na rovinné aproximaci,“ dodává.

Výsledky jejich práce jsou nyní volně přístupné. Autoři předpokládají, že se uplatní v budoucím planetárním výzkumu, například při studiu vývoje sluneční soustavy a tepelného vývoje Měsíce, při vysvětlení původu měsíčních masconů, což jsou anomální oblasti v měsíční kůře s vyšší hustotou vůči okolí, při zpřesnění drah družic nebo navigaci měsíčních sond.

Studii podpořil projekt č. LO1506 Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR.