28. února 2016

Kráter Oxo


   Trpasličí planeta Ceres nám prostřednictvím družice Dawn postupně odkrývá detaily o svém složení, vnitřní struktuře i historii. Dnes se zaměříme na doposud jediné místo na povrchu Cerery, kde byla spektroskopicky potvrzena přítomnost molekul H2O, na kráter Oxo.

   Oxo je malý světlý kráter ležící skoro přesně na nultém poledníku Cerery 42° severně od jejího rovníku. Pojmenován je, jak jinak, po bohu zemědělství - tentokrát z afro-brazilského pantheonu Yoruba.

   Kráter Oxo (v kroužku) na globálním snímku Ceres v jemných barvách. Větší světlý kráter vpravo je Haulani. Dole u okraje disku vyčnívá hora Ahuna. Snímek byl vyfocen 4.5.2015 z výšky 13 642 km.
NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/Justin Cowart

   Na detailnějších snímcích je vidět zajímavá prohlubeň nebo sesuv hned vedle kráteru. Tady jsou dva snímky focené z různého úhlu z výšky 1 470 km s rozlišením 140 metrů:
NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA - PIA19907 & PIA20136

   Ještě větší detaily se ukázaly na snímcích z finální nejnižší orbity pouhých 385 km nad povrchem, kde už náš robotický průzkumník Dawn zůstane. Rozlišení se pohybuje kolem 35 m/pix, takže lze podrobně zkoumat morfologii kráteru a jeho okolí:
NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

   Průměr samotného kráteru Oxo je deset kilometrů. Leží v oblasti hustě poseté mnohem staršími krátery v nízko položené krajině pod topografickým průměrem Cerery (nízká 'nadmořská' výška). V kráteru byly dokonce pozorovány mlhy! Jediné další místo, kde byla na Ceres vidět mlžná vrstva, je kráter Occator se známými světlými skvrnami.

   Kráter Oxo si můžeme rozčlenit na čtyři základní geomorfologické prvky:
NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

   Zhruba 25 kilometrů okolo kráteru je rozprsknutý materiál vyvržený při impaktu (žlutě). Tento pokryv a světle pruhovaná stěna kráteru (modře) se spektroskopicky i fotometricky liší od okolního terénu. Jejich světlý materiál je druhým nejjasnějším místem na celé Ceres - vyšší albedo mají opět pouze skvrny v kráteru Occator.
   Další geologickou jednotkou je hladké dno kráteru (červeně), pravděpodobně vyplněné taveninou vzniklou při impaktu a místy pokryté hroudami materiálu sesunutého dovnitř ze strmých stěn. Neobvyklá terasa (zeleně) vypadá dokonce ještě hladší než dno kráteru. Je v ní ale stále vidět pokleslý val kráteru, takže zde muselo dojít k nějakému sesuvu nebo dokonce propadu půdy. Přesný mechanismus vzniku terasy je potřeba ještě vymodelovat.
   Celá formace kráteru Oxo je jedním z nejmladších terénů na Ceres. Jelikož samotný kráter ani okolní ejekta nejsou překryty novějšími dopady těles ani jinými útvary, jedná se o jeden z posledních impaktů, které tato trpasličí planeta zažila.

   Na závěr je tady snímek, který krásně ukazuje, jak je povrch Cerery ve skutečnosti tmavý. Fotka byla pořízena s RGB filtry, zachycuje tedy scénu tak, jak bychom ji mohli vidět vlastníma očima, akorát barvy byly trochu zvýrazněny. Světlé odstíny kráteru Oxo opět svědčí pro jeho nízké stáří, protože materiály na povrchu těles Sluneční soustavy běžně mají tendenci vlivem interakcí se slunečním větrem a vlivem dopadů mikrometeoritů tmavnout do hněda:
NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

16. února 2016

Devátá planeta?


   Necelý měsíc poté, co Mike Brown a Konstantin Batygin rozvířili úvahy o dalších světech Sluneční soustavy, zůstává oficiální počet planet stále na osmi. Prohledávání archivních dat prozatím žádného skrytého člena Soustavy neodhalilo, ovšem nepřímé důkazy jeho existence jsou přesvědčivé. Uloví někdo vzdálenou devátou planetu?

   Brown a Batygin vydali 20.ledna 2016 vědeckou práci s názvem "Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System" tedy 'Důkaz pro vzdálenou obří planetu ve Sluneční soustavě'. Ve zkratce se tato publikace zabývá extrémně protáhlými oběžnými drahami některých velmi vzdálených planetek. Poukazuje na neobvyklé shlukování těchto drah jedním směrem a na základě modelování dochází k závěru, že příčinou téměř výlučně musí být gravitační vliv veliké dosud neobjevené planety.

   Prim mezi zkoumanými planetkami hraje Sedna. To je tisíci kilometrová trpasličí planeta, která svojí oběžnou dráhou zamotala hlavy astronomům už před několika lety. V nejbližším bodě svojí dráhy je totiž Sedna pořád tak daleko od Slunce, že je stále mimo dosah Neptuna, který svojí gravitací ovlivňuje dráhy běžných těles Kuiperova pásu (největším z nichž je Pluto). V protilehlém bodě pak Sedna odlétá ještě dvanáctkrát dál. 
   Už dříve se uvažovalo, že takto vytáhnout orbitu Sedny, by mohla třeba vzdálená masivní planeta, ale to byla pouze jedna z hypotéz. Navíc kosmický infračervený dalekohled WISE doslova proskenoval celou oblohu a do značné vzdálenosti od Slunce prakticky vyloučil existenci dalších planet velikosti Jupitera.
   Ovšem s objevem dalšího malého tělesa s podivně sednoidní dráhou (2012 VP113) se myšlenka deváté planety znovu vzkřísila. Skoro přesně před rokem jsem se o tom zmiňoval na konci hned prvního článku tady na blogu

   Mike Brown se vnějšími oblastmi Sluneční soustavy zabývá dlouhodobě - jeho přičiněním bylo Pluto 'vyřazeno' ze seznamu plnohodnotných planet, když objevil několik Plutu podobných trpasličích planet za drahou Neptunu - v Kuiperově pásu, jehož i samotné Pluto je evidentně součástí. Při dalším zkoumání dálav našeho planetárního systému si Mike spolu s Konstantinem všimli, že kromě Sedny a 2012 VP113 mají další čtyři malé planetky podobně stočené excentrické orbity. Z tohoto shlukování drah a na základě propočtu orbitálních rezonancí pak vypočítali pravděpodobnou dráhu mnohem masivnější planety, která si tato menší tělesa 'napásla' na jednu stranu.


   Celá klasická Sluneční soustava až po Neptun je v tom světlém bodě uprostřed obrázku. Fialově je naznačena extrémní dráha trpasličí planety Sedna a růžově podobně orientované dráhy menších planetek. Devátá planeta (oranžově) by pak měla Slunce obíhat na dráze protažené opačným směrem než pozorovaný shluk a měla by mít hmotnost okolo deseti Zemí (tedy o něco méně než Neptun).
   Za prvé se ukázalo, že taková planeta by byla co do jasnosti mimo možností výše zmíněné přehlídky WISE, která by si ji nevšimla, a tak Devítka skutečně může existovat a nepozorovaně pomalu obíhat daleko za ostatními známými planetami. Stále jde ale pouze o teorii. Pravděpodobnost, že se protáhlé oběžné dráhy takto shluknou náhodou, je sice velmi nepatrná, přesto samy o sobě jako důkaz nestačí. Správná teorie by měla předpovědět efekty, které půjdou ověřit dalším pozorováním, jenž teorii potvrdí nebo vyvrátí.

   Pokud přidáme planetu Devět do sofistikovaných matematických modelů vývoje Sluneční soustavy, ukáže se, že kromě oněch seskupených drah sednoidů by měla Devítka svým gravitačním vlivem vyprodukovat skupinu těles s ještě extrémnějšími drahami orientovanými kolmo na ostatní. Při nahlédnutí do seznamu známých vzdálených těles Mikeovi a Konstantinovi spadla čelist. Taková skupina těles skutečně existuje! Od předpovědi k potvrzení uběhlo asi pět minut...


   Modře naznačené orbity pěti tzv. vzdálených perpendikulárních kentaurů tvoří jakási kolmo orientovaná 'křídla' k orbitě deváté planety. Tito vzdálení kentauři jsou tělesa s excentrickými drahami, které ovšem zasahují hlouběji do Soustavy a kentauři tak přichází do styku s plynnými planetami. Podle modelů je taková setkání občas mohou gravitačně vymrštit z roviny 'křídel' vytvořených Devítkou i při zachování kolmé orientace  jejich dráhy. Vzhledem k tomu, že i taková tělesa byla v minulosti pozorována, zdá se, že do sebe všechno zapadá.

   Přesto pracujeme stále jen s malým vzorkem dat - šest seskupených sednoidů a pět kolmých kentaurů je pouze mizivé procento z celkové populace malých vzdálených planetek. I proto Mike pokračuje v porovnávání protáhlých oběžných drah a výsledky stále více svědčí pro existenci planety Devět. Pokud si třeba vyneseme dráhy známých těles, která mají perihel mimo Neptunův vliv a zároveň afel v oblasti teoretického vlivu Devítky, vypadá to, jakoby si nějaká velká planeta skutečně držela svoje stádo planetek pěkně zkrátka. 


   Nebylo by to poprvé, co se někdo pokusil 'vypočítat' planetu. Historie pamatuje ve skutečnosti několik pokusů s mnohdy až paradoxními výsledkyVšeho všudy - v případě Vulkánu jsme se spletli úplně - v případě Ceres i Pluta jsme hledali něco, co tam nebylo, a našli jsme něco úplně jiného - a konečně v případě Neptunu to byla trefa přímo do černého. Doufejme, že příběh planety Devět dopadne spíš jako Neptun než jako Vulkán, ale osobně bych se nedivil, kdybychom místo Devítky našli něco zcela nečekaného : )

Kolik že je těch planet?


   Celý planetární kolotoč odstartoval v roce 1781 sir William Herschel, když poprvé v historii rozšířil počet známých planet. Usilovným pozorováním oblohy dalekohledem objevil Uran a dokázal tak, že na nebesích mohou skrytě obíhat dosud neviděné světy. Pět od pradávna sledovaných planet na obloze a jedna planeta pod nohama se rozrostly na sedm...
   Uran tehdy pěkně zapadl do předpokládané posloupnosti vzdáleností planet od Slunce, a tak byla na světě první  předpověď: V mezeře mezi Marsem a Jupiterem by prostě měla být planeta. Nastoupila 'nebeská policie' astronomů a ovoce přišlo o dvacet let později. Ale bylo ho nějak moc...
   Prvotní nadšení z objevu Ceres v přesně předpovězené mezeře zchladil už po roce objev další planety ve stejné oblasti a za dva roky další a pak ještě jeden. Dobře, místo jedné chybějící planety tady máme hned čtyři objekty na podobné dráze. Něco tu asi nehraje, ale nevadí - následujících skoro čtyřicet let měla Sluneční soustava jedenáct planet...
   Plnohodnotný úspěch matematiky přišel roku 1846. Na základě nepravidelností v pohybu Uranu vypočítal Urbain Le Verrier přesnou pozici, kde by se měla nacházet rušivá planeta. Tak tam Johann Gottfried Galle namířil dalekohled a objevil Neptun. Ten už nezapadal do oné posloupnosti, kvůli které se hledala Ceres a navíc se v jejím sousedství začalo objevovat stále více dalších 'planet'. Myšlenka posloupnosti tak byla zahozena a bylo pochopeno, že v mezeře mezi Marsem a Jupiterem je celý pás asteroidů a Ceres je jen největším z nich. A planet bylo osm... 
   Stejný matematik se snažil podobným způsobem vysvětlit lehce neposedný Merkur, který se také drobně vymykal předpovězenému chování. Veřejnost po úspěchu s vypočítáním polohy Neptunu uvěřila v existenci planety Vulkán, obíhající extrémně blízko Slunce a narušující orbitu Merkuru. Přestože žádná taková planeta nebyla k nalezení, vyskytoval se Vulkán skoro padesát let ve výčtu planet. A chvíli jich bylo devět...
   Věci na pravou míru uvedl až sám Albert Einstein, který roku 1915 v obecné teorii relativity přepracoval pohled na samotnou povahu gravitace. Díky jeho novým rovnicím se podařilo vysvětlit i stáčení Merkurovy dráhy, Vulkán přestal být potřeba a jeho existence byla zavržena. Planet zůstalo osm, ale ne na dlouho...
   Matematikům se totiž pořád něco nezdálo. Prostě jim ty pozice Uranu a Neptunu nějak nevycházely. Ačkoli nebyli schopni určit přesnou polohu, kde by měla být případná rušivá planeta, vedlo to některé astronomy k prohledávání oblohy. Psal se rok 1930 a kde se vzalo, tu se vzalo, Pluto! Jenže to se matematici trochu přepočítali. Pluto bylo divné, k planetám se nehodilo a chyby ve výpočtech stejně nevysvětlovalo. Přesto samo na okraji Soustavy si udrželo titul planety přes sedmdesát let. A ve škole jsme se všichni učili, že  máme devět planet...
   O planetství Pluto přišlo z úplně stejného důvodu, jako Ceres. Nejdříve jsme objevili hromadu dalších těles na podobných drahách a pak zjistili, že výpočty poloh Uranu a Neptunu byly chybné a že všechny planety jsou přesně tam, kde mají být. Ujasnili jsme si, že mezi Marsem a Jupiterem je Hlavní pás asteroidů a za Neptunem je Kuiperův pás. Ta největší tělesa z obou pásů dostala vlastní kategorii - trpasličí planety. A regulérních planet je OSM... 

   Jenže právě trpasličí planety nás nyní možná přivádí na stopu něčeho velkého. Dráhy některých trpaslíků jsou totiž poněkud neobvyklé a těžko vysvětlitelné. Formuje snad vnější oblasti Sluneční soustavy svou gravitací nějaké velké hmotné těleso? Nachází se v naší Soustavě přeci jen vzdálená Devátá planeta?

12. února 2016

Setkání s Catalinou


Jak jsem už psal, mezihvězdná cestovatelka Catalina (kometa C/2013 US10) právě předvádí svou krásu nad našimi hlavami. Při své pouti oblohou navštívila tato kometka během prosince 2015 a ledna 2016 některé oslňující planety, zářivé stálice, vzdálenou galaxii i kulovou hvězdokupu.
V těchto nebeských setkáních se snoubí věda(poznání), mystika(víra) i umění(snění).

Sedmého prosince procházel srpek Měsíce poblíž Venuše a Catalina přihlížela opodál.
(Hogan)

O dva dny později, když už odešel Měsíc, byla Catalina k Venuši ještě blíž.
(Hemmerich)

Pan Fritz Helmut Hemmerich zachytil tento neuvěřitelný moment na Nový rok 1.1.2016: Zcela vlevo je slaboučká kometka 19P/Borrelly (jedna z mála komet, které zblízka nafotila kosmická sonda). Vpravo je nepřehlédnutelná Catalina hned nad jasnou hvězdou Arcturus. Uprostřed pak zrovna prolétá meteor - původem také kosmický objekt, který ovšem září jen proto, že zaniká v naší atmosféře, takže je mnohem blíž, než všichni ostatní 'účastníci kosmického provozu'.
(Hemmerich)

Oranžový Arcturus je nejjasnější stálicí v souhvězdí Pastýře. Je to jedna z hvězd, které lze spolehlivě spatřit i na městem přesvětlené obloze.
(Shur)

Šestého ledna iontový ohon Cataliny pomyslně protnul kulovou hvězdokupu M3.
(Rhemann)

V polovině ledna pak Catalina vstoupila do souhvězdí Velké medvědice. Zde má dostaveníčko se stálicí Alkaid - to je jasná hvězda na konci oje Velkého vozu, neboli na ocasu medvědice.
(Esposito)

Takto se Catalina vyjímala nad Velkým vozem šestnáctého ledna. Dvojhvězda Alcor-Mizar veprostřed oje nedaleko Cataliny je indikátorem dostatečně dobrého zraku, pokud je na obloze okem rozlišíte jako dvě hvězdy. Na hranici viditelnosti okem z hlediska jasnosti byla i kometa Catalina.

O pár hodin dříve než předchozí snímek byl vyfocen tento detailnější pohled. Alcor a Mizar září vpravo. V levém horním rohu je dobře patrná galaxie M101 zvaná též Větrník. Galaxie je slabě vidět i na předchozím snímku a při porovnání je krásně vidět, jak se během několika hodin kometa posunula mezi hvězdami. Oba snímky jsou z 16.1. akorát detail je focen z Japonska a pohled s Velkým vozem patrně z Evropy možná až z Ameriky, tedy o několik hodin později než se Země pootočí, aby i tam padla noc.
(Aoshima)