Księżyc się urwie

Tytan to drugi największy w całym Układzie Słonecznym księżyc. Największym jest należący do Jowisza Ganimedes. Każdy z nich bardziej przypomina planetę, bo jest większy na przykład od Merkurego i podobnej wielkości jak Mars. Co więcej Tytan ma gęstą atmosferę, w której zachodzą zjawiska pogodowe, w tym opady. Co prawda nie wody, tylko skroplonego metanu, ale Tytan jest jedynym – poza Ziemią – znanym globem, na powierzchni którego występują zbiorniki płynnej substancji. Jeziora, morza i rzeki. Występują tam też pory roku, choć inne niż na Ziemi.

Na powierzchni Tytana w 2005 roku osiadł lądownik Huygens (część sondy Cassini). W czasie lądowania zrobił wiele zdjęć i zmierzył podstawowe parametry fizyczne atmosfery. Po godzinie pracy zamarzł (co było zresztą oczekiwane przez jego konstruktorów) z powodu przenikliwego zimna. Na Tytanie średnia temperatura wynosi około minus 180 stopni Celsjusza.

Raz dalej, raz bliżej

Badacze należącego do NASA instytutu JPL opublikowali w Nature Astronomy wyniki długoletnich badań Tytana. Tym razem nie chodziło jednak o to, co dzieje się na jego powierzchni, tylko o to, jak dokładnie wygląda jego orbita. Z badań wynika, że Tytan oddala się od Saturna w rekordowym tempie 11 centymetrów rocznie. To około 100 razy szybciej, niż dotychczas sądzono. Tytan nie jest jedynym księżycem oddalającym się od swojej planety. Ziemski Księżyc także krąży po coraz większej orbicie, ale w jego przypadku jej promień zwiększa się o niecałe 4 centymetry rocznie. Wydaje się, że w przypadku Tytana i Księżyca powód jest ten sam. Dwie planety, o których mowa, wirują wokół własnej osi szybciej, niż poruszają się ich księżyce. To powoduje, że księżyce nie są „zawieszone” nad tym samym punktem planety i w swoim ruchu są „opóźnione”. To dzięki temu mamy wschody i zachody Księżyca.

Grawitacja układu planeta–księżyc oraz siła odśrodkowa ruchu wirowego samej planety powodują powstanie tzw. sił pływowych. Powierzchnia planety (nieistotne, płynna, stała czy gazowa) odkształca się, ale z racji jej szybszego ruchu ta deformacja nie pojawia się dokładnie w tym miejscu, nad którym księżyc się znajduje, tylko nieco księżyc „wyprzedza”. To powoduje, że księżyc (i ziemski, i ten Saturna) jest w swoim ruchu przyspieszany, a to skutkuje zwiększeniem promienia jego orbity.

Oddalenie się księżyców od swoich planet to nie jest jednak jedyny możliwy scenariusz. Na przykład marsjański Fobos zbliża się do powierzchni Czerwonej Planety. A to dlatego, że Mars wiruje wolniej niż prędkość jego księżyców. W efekcie ich ruch jest spowalniany, a to wiąże się z „zacieśnianiem” orbity. Analiza ruchów Deimosa – drugiego marsjańskiego księżyca – wskazuje, że jest on już teraz tak blisko planety, że z czasem grawitacja Marsa rozerwie go na kawałki. Z gruzów „rozsypanego” księżyca powstanie coś w rodzaju skalistego pierścienia wokół planety. To inny rodzaj pierścieni niż te wokół Saturna, które w dużej części składają się z kawałków lodu. Ma się to wydarzyć za kilka miliardów lat. Do tego czasu Tytan tak bardzo oddali się od Saturna, że urwie się z grawitacyjnej „smyczy” planety i wystrzeli jak z procy w przestrzeń międzygwiezdną.

Ani niebieska, ani zielona

A co z Księżycem ziemskim? I jego czeka podobna przyszłość, choć biorąc pod uwagę fakt, że nasz naturalny satelita oddala się od planety wolniej, zanim oderwie się i poleci w przestrzeń, Słońce powiększy swoją objętość i wypali na proch wszystko, co znajduje się na Ziemi. Wcześniej zagotuje się woda w ziemskich morzach i oceanach. To oczywiście scenariusz na kolejne miliardy lat. A tymczasem już teraz obserwuje się, że wydłuża się ziemska doba. Dzieje się tak z tych samych powodów, z których Księżyc się od nas oddala. Siły pływowe sprawiają, że jego prędkość wzrasta, ale jednocześnie te same siły powodują, że nieznacznie zwalnia ruch wirowy Ziemi. To wydłużenie doby wynosi 15 milionowych części sekundy rocznie, ale tempo tej zmiany nie jest stałe w czasie. 1,5 miliarda lat temu ziemska doba trwała 18 godzin, czyli dokładnie tyle czasu Ziemia potrzebowała, żeby zrobić pełny obrót wokół własnej osi. Gdyby ruch wirowy Ziemi i obieg Księżyca wokół planety miały się zsynchronizować, ziemska doba musiałaby trwać ponad 40 godzin. Zanim jednak do tego dojdzie, Księżyc urwie się ziemskiej grawitacji. Gdyby nie fakt, że wtedy na Ziemi nie będzie już życia, byłby to dla nas zły znak. Księżyc stabilizuje ziemską orbitę i dzięki temu nie występują u nas wahania temperatur związane z niestabilnym ruchem planety wokół Słońca. Gdy za kilka miliardów lat pozbędziemy się Księżyca, będzie nam już wszystko jedno. Jeżeli do tego czasu ludzie w ogóle dotrwają, będą zamieszkiwali inne planety, bo Ziemia przestanie być niebieską od wody i zieloną od roślin ostoją życia. •