Gravitace je jedním ze základních jevů reality, která nás obklopuje. Na jedné straně její účinky pociťujeme každý den a pozorujeme ji i v těch nejvzdálenějších koutech vesmíru. Na druhou stranu ji vědci navzdory desítkám let úsilí stále nejsou schopni přizpůsobit kvantovému světu a vytvořit obecnou teorii všeho, která by dokázala důsledně vysvětlit vesmír v jakémkoli měřítku. To však nic nemění na tom, že o gravitaci toho víme poměrně dost a můžeme se s její pomocí podívat do míst, kam bychom se jinak podívat nemohli, například do nitra vzdálených koulí různých velikostí.
Pokročilá gravitační analýza umožnila vědcům NASA nahlédnout do nitra Měsíce a planetky Vesta, aniž by museli přistát na jejich povrchu. Díky přesnému sledování pohybu kosmických sond bylo možné vytvořit mimořádně podrobné gravitační modely, které odhalují složení, strukturu a vývojovou historii těchto nebeských těles.
Tento průkopnický přístup je založen na měření jemných změn gravitačního pole způsobených různým rozložením hmoty uvnitř zkoumaného nebeského tělesa. Stačí přesně analyzovat trajektorii sondy pohybující se kolem planety, asteroidu nebo měsíce, abychom získali informace o jejich vnitřní struktuře. Jak zdůrazňuje Ryan Park z Laboratoře tryskového pohonu NASA v Kalifornii, hlavní autor nejnovějšího výzkumu, tato metoda je mocným neinvazivním nástrojem pro studium skrytých struktur nebeských těles ve sluneční soustavě.
Jedna z nejnovějších vědeckých prací publikovaných v časopise Nature se věnuje gravitačnímu studiu Měsíce. Na základě dat z mise GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) vědci vytvořili dosud nejpřesnější gravitační mapu stříbrné zeměkoule. Mise využívala dvě identické kosmické sondy – Ebb a Flow – které obíhaly Měsíc v letech 2011-2012.
Parkův tým se zaměřil na slapové deformace – jemné deformace povrchu Měsíce způsobené gravitačním působením Země. Tyto drobné změny se ukázaly být mimořádně cenným zdrojem informací o hlubokých vrstvách jeho vnitřní struktury. Zajímavé je, že analýzy odhalily jasnou asymetrii: blízkozemní strana Měsíce, pokrytá hladkými čedičovými pláněmi (kobyla), se deformuje podstatně více než jeho vzdálenější polokoule, která je ze Země neviditelná.
Tento rozdíl v deformaci naznačuje rozdílné vnitřní vlastnosti obou stran zeměkoule. Vědci se domnívají, že pod viditelnou stranou Měsíce se nahromadily radioaktivní prvky vytvářející teplo, což by mohl být důsledek dávné vulkanické činnosti. Teplejší plášť v této části zeměkoule činí horniny náchylnějšími ke gravitační deformaci. Tento objev je zatím nejsilnějším důkazem existence takových teplotních a strukturních rozdílů mezi polokoulemi.
Vědci poznamenávají, že údaje pro ně byly natolik nečekané, že museli v uplynulých deseti letech několikrát překontrolovat data a měření. Nakonec však vše nasvědčuje tomu, že vnitřní teplo generované přítomností radioaktivních izotopů bylo klíčové pro geologický vývoj Měsíce.
V samostatné, druhé výzkumné práci se vědci zaměřili na Vestu, jednu z největších planetek v Hlavním pásu, který se rozkládá na půli cesty mezi oběžnými drahami Marsu a Jupiteru. V tomto případě vědci použili data ze sondy Dawn, která obíhala Vestu od poloviny roku 2011 do konce roku 2012.
Analýzou rotace planetky a drobných výkyvů v jejím pohybu určili moment setrvačnosti, což je parametr velmi citlivý na rozložení hmoty uvnitř objektu. K jejich překvapení nemá Vesta vrstevnatou strukturu, kterou očekávali – typickou pro diferencovaná tělesa, jako jsou planety. Její vnitřní struktura se zdá být homogenní, což naznačuje, že uvnitř Vesty je buď velmi malé železné jádro, nebo žádné.
Tento objev zpochybňuje dosavadní teorie, podle nichž Vesta prošla diferenciací, tedy procesem, při němž těžší prvky, jako je železo, klesají do středu a vytvářejí jádro. Možná, že planetka nikdy plně nediferencovala nebo se po katastrofické srážce s masivním planetárním tělesem „znovuzrodila“ ze směsi úlomků a ztratila svou dřívější vrstevnatou strukturu.
Možnost zkoumat vnitřní strukturu nebeských těles pouze analýzou jejich gravitačního pole – bez nutnosti přistání nebo vrtání – otevírá zcela nové možnosti pro planetologii a výzkum sluneční soustavy. Díky ní se nyní budeme moci podívat i tam, kam bychom se fyzicky nikdy nedostali.
