Proč se Pluto ohřívá, když se vzdaluje od Slunce? Je za ním ještě Planeta X? V roce 2006 by měla vesmírná agentura NASA vyslat sondu k prozkoumání vzdálených oblastí naší sluneční soustavy.
V těchto místech panuje temnota, Slunce je jen světlým bodem vzdáleným téměř šest miliard kilometrů. Teplota se pohybuje okolo -230°C – to je méně, než teplota tekutého dusíku. Pokud byste odtud vyslali rádiový signál, dorazil by k Zemi nejdříve až za pět hodin.
Vítejte na Plutu.
Od svého objevení v před 70 lety fascinuje tento objekt pozemské astronomy. Tím spíše, že ohromná vzdálenost, která nás dělí, umožňuje zkoumání Pluta jen těm nejsilnějším teleskopům. Je to klaun mezi planetami, který se odmítá zařadit mezi své serióznější sestry. Vymyká se obecným představám o tom, co jsou to planety a jek by se měly chovat.
Pluto – tančící planeta
Pluto je méně než poloviční oproti jakékoli jiné známé planetě a kdyby byl objeveno dnes, asi by za planetu označeno nebylo. Ale je dvakrát větší než jakýkoli známý asteroid a tak není možné považovat jej jen za kus ledu a kamení.
A jeho oběžná dráha, nejexcentričtější ze všech planetárních drah, která dokonce zasahuje až dovnitř oběžné dráhy Neptunu, i když zpravidla je Pluto skutečně nejvzdálenější planetou od Slunce. Při oběžné době 249 let se na 20 let dostává do menší vzdálenosti od Slunce než Neptun. Nejvíc se ke Slunci přiblížil v roce 1989 a až 11. března 1999 se opět stal skutečně nejvzdálenější planetou sluneční soustavy (do 5. dubna 2231). Další zvláštností oběžné dráhy Pluta je její šikmost. Je o 17 stupňů odkloněna od roviny ekliptiky, v niž se pohybují ostatní planety – nejvíc ze všech.
Nyní se Pluto velmi zvolna blíží nejvzdálenějšímu místu své dráhy kolem Slunce, ale přitom nám nabízí další překvapení. Většina věcí chladne, když se vzdaluje od zdroje tepla. Ale Pluto ne. Pozorování amerických astronomů prokázala, že Pluto se mírně zahřívá, ovšem nikdo neví, proč. I když samozřejmě vědci mají v rukávu hned několik různých vysvětlení. Možná, že jde jen o tepelnou setrvačnost povrchu – nejtepleji na Zemi také není v pravé poledne, ale až kolem 2 h odpoledne. U Pluta to může být zpoždění delší než 10 let. Jinou možností je vulkanická činnost na Plutu – i když o ní dosud nic nevíme. Pluto se do jisté míry může podobat Neptunovu měsíci Triton a u něho byla také r. 1997 zjištěna vyšší teplota, než když kolem něho r. 1989 prolétala sonda Voyager 2, zřejmě právě díky vulkanické aktivitě a množství tmavých (prachových) částic v řídké atmosféře. Nutno rovněž říci, že teploty se u těchto vzdálených těles měří velmi obtížně…
Ale rouška tajemství zahalující tuto neuchopitelnou planetu by měla být poodhalena. Minulý rok schválila vláda USA výdaje ve výši 100 milionů dolarů na přípravu první mise k této malé oběžnici. Sonda New Horizons by měla být vypuštěna v lednu 2006 a po devíti letech putování dorazit k Plutu. Tam začne mapovat a monitorovat jak samu planetu, tak její měsíc Charon, přičemž se přiblíží na vzdálenost asi 10 000 km od povrchu. U Pluta se však nezastaví, jen kolem něho proletí a bude pokračovat dál…
Co se skrývá za Plutem?
Teleskopy New Horizons změní pohled na Pluto z mlhavé svítící tečky na mapu s detaily o průměru 60m. Mise zároveň dosáhne nového mezníku v astronomii, který se otevírá za hranicí oběžné dráhy nejvzdálenější planety a vede do nekonečné pustoty vesmíru. Astronomové již dlouho předpokládali, že ze Plutem je něco více, než jen prázdný vesmír. Již pár let po objevu Pluta v roce 1930 začali spekulovat o existenci dalších objektů na ním. Nejprve pátrali po další „pořádné“ planetě, ale v roce 1943 přišel irský astronom Kenneth Edgeworth s teorií pásu malých objektů z ledu, který se rozprostírá za oběžnou dráhou Pluta a v roce 1950 jeho myšlenky oživil americký astronom Gerard Kuiper. Ale tehdejší teleskopy dávaly jen malou naději, že tento pás, nazývaný Kuiperův pás, někdo objeví. To se změnilo v roce 1992, kdy Dave Jewitt z University na Hawaii a Jane Luuová z Kalifornské univerzity Berkeley pozorovali danou oblast teleskopem o průměru 2,2m na Mauna Kea. Na temné obloze zaměřili malý svítí pohybující se objekt. Jeho slabé světlo svědčilo o značné vzdálenosti, ale podle směru pohybu se zdálo, že obíhá Slunce někde na pokraji sluneční soustavy.
Hory ledu a kamení ve vesmíru
Po několika dlouhých nocích sledování astronomové Jewitt a Luu vypočetli, že objekt se nachází nejméně tak daleko, jako Pluto. Napadlo je, že možná objevili první objekt Kuiperova pásu (KPO-Kuiper Belt Object). Pozdější výzkumy ukázaly, že měli pravdu. Jejich objev, nyní nazývaný 1992QB1, je velkou hroudou ledu a kamení o průměru 300 km, pozůstatkem z dob vzniku sluneční soustavy, a obíhá Slunce ještě dalších 600 milionů kilometrů za oběžnou dráhou Pluta. Od té doby bylo objeveno dalších 500 KBO. Astronomové předpokládají, že pás tvoří nejméně 70 000 objektů o průměru větším než 100 km a pás se táhne do vzdálenosti 150 miliard km za oběžnou dráhou Pluta. Jak počet KBO rostl, začali astronomové vypočítávat jejich oběžnou dráhu a snažili se přijít na jejich původ a složení. Výsledky jejich pozorování naznačily možné odpovědi některých záhad planety Pluto. Jednou z nich je zjištění, že Pluto neputuje vesmírem samo. Podobnou oběžnou dráhu, trvající 248 let, má několik KBO. Tyto „Plutinos“, miniatury Pluta, mají ještě jednu společnou vlastnost: podobně jako Pluto obíhají kolem Slunce přesně o 50% déle, než Neptun.
Objekt 1992QB1 o průměru kolem 300 km se pohybuje ve střední vzdálenosti 43,9 AU (1AU=cca 149,57 mil. km). Za 12 let jejich hledání už jich známe víc než šest stovek. Jsou to tělesa tvořená zřejmě ledem promíseným s horninami, takže se moc neliší od komet. Většina objevených planetek má rozměry několika set km (na menší než 100 km tak daleko od nás ještě moc nestačíme), ale jsou mezi nimi „pořádné kousky“. Sedna a 2004DW mají odhadovaný průměr 1400–1800 km, Quaoar 1250 km (přesně díky Hubblově teleskopu, který změřil průměr na 40 tisícin obloukové vteřiny!), Ixion asi 1050 km. Nevylučujeme, že jejich největším představitelem jsou Pluto se svým měsícem Charonem.
Transneptunické objekty
Transneptunické objekty (TNO) se obvykle dělí do dvou základních skupin. První z nich jsou „klasické objekty Kuiperova pásu“ nazývané též „cubewanos“ podle anglické výslovnosti předběžného označení prvního z nich „kjůbíwan“ 1992 QB1. Pohybují se po drahách s malou výstředností, se sklonem do 30 stupňů a střední vzdáleností od Slunce mezi 42 a 47 AU. Druhou velkou skupinou jsou takzvaná „plutinos“ podle Pluta, které je jejich prototypem. Jejich střední vzdálenost od Slunce je 39 AU a pohybují se v rezonanci 3:2 s Neptunem, což je chrání před přiblížením k němu samému i když mu křižují dráhu. Z TNO s dobře určenou dráhou je 50% cubewanos a 40% plutinos. Je pravděpodobné, že zbývajících 10% tvoří představitelé dalších skupin objektů, čekajících na objevení v 21. století.
Pluto a Kuiperův pás
To nebude náhoda. Když udělají dva oběhy Slunce, zatímco Neptun vykoná tři, dostali se Pluto a jeho společníci do gravitační „rezonance“ s větší planetou. Jak se to stalo, to je stále záhadou, ale je možné, že Neptun se kdysi pohyboval mnohem blíže Kuiperovu pásu a stáhl některé jeho objekty níže, čímž vytvořil novou skupinu, jejímž členem je i Pluto. To by mohlo vysvětlovat, kde vzalo Pluto satelit tak velký, jako je Charon – možná, že oba byli součástí Kuiperova pás, odkud je před miliardami let vytáhl Neptun. Takové vysvětlení by částečně odhrnovalo i závoj záhad okolo Neptunu. Jeho největší satelit, Triton, se pohybuje na bizardní, nestabilní dráze proti rotaci samotného Neptunu – což naznačuje, že mohl vzniknout někde jinde ve Sluneční soustavě. Triton by tak byl dalším Plutinem, kterému se nepodařilo uniknout z přitažlivosti Neptunu.
Je Pluto jen KBO?
Další představu o těchto dramatických událostech nám dává další skupina KBO, která se pohybuje na vzdálené orbitě přes 220 miliard kilometrů od Slunce – asi třikrát tak daleko, jako Pluto. Možná, že byly vyvrženy do hlubin vesmíru obrovskou přitažlivostí Neptuna. Ať již se před miliardami let odehrálo cokoli, je snadné vydedukovat, že Pluto je prostě KBO, který prostě byl na pravém místě v pravý čas a byl v roce 1930 povýšen na planetu. Toto podezření podporuje objev několika KBO s průměrem přes 900 km – asi třetina průměru Pluta. V červnu 2002 astronomové objevili Quaoar, největší dosud známý KBO, s průměrem 1 250 km, tedy o téměř poloviční velikosti Pluta. Jeho objev nastolil otázku, jestli neexistují ještě větší KBO – možná ještě větší, než Pluto. Jeden z objevitelů Quaoaru, Dr Chad Trujillo z Kalifornského institutu, si zjevně myslí, že ano a předpověděl existenci nejméně deseti velkých KBO včetně dvou nebo tří, které budou větší, než Pluto.
Příběh, který začal roku 1841 pátráním po planetě za Neptunem, skončil roku 1992 neočekávaným výsledkem. Místo jedné planety „X“ jsme našli tisíce nových těles. Pluto o průměru 2300 kilometrů sice zatím zůstává největším z nich, avšak nyní už dobře víme, že má za drahou Neptunu řádově shodně velké sourozence. Ale opravdu skončil definitivně?
Planeta X nedá astronomům spát?
Někteří astronomové stále hledají něco mnohem většího. Již desetiletí se spekuluje o existenci desáté planety za oběžnou drahou Pluta. Většina z nich vychází z předpokládaných odchylek v oběžných drahách Uranu a Neptunu, které ukazují na existenci velkého objektu, jehož gravitace je vychyluje z dráhy. Původně bylo Pluto označováno za původce těchto odchylek, ale další výpočty ukázaly, že je na to příliš malé. Záhada výchylek byla vyřešena v roce 1989, kdy kolem Neptunu proletěla sonda Voyager 2. Umožnila přesně změřit hmotnost planety a následné přepočítání odchylek od oběžné dráhy ukázalo, že tyto odchylky byly jen iluzí. Nyní je idea planety X oživena na základě zajímavých zjištění týkajících se Kuiperova pásu. Přestože řada KBO se nachází za Plutem, astronomům se nepodařilo objevit ani jeden objekt ve vzdálenosti větší, než 1 500 milionů kilometrů za Plutem. Vypadá to, že je něco smetlo. Mohla to být tajemná planeta X, která prostor od KBO vyčistila svou gravitací? V roce 2002 vypočetli Adrian Brunini z Národní Univerzity v La Plata v Argentině a Mario Melita z University of London, že podle počítačové simulace by zmizení KBO mohlo být důsledkem planety X o velikosti Marsu, pohybující se na orbitě asi 9 miliard kilometrů od Slunce.
Takový KBO by byl skutečným gigantem, čtyřikrát větší, než Pluto a 40krát hmotnější. Kdyby byl nalezen, byl by to jasný důkaz existence desáté planety sluneční soustavy. Ale objevit ho nebude jednoduché. Jeho velikost sice způsobí, že bude dostatečně jasný, ale ohromná vzdálenost způsobuje, že jeho pohyb je téměř nepostřehnutelný – za hodinu se na obloze pohne o stejný kus, jako je šířka dlaně pozorované ze vzdálenosti 10 km. A jelikož nemáte tušení, kde by se měl vyskytovat, hledat ho je podobné hledání jehly v kupce sena velké jako obloha.
Vzrušení způsobila Sedna
Vzrušení v řadách astronomů, ale i laiků způsobil objev nového tělesa za Plutem letos v březnu. Titulky v novinách halasně informovaly o objevu desáté planety. Ale kdež. Sláva rychle pominula, když se zjistilo, že jde zase jen o další zmrzlé těleso Kuiperova pásu. Je možné, že nějaký astronom prostě bude mít štěstí a hledanou desátou planetu objeví, pokud taková vůbec existuje. I sonda New Horizons může o její existenci ledasco napovědět. Poté, co zmapuje Pluto a Charon, vydá se do hloubi Kuiperova pásu, aby prozkoumala KBO. Studiem jejích radiových signálů mohou astronomové detekovat i velice slabé působení gravitačních sil, možná i působení planety X, pohybující se vesmírem.
New Horizons bude pokračovat ve stopách čtyř předcházejících sond, které odletěly ke hvězdám. Studia signálů prvních dvou, Pioneer 10 a 11, vypuštěných na počátku 70tých let, vedla k zajímavým teoriím o tom, co se tam vlastně nalézá. Neznámá síla táhne sondy zpět ke Slunci silou 10 miliardkrát menší, než gravitace. Astronomové připouštějí, že tato neznámá, síla, která se vzdáleností neslábne, je pro ně naprostou záhadou. Někteří z nich připisují chování sond sondám samotným, ale jiní se domnívají, že jsme na stopě další kapitole kosmické fyziky. Zatím je to prostě další záhada, kterou na své pouti do bezedných hlubin vesmíru může New Horizon odhalit.
Co nevíte o Plutu?
Za objevitele Pluta je označován americký astronom Clyde Tombaugh, který jej zpozoroval v roce 1930, ale Pluto bylo zpozorováno již dvakrát předtím, v březnu a dubnu 1915 jiným astronomem, Thomasem B Gillem ze stejné observatoře. Protože světlo planety bylo slabší, než se předpokládalo, nepoznal ji a tak propásl šanci zapsat se do historie objevitelů. Teprve v lednu 1930 nalezl mladý asistent Lowellovy hvězdárny Clyde Tombaugh na jedné z exponovaných desek hvězdičku asi 15 magnitudy, která jevila zřetelný vlastní pohyb asi 2 stupně od předpověděné posice. Po kontrolním pozorování byl objev oznámen až 13. března, v den výročí narození Lowella. Zpráva se rozlétla světem a již 18. března se uskutečnilo první pozorování na Evropském kontinentě – bylo to v Československu, ve Staré Ďale (dnešním Hurbanovu)! Dnes jsme si jisti, že objev byl učiněn náhodou, protože číselný materiál, který měl Lowell k dispozici, nestačil k získání přesných údajů o neznámé planetě. Skutečný Pluto nemohl působit tak rušivým vlivem, z jakého se vycházelo. Vždyť jeho hmotnost je 400x menší, než se původně soudilo….
Po objevení Pluta astronomové vypočetli jeho hmotnost podle gravitačních efektů s ostatními planetami a dospěli k fantastickému názoru, že je z čistého zlata. Bohužel, tyto efekty jsou ve skutečnosti menší, než původně naměřili a tak se Pluto změnilo z planety plné pokladů na 400x méně hmotnou směs ledu a kamení v poměru 1:3.
Orbita Pluta je nejpodivnější ze všech oběžných drah planet naší soustavy. Každých 250 let se na 20 let ocitne blíže Slunci, než Neptun. Naposledy to bylo v letech 1979 až 1999. Satelit Pluta, Charon, je oproti Plutu téměř poloviční. To z něj dělá relativně největší měsíc v poměru k velikosti planety. Oběžná dráha Charona okolo Pluta umožnila astronomům vypočítat nejdůležitější údaj: jeho hmotnost. Činí jednu sedmnáctinu hmotnosti našeho Měsíce.
V roce 1999 se objevily zvěsti, že Mezinárodní Astronomická Unie chce Pluto degradovat z planety na planetku, ale IAU tyto zprávy popřela.
Kde vlastně končí naše sluneční soustava?
Okolo Slunce a planet se rozkládá heliosféra, zóna působení částic vyvrhovaných Sluncem – slunečním větrem. V určitém místě za oběžnou drahou Pluta se tento vítr mění na částice a magnetická pole unikající do vesmíru. To je koncem sluneční soustavy – heliopauzou. Astronomové monitorují sondy Pioneer a Voyager již od 80tých let, aby zjistili, kde se heliopauza nachází. Nejvzdálenější sonda, Voyager 1, 13 miliard kilometrů od Slunce, zaznamenala úbytek intenzity slunečního větru. Loni na podzim se již-již zdálo, že se do ní sonda dostala, ale nepotvrdilo se to. Ale může to být každým rokem, nejpozději snad r. 2009 Podle výpočtů by se k heliopauze měla dostat v roce 2009. Astronomové doufají, že Voyager dosáhne této oblasti do roku 2020, ale pak čidlo sondy přestane rozlišovat Slunce od ostatních hvězd. Sonda sice může pracovat dál, ale spojení se Zemí bude přerušeno…
Pár čísel o Plutu:
Pluto, nejmenší planeta sluneční soustavy, kterou objevil roku 1930 C. Tombaugh (1906−1997) jako objekt velikosti 15 mag. Pohybuje se po eliptické dráze ve vzdálenosti 4,434 (roku 1989) až 7,304 mld. km (roku 2123) s excentricitou 0,25, se sklonem dráhy 17,140 a oběžnou dobou 247,92 let. Následkem velké excentricity dráhy je P. 228 let nejvzdálenější planetou sluneční soustavy a 20 let je blíže než Neptun (naposledy v letech 1979−99, příště v letech 2226−46), s nímž je v rezonanci 3:2. Průměr P. je více než 2 300 km, rotuje retrográdně s periodou 6,387 2 dne. Povrch je pokryt ledem a tmavým původním materiálem, teplota je −230 ºC (roku 2004). V době, kdy je planeta poblíž perihelu, je obklopena řídkou atmosférou methanu, dusíku, oxidu uhličitého, která ve větší vzdálenosti zamrzá na povrchu. Parametry dráhy i velikost (P. je menší než 7 měsíců sluneční soustavy) nasvědčují, že toto těleso patří spíše než mezi planety do skupiny transneptunických planetek ozn. plutinos. Kolem P. obíhá ve vzdálenosti 19 400 km poměrně velký měsíc Charon o průměru 1 190 km (objeven roku 1978).
