Smetí ve sluneční soustavě

MARTIN PETRÁSEK  |  Vesmír

Kromě Slunce a osmi planet krouží v prostoru kolem nás statisíce malých světů – podivných kusů hmoty z počátků vývoje sluneční soustavy.

Pouhým okem je na obloze neuvidíte. Jsou nenápadné, malé, skoro bezvýznamné, ale jejich svět je bohatší, než byste si dokázali představit. Mluvíme o planetkách, malých tělesech sluneční soustavy.

Jsou nejpravděpodobnějším zdrojem armagedonu pro Zemi, rozpoutaly válku mezi astronomy v boji za definici planety, a přitom dělají, jako by se jich to ani netýkalo. Stovky tisíc známých planetek a ještě více těch neobjevených si prostě dál létá sluneční soustavou a pozemské události je míjejí. Naštěstí.

Moc se o nich nemluví, nepřispívají k zajímavým nočním úkazům a jejich pozorování amatérskými dalekohledy nemá žádný praktický vědecký význam. Jejich objevy obstarávají z drahocenného času obří dalekohledy během nočních prohlídek. Jde o malá tělesa sluneční soustavy, o kameny nebo špinavé ledové koule s rozměry od jednoho do několika stovek kilometrů.

Projděme se nenápadným světem obvykle bezejmenných nenápadných kamenů. Sluneční soustava vznikla z prachoplynného mračna někdy před pěti miliardami let. Při jeho gravitačním hroucení se utvořil disk nabalujícího se materiálu – akreční disk, v jehož středu se formovalo praslunce. V disku se vytvářely ostrovy hmoty – planetisimály – budoucí planety sluneční soustavy. V té době byl disk hustý a obsahoval kromě zmíněných objektů také neuvěřitelné množství vzájemně se srážejících kamínků, kamenů i balvanů. Když došlo k zažehnutí termonukleárních reakcí v nitru mladého Slunce, vytvořila se a sluneční soustavou postupovala rázová vlna, která celý prostor mezi planetami vyčistila. Avšak ne dokonale. Veškeré pozůstatky, ať už uvnitř dráhy Země, v její blízkosti, v blízkosti obřích planet, anebo na samém okraji sluneční soustavy, dnes dotvářejí nenápadní průvodci – planetky.

Něco více než kometa…

V druhé polovině 18. století se v astronomii sluneční soustavy objevil nový hit. Nazýval se Titius- Bodeovo pravidlo. To ukazovalo na jakousi pravidelnost ve vzdálenosti jednotlivých planet od Slunce. Tím více jej potvrdil objev Uranu v březnu 1781. Uran se totiž nacházel přesně v té vzdálenosti, jak jej pravidlo předpovídalo, a pravidlo vyhovovalo všem sedmi tehdy známým planetám. Jenže pravidlo také říkalo, že ve vzdálenosti 2,8 AU, tedy někde mezi Marsem a Jupiterem, by se měla nacházet také jedna planeta. Rozběhl se hon na planetu. V roce 1800 dospělo šest významných astronomů té doby k závěru, že hledání musí být organizované a systematické.

Vznikla tak první mezinárodní astronomická spolupráce. Vědci si rozdělili oblohu v okolí ekliptiky na 24 úseků po 15 stupních a jednotlivé úseky přidělili různým astronomům. Jejich postup byl korunován objevem sicilského astronoma Giuseppe Piazziho 1. ledna 1801.

Při zpřesňování údajů ve hvězdných katalozích se v přiděleném úseku podařilo Piazzimu objevit objekt o hvězdné velikosti 8 m, který se po obloze pohyboval rychlostí několika úhlových minut za den.

Ve svém dopise kolegovi Orianimu opatrně uvádí domněnku, že by mohlo jít „o něco více než kometu“, ale s tvrzením, že jde jen o domněnku, se ostýchal objev zveřejnit.

Chvíli byl planetou

Přestože byl Piazzi matematik, nedokázal ještě v té době ze svých několika málo pozorování přesně určit elementy dráhy. Jen odhadoval, že dráha nebude parabolická, ale spíše kruhová. Naštěstí ještě tentýž rok přišel Carl Gauss s novou metodou výpočtu elementů drah díky své slavné metodě nejmenších čtverců, a tak se podařilo dráhu zpřesnit a vedoucímu vědci celého týmu, honícímu planetu mezi Marsem a Jupiterem, těleso v prosinci 1801 znovu pozorovat. Šlo o Ceres, který byl až do poloviny 19. století považován za planetu. Teprve zpřesňující se pozorování především Williama Herschela a objevy dalších těles v pásu mezi Marsem a Jupiterem odebraly planetce Ceres její výsostné postavení. Přesto zamíchala kartami v boji o planety ještě jednou – v roce 2006 se totiž zapojila spolu s Plutem do předem prohraného boje o nabytí statutu planety. I díky ní nyní máme kromě planet a planetek také (prozatím) tři trpasličí planety.

Počátek 19. století tak byl počátkem planetek, anglicky asteroidů nebo dříve také planetoidů. Názvy vycházejí poměrně intuitivně z tradičních zvyků. Planetka jako malinká obdoba planety, asteroid jako těleso na obloze „hvězdě podobné“ nebo planetoid značící „planetě podobné“. Podle aktuálních údajů z 25. května 2008 dnes známe 185 655 přesně popsaných planetek a 132 023 planetek s neúplnými údaji. Výzkum pokročil a z honu na jednu chybějící planetu mezi Marsem a Jupiterem se stal katalog s celkem 317 678 malými tělesy sluneční soustavy.

Srovnání velikostí a tvarů několika známějších planetek.

Aby v tom nebyl zmatek…

Planetky na obloze řadíme především podle jejich výskytu. Tedy podle vzdálenosti, ve které obíhají Slunce. Téměř notoricky jsou známy planetky hlavního pásu, tedy z oblasti mezi Marsem a Jupiterem. Stejně tak planetky Kuiperova pásu, tedy ty, které obíhají s poslední planetou sluneční soustavy – Neptunem. Jenže existuje i mnoho dalších rodin a skupin planetek a některé dokonce jen stěží rozeznáme od komet, protože na části své dráhy kolem Slunce jsou obaleny komou a chvostem, ne nepodobními těm u komet.

Když si tedy takové planetky uspořádáme podle jejich oběhu vzhledem k naší Zemi, bude nám i jejich rozložení ve sluneční soustavě o něco jasnější.

Jiný svět - umělecké ztvárnění planetky Quauar, která obíhá v Kuiperově pásu, tedy za dráhou planety Neptun.

Planetky „pod Zemí“

Nejchudší skupina, co do předpokládaného výskytu i objevů, má své dráhy uvnitř oběžné dráhy Země, a naši planetu tedy nijak neohrožuje. Její planetky se nazývají Apohely. Až do roku 2003 byly jen hypotetickými objekty.

Teprve v únoru 2003 bylo v rámci amerického Lincolnova výzkumu blízkozemních planetek objeveno těleso dnes zvané Atira. O rok později se přidal druhý zástupce 2004 JG6. Skutečně, obě planetky mají rok kratší než planeta Země a obíhají uvnitř její dráhy okolo Slunce. Takových planetek bude existovat jistě mnohem více, avšak jejich pozorování ze Země je obtížné, protože jejich úhlová vzdálenost od Slunce je vždy velmi malá.

Nebezpečná blízká setkání

Z blízkozemních planetek pak ještě musíme zmínit Atenovu, Apollonovu a Amorovu skupinu. Zatímco Amorova skupina planetek obíhá „nad“ zemskou dráhou, první dvě skupiny jsou potenciálně nebezpečné pro Zemi, protože její dráhu kříží. Atenova skupina má dráhu z velké části uvnitř oběžné dráhy Země, planetky Apollonovy skupiny zase naopak obíhají z větší části vně zemské dráhy.

Ze stovek tisíc planetek známe 5400 blízkozemních planetek s rozměry až do 32 km, ale ne všechny považujeme za potenciálně nebezpečné. Do tisíce bychom jich napočítali s rozměry nad jeden kilometr. To se nemusí zdát jako veliké číslo, pokud si uvědomíme, že jen malá část z nich je skutečně nebezpečná a že jejich dráhy známe. Ovšem je zde také spousta těles, která dosud objevena nebyla. A ta nás potenciálně strašit mohou. Dá se tak s nadsázkou říci, že jinak opomíjené projekty na hledání blízkozemních planetek jsou těmi nejdůležitějšími investicemi na obranu lidstva.

Hlavní pás planetek

Při formování planet sluneční soustavy měla jedna z těch budoucích smůlu. Její dráha se totiž nacházela v místě, kde měl svůj rezonanční vliv vznikající Jupiter. Zatímco Země i Mars zůstaly vlivem Jupitera v podstatě nedotčeny, planeta, která měla vzniknout za dráhou Marsu, takové štěstí neměla. Jupiter její pokus o slepení jednotlivých kamenných kousků tvrdošíjně kazil svým gravitačním vlivem.

Planeta tak nevznikla, místo toho se v oblasti potulují stovky tisíc těles od velikosti zahradní chatky až po obry, jako je například trpasličí planeta Ceres.

Dalšími obry v této oblasti jsou například Vesta, Pallas anebo Hygiea, všechny s rozměry nad 400 km! Pás planetek je nesmírně bohatým společenstvím, které obsahuje mnoho rodin planetek dělených podle pásu, ve kterém obíhají, a sklonu k ekliptice.

Postupně na ně navazují Hildy, dynamická skupina planetek, která přechází ve skutečné trojany, tedy planetky v libračních bodech planety Jupiter. Zde se dostáváme do oblasti, které vévodí obří planety sluneční soustavy, a svět malých těles se tak úplně mění. Mezi Jupiterem a poslední planetou jsou Jupiterovi trojani již poměrně silnou skupinou, která čítá velmi mnoho objektů. Zatímco u Země neznáme žádného trojana (a krom malých kamínků a oblaku prachu a plynu asi ani nikdy žádného nenajdeme), Jupiter jich má požehnaně. Největší je znám jako Hektor, šišatý obří balvan o rozměrech úctyhodných 370×200 km!

Změna od Jupiterových trojanů je nápadná. Zatímco dosud jsme se setkávali výhradně s kamennými balvany, tělesa za Jupiterem již obíhají v chladných oblastech sluneční soustavy.

Jejich původní a téměř kometární vzhled se nezapře. Obsahují velké množství ledu a především planetky na pomezí mezi vnitřními členy a transneptunickými tělesy jsou takové chiméry.

V roce 1977 takové těleso objevil americký astronom Charles Kowal. Bylo nazváno 2060 Chiron, má 150 km v průměru a zpětně se jej podařilo dohledat na snímcích až do roku 1895.

Jenže po jeho objevu se podařilo při jednom z přiblížení k periheliu pozorovat chvost a komu. Vznikla zásadní otázka, zda se jedná o planetku, nebo kometu. Jenže dodnes tuto otázku nikdo nezodpověděl. Planetka/ kometa tak nese jak označení 2060 Chiron, tak i 95P/ Chiron. Je hlavním zástupcem tzv. kentaurů, tedy planetek obíhajících na dráhách zcela mezi Jupiterem a Neptunem.

Druhá skupina těchto typů planet má ke kometám ještě blíže. Jsou jimi damokloidy. Ty se během perihelia sice dostávají dovnitř oběžné dráhy Neptunu, avšak jejich afelium leží daleko v místě, kterému vládnou transneptunická tělesa. Pochází zřejmě z Oortova mračna, a proto ta blízká souvislost s kometami, a proto ta kometární aktivita. Měsíc Marsu Phobos svým tvarem připomíná spíše planetku.

Měsíc Marsu Phobos svým tvarem připomíná spíše planetku.

Nejdále ze všech

Ve vzdálenosti tak velké, že i světlo k nim letí hodiny, se nacházejí nejvzdálenější rodiny planetek sluneční soustavy. Jejich pozorování je obtížné, na hranici možností dnešních přístrojů. Máme o této oblasti informace vlastně jen zprostředkovaně ze sond Pioneer a Voyager, které tuto oblastí úspěšně prolétly na své cestě ze sluneční soustavy. Z pozorování a měření můžeme určit jejich počet v inkriminované vzdálenosti 30–50 AU na přibližně 70 tisíc objektů s velikostí nad 1 kilometr.


HLEDÁNÍ NEO

Veškeré pátrání po planetkách se dá rozdělit na dvě skupiny. První je hledání planetek obecně, druhá sleduje především potenciálně nebezpečné blízkozemní planetky (Near Earth Objects = NEO). Jejich nasazení se většinou kombinuje s jinými cíli spojenými s infračervenou astronomií a prohlídkami oblohy. Takovými jsou například japonský program AKARI, IRAS anebo NASA plánovaný WISE. Nejsystematičtější se však zdá hledání v programu Near Earth Asteroid Tracking (NEAT), které je provozováno NASA a JPL ve spolupráci s americkou armádou. Detekce těles, která by mohla být potenciálně nebezpečná pro Zemi, je ale stále v plenkách. Po vzoru A. C. Clarka (z povídky Setkání s Rámou) vznikla SpaceGuard nadace. Existuje také projekt Catalina Sky Survey anebo jiný americký projekt zmíněný v článku Lincoln Near- Earth Asteroid Research (LINEAR).

SLOŽENÍ PLANETEK

Zatím jsme nedostali možnost nahlédnout hluboko pod povrch planetek, a tak se veškeré naše poznatky o složení opírají jen o prvky na povrchu zjištěné z odrazivosti a spektra. Zde víme, že celkem 3/4 planetek jsou na povrchu dominantní uhlíkem a připomínají složením to, co na Zemi sbíráme jako meteority a nazýváme uhlíkatými chondrity. Klasické kameno-železné planetky jsou zastoupeny téměř z 1/4 a dominují jim křemičitany a niklové železo. Jen zlomky pak jsou vysloveně kovovými tělesy nebo složeninami ze zcela jiných materiálů. Planetky ve vzdálených končinách jsou ale ještě malinko odlišnější. Umožňují setrvání vodního, metanového nebo jiného ledu na povrchu. Ten se srážkami přetváří, uvolňuje a znovu usazuje. Uhlovodíky jsou při takovéto sporadické aktivitě postupně přeměňovány třeba v celé uhlovodíkové řetězce organického materiálu, který si můžeme představit třeba jako dehet. Čím dále se však dostáváme od Slunce, tím neurčitější jsou naše zprávy.

OORTOVO MRAČNO

Oortův oblak se nachází na okraji naší sluneční soustavy za Kuiperovým pásem, přibližně 50 000 až 100 000 AU od Slunce. Jedná se o kulovitou skořápku kolem naší sluneční soustavy, pozůstatek prapůvodní planetární mlhoviny. Svůj název nese po dánském astronomovi Janu Oortovi, který hypotézu o jeho existenci poprvé zveřejnil v roce 1950. Oortův oblak je zdrojem kometárních jader, která díky gravitaci okolních hvězd občas změní svou dráhu směrem k Slunci. Tyto komety jsou většinou dlouhoperiodické a jejich úhel k ekliptice je náhodný nebo proletí kolem Slunce pouze jednou. První a zatím jediná známá planetka pocházející z Oortova oblaku je pravděpodobně Sedna. Její dráha je menší než vnitřní poloměr Oortova oblaku, ale je to pravděpodobně důsledek gravitačního působení hvězdy, která kdysi prolétla v blízkosti našeho Slunce.

Nejčtenější