Mesiac Dione nad prstencami svojej materskej planéty Saturn. Kredit: http://photojournal.jpl.nasa.gov

Mesiac je prirodzená družica planéty. Pokiaľ je písaný s malým „m“, ide o družicu akejkoľvek planéty, nielen Zeme. Pod pojmom mesiace však máme v tomto článku na mysli len mesiace planét slnečnej sústavy. Hoci nie je dôvod, prečo by obežnice nemohli mať aj exoplanéty, objav mesiacov mimo slnečnej sústavy nie je pri súčasnej úrovni technológií možný.

Zem má jeden mesiac – Mesiac. Mars má dva mesiace, joviálne planéty až niekoľko desiatok mesiacov. Slnečná sústava obsahuje minimálne 373 mesiacov, tento počet však nie je konečný, pretože sa neustále objavujú nové mesiace. Prvé objavené družice, ktoré obiehali iné teleso ako Zem, boli Galileove mesiace. Za ich objaviteľa sa považuje Galileo Galilei, ktorý ich ďalekohľade spozoroval v blízkosti Jupitera v roku 1610. Mesiace neobiehajú len okolo planét, ale aj okolo trpasličích planét a asteroidov. Prvým objaveným mesiacom, ktorý neobiehal planétu, sa stal mesiačik Dactyl planétky 243 Ida.



Snímka z apríla 2006 poskytuje pohľad na prstence Saturna, ktoré čiastočne prekrývajú mesiac Titan. Nad prstencami sa nachádza ďalší mesiac, malý Epimetheus. Kredit: http://photojournal.jpl.nasa.gov

Mesiace sú telesá rôzneho tvaru a veľkosti, spravidla menšie ako planéty. Existujú však aj výnimky: najväčší mesiac slnečnej sústavy, Jupiterov Ganymedes, alebo Saturnov mesiac Titan, sú väčšie ako planéta Merkúr. Najväčšie mesiace sformovala gravitácia do tvaru blízkeho guli. Menšie môžu mať nepravidelný tvar a podobať sa asteroidom. Je možné, že mnohé malé mesiace boli skutočne asteroidmi, ktoré pri pohybe slnečnou sústavou zachytila gravitácia nejakej planéty. Mnohé mesiace (vrátane Mesiaca) majú viazanú rotáciu. To znamená, že sú k materskej planéte otočené stále tou istou stranou. Blízko obiehajúce veľké mesiace môžu na svojej planéte spôsobiť zatmenie Slnka.

Mesiac vo fáze dorastajúceho neúplného Mesiaca – prvý známy Mesiac a jediný (dlhodobý) mesiac Zeme. Kredit: Lviatour

Väčšina malých, nepravidelne tvarovaných mesiacov obieha po veľkých, eliptických dráhach s vysokým sklonom k rovníku materskej planéty. Mnohé z nich majú tiež retrográdny smer obehu. Ostatné, spravidla veľké mesiace, akým je napríklad aj náš Mesiac, obiehajú prográdnym smerom po približne kruhových blízkych dráhach s malým sklonom k rovine rovníka. Mesiace nemôžu obiehať planétu v ľubovoľnej vzdialenosti, ale len vo vnútri takzvanej Hillovej sféry, oblasti okolo planéty, v ktorej je pohyb častíc viac ovládaný gravitáciou planéty ako gravitáciou Slnka. Viaceré mesiace môžu obiehať aj po tej istej obežnej dráhe, napríklad Saturnove mesiace Tethys, Telesto a Calypso zdieľajú rovnakú orbitu. Takéto mesiace sa nazývajú koorbitálne. Dva mesiace si svoje obežné dráhy môžu dokonca navzájom vymeniť – príkladom sú opäť Saturnove obežnice, Epimetheus a Janus.



Trojica Saturnových mesiacov na rovnakej orbite – Tethys (Kredit: NASA / JPL), Telesto a Calypso (Kredit: http://saturn.jpl.nasa.gov/). Nepravidelné mesiačiky Telesto a Calypso obiehajú v libračných bodoch oveľa hmotnejšej Tethys.

Vzhľadom na fakt, že sú mesiace pomerne malé, majú aj nízku gravitáciu, a preto nie sú schopné udržať si hustú atmosféru. Výnimku tvorí Titan. Mesiace so sopečnou aktivitou si atmosféru neustále dopĺňajú chemickými prvkami zo svojho vnútra, tie však postupne unikajú do okolitého priestoru. Vzhľadom na to, že prírodné družice majú len planéty vzdialenejšie od Slnka ako je Venuša, ich povrchové teploty bývajú spravidla veľmi nízke. Výnimku tvorí len vulkanický mesiac Io. V blízkosti vulkánov na ňom dosahujú teploty 1 230 °C, čo sú najvyššie namerané teploty na povrchu pevného telesa v slnečnej sústave. Na iných častiach mesiaca, ďaleko od sopiek, však povrchové teploty klesajú až na −153 °C. Najvyššiu priemernú povrchovú teplotu, −20 °C, má Mesiac a vďačí za to svojej blízkosti k Slnku. Rozdiely medzi dennými a nočnými teplotami mesiacov sú veľké, pretože majú zvyčajne riedku či žiadnu atmosféru a neobsahujú na svojich povrchoch kvapalnú vodu, ktorej veľká tepelná kapacita dokáže teplotné rozdiely vyrovnávať.



Io, mesiac s najvyššími povrchovými teplotami v slnečnej sústave, za čo vďačí búrlivej sopečnej činnosti. Kredit: http://photojournal.jpl.nasa.gov


 



Planétka Ida a jej mesiačik Dactyl. Kredit: NASA/JPL

 

Pluto a tri z piatich jeho mesiacov. Kredit: http://hubblesite.org/