Trpasličí planeta Pluto a Neptunův měsíc Triton jsou si v mnohém podobní. Mají srovnatelné rozměry a oba obklopuje řídká, převážně dusíková atmosféra. Také se pohybují ve zhruba stejné oblasti Sluneční soustavy a jejich povrchy jsou plné bizarních struktur tvořících vskutku mimozemské scenérie. Navíc, ačkoli Triton dnes obíhá kolem Neptunu, velmi pravděpodobně začínal svou existenci taktéž jako trpasličí planeta a Neptunem byl zachycen až později. K dnešnímu dvouletému výročí prvního prozkoumání Pluta sondou New Horizons si proto na několika snímcích porovnáme tyto dva exotické světy.
Obě tělesa měla ze Země pouze jediného návštěvníka. Kolem Pluta v roce 2015 prolétla sonda New Horizons, zatímco Triton se v roce 1989 stal posledním navštíveným světem sondou Voyager 2.
Pluto měří napříč zhruba 2370 km. O trochu větší Triton má průměr 2700 km.
Zvýrazněné barvy odhalují fantastickou chemickou rozmanitost těchto vzdálených chladných orbů.
Vrstvitá atmosféra Pluta je na snímcích mnohem lépe zachycena než ta Tritonova. Přeci jen přístroje Voyageru byly vyvinuty v sedmdesátých letech minulého století, zatímco New Horizons používá technologii současného milénia. Triton naštěstí svůj vzdušný obal brzy nabídne ke studiu skrze hvězdný zákryt. (Více informací najdete na konci článku Odhalující okultace.)
Na povrchu Pluta najdeme vysoké kopce s jámou na jejich vrcholech. Jedná se snad o ledové sopky?
Kryovulkanického původu by mohly být i zvláštní tmavé fleky na Tritonově povrchu.
Oba světy vykazují známky geologické aktivity a v jejich krajinách najdeme ostré přechody různých typů terénu. Zatímco u Pluta jde o aktivitu spíše glaciální (pomalu tekoucí ledovce zmrzlého dusíku), na Tritonu, zdá se, těkavé látky prýští z podpovrchových vrstev jako obří gejzíry.
Topografie Pluta je však poněkud výraznější a hrubší oproti spíše hladšímu povrchu Tritonu.
To se sice očekávalo, ne však až do takové míry, jakou nám Pluto předvedlo.
Snímky Pluta i Tritonu pořídily sondy agentury NASA. Kredit náleží následujícím istitucím:
Astronomické výpravy za lovením stínů planetky 2014 MU69 si mezi lidmi získaly nemalou pozornost. V dnešním shrnutí se podíváme, jak se pozorovatelská kampaň #MU69occ vyvíjí, ale zmíníme i další zajímavé okultace. Před vzdálenými hvězdami totiž projde největší z kentaurů a také jediný velký retrográdní měsíc.
O mezikontinentálních snahách zachytit stín planetky MU69 se dočtete také v článcích:
Ačkoli hvězdné zákryty menšími tělesy Sluneční soustavy jsou prchavé okamžiky trvající vždy jen několik sekund, často je při nich mnohem více odhaleno než zakryto. A to i v případě, že se žádný zákryt pozorovat nepovede. Přesně to je totiž případ události ze 3. června. Dle dosavadních informací sice všichni připravení pozorovatelé dobře zaměřili hvězdu, kterou měla planetka MU69 zakrýt, ale žádné pohasnutí ani pokles jasnosti v datech vidět není. I negativní výsledek je ale výsledkem. Co to tedy znamená?
Možná je planetka menší, než jsme si mysleli. Spodní hranice odhadu její velikosti činila 20 km, a proto byli členové pozorovacího týmu rozmístěni s dalekohledy 10 km od sebe. Jestliže mezi nimi stín nepozorovaně proklouzl a planetka je tedy menší, znamená to, že jsme v odhadech značně podcenili odrazivost jejího povrchu. Aby totiž dosáhla jasnosti, se kterou jí Hubbleův teleskop pozoroval (26,8 mag), musí být buď větší (~40 km) ale s tmavým povrchem, nebo klidně menší (~20 km) ale zato také světlejší. Pokud by měla být ještě menší než oněch 20 km, znamená to, že patří mezi vůbec nejsvětlejší tělesa v celé Sluneční soustavě. A v tom je právě ten háček. Povrch dlouhodobě vystavený slunečnímu a kosmickému záření totiž brzo ztmavne a odráží jen málo světla. Jakmile vidíme ve Sluneční soustavě něco světlého, znamená to většinou současnou nebo alespoň nedávnou aktivitu. Buď atmosférickou jako v případě Země či Venuše; nebo geologickou jako u srdíčka na Plutu či Saturnova měsíce Enceladus. Jaký proces by ale udržoval povrch světlý u osamocené malé planetky daleko od Slunce, je záhadou.
Řešení je možná v tom, že planetka nemusí být osamocená. Mohlo by se jednat o binární těleso, které má obě složky relativně velké a tmavé - tak, že Hubble je na dálku rozliší pořád jenom jako jeden bod, ale při zákrytu hvězdy projdou po zemském povrchu dva stíny, oba akorát vedle trasy předpovězené pro jediné těleso. Nebo dokonce k zákrytu z našeho pohledu vůbec nedojde, protože hvězda se prosmýkne mezi oběma složkami binární planetky. Členové týmu New Horizons, jejichž sonda k planetce MU69 letí, dokonce zmiňují i variantu, že by se mohlo jednat o shluk mnoha malých tělísek. Tak či onak, všechny varianty jsou zajímavé a faktem zůstává, že letíme prozkoumat druh tělesa, jemuž podobné jsme dosud neměli možnost spatřit. Planetka MU69 totiž patří do staré populace malých chladných těles, která v podstatě nejsou nijak ovlivňována planetami. O překvapení jistě nouze nebude.
Některým překvapením se ale přecijen snažíme vyhnout. Vědci hlavně nechtějí, aby jejich sonda během průletu kolem planetky narazila do nějakého měsíčku nebo jiného 'smetí' v jejím okolí, a proto se prostředí okolo planetky MU69 snažili proskenovat pomocí létající observatoře SOFIA a dalších dalekohledů během druhého zákrytu, jenž proběhl 10. července. Trasa stínu tentokrát vedla hlavně nad oceánem a Amazonskou džunglí, což nejsou moc vhodná místa k rozmístění desítek pozorovatelů s těžkými dalekohledy. Na zakrývanou hvězdu se tedy dívaly dalekohledy Gemini South a Danish 1,54-metre Telescope nacházející se na stálých observatořích v Chile. Samotný stín sice přímo nad nimi procházet neměl, ale jelikož záměrem bylo studium okolí planetky, a také vzhledem k negativnímu pozorování prvního zákrytu, to za pokus určitě stálo. Hlavním nástrojem v tomto případě ovšem byl speciálně stabilizovaný dalekohled na palubě upraveného Boeingu 747.
Observatoř známá jako SOFIA má několik výhod. Letadlo jí vynese nad mraky, takže její pozorovací možnosti takřka nezávisí na rozmarech počasí ani na konkrétním místě - může pozorovat téměř odkudkoli je to zrovna zapotřebí. Navíc nad nejhustšími vrstvami zemské atmosféry má dobrý rozhled v infračerveném oboru spektra, což také bývá její hlavní zaměření. Pro pozorování zákrytu se ale využila běžná optická naváděcí kamera, protože v případě sledování poklesu jasu hvězdy by infračervený snímač ničemu nepomohl. Aby bylo možné letadlo navést co nejpřesněji, pozoroval planetku MU69Hubbleův teleskop kvuli co nejdokonalejšímu určení její dráhy (a tím i trasy jejího stínu po zemském povrchu) ještě 4. července. Astronomové pak celou noc prováděli výpočty, aby mohl být na poslední chvíli aktualizován letový plán observatoře SOFIA. Přesnou pozici zakrývané hvězdy zase operátoři získali z katalogu evropské astrometrické družice Gaia. Na palubu Boeingu se spolu s posádkou a operátory dalekohledu nalodili i někteří členové týmu New Horizons, zejména výzkumník Simon Porter(@AscendingNode) a vedoucí celého projektu Alan Stern(@AlanStern).
Dle dostupných informací vše proběhlo v pořádku a SOFIA byla přesně tam, kde měla být - tedy přesně ve středu předpovězené trasy stínu. Pozorování i snímkování se podařila, ale jestli se povedlo zachytit i poklesy jasnosti hvězdy, jejichž délka a charakter mohou odhalit kýžené informace o planetce a jejím okolí, to se dozvíme v průběhu následujících týdnů, až vědci zpracují a vyhodnotí získaná data. Mezi tím se tým přesouvá do Argentiny, kde hodlá opět rozmístit 'rojnici' přenosných dalekohledů na lov dalšího stínu. 17. července totiž planetka MU69 zakryje již třetí hvězdu. Ta bude jasnější, než hvězdy zakrývané při předchozích dvou okultacích, a tým se pokusí i lépe se připravit (ideálně zmenšit rozestupy mezi dalekohledy pro případ jednoho malého světlého tělesa a zároveň rozšířit rojnici oběma směry pro případ binární planetky). Jelikož do pozorování se zapojí i Hubbleův teleskop na orbitě, vkládají astronomové i nadšenci do této třetí události asi největší naděje. Dozvíme se o planetce 2014 MU69 více informací dříve, než New Horizons přiletí na dohled? Pak už bude na případné úhybné manévry nebo přeprogramování přístrojů pozdě.
Na následujícím videu si ukážeme, jak takový zákryt hvězdy planetkou vypadá, a zároveň se tím přesuneme k dalším zajímavým okultacím, na které se astronomové velmi těší:
Na záznamu je vidět, jak hvězda nejdříve blikne předtím, než se za planetku schová úplně, a pak znovu zabliká chvilku poté, co se ze stínu planetky vynoří. Zakrývající planetkou totiž v tomto případě byla Chariklo, 250-ti kilometrový svět obíhající kolem Slunce mezi drahou Saturnu a Uranu. Planetky pohybující se ve Sluneční soustavě mezi orbitami plynných obrů nazýváme kentaury a Chariklo je největším z nich. Chariklo se asi trochu inspirovala u Saturnu, protože z průběhu okultace bylo prakticky okamžitě jasné, že takovéhle zablikání musejí mít na svědomí prstence z drobných úlomků, které planetku Chariklo obepínají. Po čtyřech velkých plynných planetách se tedy oproti nim drobná Chariklo stala pátým držitelem prstenců a jediným takto ověnčeným zástupcem planet(ek) malých. Výše zobrazený zákryt proběhl letos 22. června a k dalšímu má dojít 23. července. Jejich analýza pomůže upřesnit tvar Chariklo i strukturu a další charakteristiky jejích prstenců.
Přesné hvězdné pozice pro tento zákryt dodal tým družice Gaia, který se chystá vydat ucelený katalog parametrů mnoha hvězd v dubnu 2018. Z důvodu atraktivity a možného přínosu z pozorování ale předběžně zpracoval data o hvězdách pro MU69 i pro Chariklo a také o jedné další hvězdě, která se pro změnu schová za Neptunův měsíc Triton. Ten jako jediný z velkých měsíců Sluneční soustavy obíhá svou mateřskou planetu proti směru její rotace a navíc patří mezi několik málo světů s atmosférou. Vhodné zákryty Tritonem, použitelné pro jinak prakticky nemožný výzkum jeho atmosféry, jsou extrémně vzácné, a tak se 5. října do pozorování jistě zapojí mnoho astronomů i observatoří.
Když začátkem roku 2016 Konstantin Batygin a Mike Brown zveřejnili své přesvedčení o existenci dosud neznámé obří planety obíhající daleko za zmapovanými oblastmi Sluneční soustavy, připravili tím široké pole pro teoretické práce dalších vědců, analýzy orbitálních parametrů vzdálených planetek a hledání vzorců v chování těles obíhajících dokonce až za Kuiperovým pásem. Teoretikové získali zaměstnání pro svoje matematicko-fyzikální znalosti, analytici práci pro výpočetní výkon jejich superpočítačů a pozorovatelé cílovou oblast, kam zaměřit své teleskopy. Během roku a půl vzniklo mnoho studií, vědeckých prací i populárních článků. Devátá planeta však zatím stále splývá s hvězdným pozadím a zůstává jen lákavým konceptem.
V polovině června například vyšla studie nazvaná 'Observational bias and the clustering of distant eccentric Kuiper belt objects' stanovující pravděpodobnost, že pozorované shlukování drah vzdálených trans-neptunických objektů (TNOs) je způsobeno zkreslením z nedostatku pozorování či systematickou chybou, na pouhé 1,2%. Hypotéza vlivu Planety 9 tedy zůstává nejvhodnějším vysvětlením pozorovaných jevů.
Pravý opak ovšem tvrdí autoři studie 'Striking biases in the detection of large semimajor axis trans-neptunian objects', která vyšla jen o pár dní později. Vědci z dlouhodobého projektu OSSOS (Outer Solar System Origins Survey) totiž značně zpochybňují představu, že všechny extrémně vzdálené trans-neptunické objekty mají oběžné dráhy shluknuté jedním směrem. Všechny dřívější objevy jsou podle nich silně ovlivněny charakterem a možnostmi přehlídek oblohy, které dané objekty nalezly. Roli hraje to, že vzdálené objekty nejsnáze nalézáme poblíž perihelu jejich drah. Přehlídky oblohy se přitom přirozeně vyhýbají oblastem s hustým hvězdným pozadím a když se vezme do úvahy i počasí a další možnosti konkréntích pozorovacích míst, vychází, že jsme vlastně ani nemohli najít objekty, které by neměly dráhy v clusteru, který byl poté využit pro předpověď Planety 9.
Jako jeden z důkazů přidávají osm nově nově objevených extrémních TNOs, jejichž dráhy statisticky odpovídají zcela náhodné distribuci argumentů šířky pericentra (ω):
Diagram zorných polí použité přehlídky OSSOS s dráhami čtyř náhodně rozmístěných nově objevených TNOs:
Dlouhodobě stabilní objekty na dráhách podobných jako mají Sedna a 2012 VP113
Ostatní objekty s proměnlivou orbitální rezonancí, ale stabilním argumentem pericentra (=Neptun ovlivňuje jejich poloosu/excentricitu, zatímco P9 udržuje orientaci jejich drah v prostoru.)
Sami autoři uznávají, že osm těles je příliš malý vzorek na vytváření závěrů a očekávají, že další objevy v brzké době potvrdí nebo vyvrátí tyto dvě populace extrémních trans-neptunických objektů. Planetě 9 ovšem nahrává, že z této studie pro ní vychází podobné rozmezí možných drah, ačkoli se pracovalo s jinými orbitálními parametry TNOs a použily se jiné postupy, než loni využili Batygin a Brown.
Následující obrázek ukazuje předpovědi základních orbitálních parametrů Planety 9 na základě různých postupů. K největšímu překrytí dochází v oblasti střední poloosy 500-700 AU a excentricity 0,4-0,6 - to je nejpravděpodobnější rozmezí hodnot pro Devítku.
Hledání planet je fascinující dobrodružství, které v historii astronomie přineslo různé výsledky od nálezu skutečné planety (Neptun), přes nálezy dvou do té doby neznámých oblastí/typů objektů ve Sluneční soustavě (Hlavní pás asteroidů, Kuiperův pás), až po zcela nový pohled na fundamentální vlastnost samotného vesmíru (teorie relativity/zakřivení prostoru).
Seznam vědeckých studií a populárních článků o fenoménu Planety 9:
Kuiperův pás je disk obepínající Sluneční soustavu za všemi v současnosti známými planetami. Sestává z mnoha drobných ledových těles, mezi nimiž obíhá i několik trpasličích planet včetně Pluta. Jakožto současný horizont našich podrobnějších znalostí o okolním vesmíru skýtá Kuiperův pás mnoho nevysvětlených skutečností, neviděných světů či dokonce neznámých planet. Pozorování tohoto vzdáleného regionu je proto denním chlebem nejednoho astronoma.
Již jsem zmiňoval pozorovací kampaň objektu 2014 MU69. O budoucím cíli jediné sondy, která momentálně Kuiperovým pásem prolétá, toho zatím moc nevíme, a proto se astronomové snaží využít každé příležitosti k rozšíření našich znalostí. Těmito příležitostmi jsou zejména zákryty vzdálených hvězd (okultace). Článek o pozorování zákrytu z Jižní Ameriky a Jižní Afriky vyšel na portálu Sky & Telecope.
Planetka 2014 MU69 zatím vůbec nebyla spatřena ze Země, viděl jí jenom Hubbleův vesmírný teleskop. Pro přesnou předpověď trasy jejího stínu po zemském povrchu se astronomové spoléhali na nový hvězdný katalog od družice Gaia, aby mohli přesně naplánovat průlet sondy New Horizons. To ukazuje, jak je kosmonautika krásně provázaná: Bez Hubbla bychom tu planetku ani neznali, bez Gaii bychom celou pozorovací akci nemohli tak precizně naplánovat a bez New Horizons by k tomu ani nebyl důvod.
Další článek o nahánění stínu planetky vydala i NASA. Ten zatím nepřináší žádné nové informace, ale potvrzuje, že všech 54 týmů úspěšně nasbíralo pozorovací data. Teď je otázka, jestli v těch datech jsou nějaké užitečné informace. Zpracování probíhá... Zajímavé počtení je i report z pozorování od jednoho z účastníků.
Jelikož letos uplynou tři roky od objevu planetky 2014 MU69, mohla ji IAU (Mezinárodní astronomická unie) oficiálně očíslovat. Teď se označuje jako (486958) 2014 MU69. Kampaň na libozvučnější pojmenování planetky pravděpodobně bude vyhlášena v průběhu letošního roku.
Připomínám, že během července proběhnou další dva zákryty. Trasy stínu planetky po zemském povrchu ukazují následující obrázky:
Richard Binzel
Krátkou, ale zato radostnou zprávou je, že astronom Alex Parker získal čas na Hubbleově teleskopu pro pozorování trpasličích planet Makemake a 2007 OR10. U obou objektů byly nedávno objeveny obíhající měsíčky (viz. starší články Makemake má měsíc! a Souputník pro největšího bezejmenného trpaslíka). Hlavním cílem pozorování tak bude přesné určení oběžných drah měsíčků kolem mateřského tělesa. Díky tomu se posléze bude dát vypočítat hmotnost a potažmo hustota těchto zajímavých trpaslíků, kteří patří mezi největší členy Kuiperova pásu.
Na následujícím obrázku je znázorněna struktura Kuiperova pásu. Tradiční planety obíhají pěkně v jedné rovině až po planetu Neptun (tmavě modrá). Následuje mnoho bílých teček reprezentujících jednotlivá tělíska Kuiperova pásu. Zvýrazněny jsou oběžné dráhy Pluta (červená), Makemake (fialová) a 2007 OR10 (světle modrá):
Již dříve se navrhovala planeta zhruba velikosti Marsu, která by byla zodpovědná za tzv. Kuiper cliff - poměrně ostrou vnější hranici Kuiperova pásu ve vzdálenosti 50 AU od Slunce, za kterou už nacházíme planetky poněkud sporadičtěji. Zdá se, že taková planeta obíhající asi 60 AU od Slunce po dráze skloněné 8° by zároveň vysvětlovala 'rozházené' inklinace těch několika sporadických planetek za Kuiperovým útesem. Srandovní je, že podle současné definice by i takto velké těleso obíhající v Kuiperově pásu spadalo spíš do kategorie trpasličích planet. Ale to je na jinou debatu...
Teď je spíš na místě otázka: "Jaktože jsme tedy takovou planetu už dávno nenašli?" Většina oblohy byla proskenována s dostatečnou citlivostí, aby cokoli většího než Pluto, obíhající zhruba do 100 AU, již bylo odhaleno. Přesto by se něco mohlo skrývat v oblastech s velmi hustým hvězdným pozadím Mléčné dráhy. To dříve připustil i Mike Brown (@plutokiller), který tvrdil, že všechny nejjasnější objekty Kuiperova pásu už jsme nejspíš objevili, ale existuje zhruba 32% možnost, že se ještě něco podaří nalézt schované právě v Mléčné dráze.
Mnoho objektů Kuiperova pásu jistě objeví nyní budovaný dalekohled LSST (Large Synoptic Survey Telescope), který s vysokou citlivostí proskenuje celou oblohu během pár dní. Ten snad vyjasní naše představy o vnějších oblastech Sluneční soustavy a odpoví na otázku, zda-li se v dálavách nachází dosud neobjevené planety.
Astronomie je obor, ve kterém člověk často najde něco úplně jiného, než co původně hledal. Přesně to se stalo Scottu Sheppardovi, jenž má přidělen pozorovací čas na šesti a půl metrovém Magellanově teleskopu na observatoři v Las Campanas v Chile. Scott pomocí Magellana hledá vzdálené objekty obíhající daleko za Neptunem včetně stále jen teoreticky předpovězené Deváté planety. Během tohoto dlouhodobého projektu Scott jen tak bokem našel dva nové měsíce Jupitera.
Planeta Jupiter se totiž v březnu 2016 nacházela poblíž zrovna snímkovaného zorného pole, což umožnilo proskenovat její okolí. Výsledkem jsou dva nově potvrzené měsíčky obíhající Jupiter po retrográdních drahách (proti směru otáčení planety). To stanovuje počet aktuálně známých satelitů planety Jupiter na 69 (s umělou družicí Juno je to rovných 70).
Nově objevené měsíčky mají rozměry 1 až 2 kilometry a dostaly prozatimní označení S/2016 J 1 a S/2017 J 1. Jupiter oběhnou jednou za 1,65 respektive 2,01 pozemského roku. S určením jejich drah pomohli astronomové David Tholen a Chadwick Trujillo použitím osmi metrového dalekohledu Subaru na Havaji a čtyř metrového reflektoru Victor Blanco v Chile.
Navíc na snímcích z roku 2017 pořizovaných právě kvuli potvrzení oběžných drah nově objevených satelitů bylo zachyceno několik dalších měsíčků! Zatím není jasné, jestli se jedná o zcela nové objevy nebo o znovunalezení některého z 11 ztracených Jupiterových měsíců, jež byly spatřeny už dříve, ale jelikož se přesně neurčily jejich dráhy, nikdo je (možná až doteď) znovu nepozoroval. Na začátku roku 2016 bylo 'ztracených' měsíců dokonce 14, ale tři z nich už se v aktuálních datech podařilo identifikovat. Na rozuzlení ostatních budou potřeba další pozorování, ke kterým bude prostor počátkem roku 2018.
Když už jsme se v předchozím článku zabývali tělesy, jejichž mapy na konci příštího roku přibudou do encyklopedie vědění o Sluneční soustavě, měli bychom zmínit ještě jeden objekt, jehož snímky budou zdobit všechny jistě nejen astronomické weby pouhých pár měsíců poté. Bude to totiž objekt, jemuž podobný jsme dosud neměli možnost spatřit - vzdálená planetka číslo 486958, která čeká nejen na neobyčejnou návštěvu ze Země, ale dokonce i na formální pojmenování, nazývaná prozatím dle data jejího objevu '2014 MU69'.
Planetka MU69 je totiž další 'zastávkou' slavné sondy New Horizons, která nám jako první ukázala, zač je toho Pluto ☺. New Horizons pochopitelně nemůže zastavovat, neboť sviští setrvačností ven ze Sluneční soustavy. Nicméně stejně jako kolem Pluta proletí tato americká sonda poblíž planetky MU69 a nashromáždí co možná nejvíce unikátních dat, která pak bude v následujících měsících odesílat dychtivým astronomům na jejich vzdálenou modrou planetu.
Ačkoli byla New Horizons od začátku projektována tak, aby mohla po Plutu navštívit další objekt(y), nebyl pro ni žádný další cíl znám až do roku 2014. Tehdy se povolal na pomoc Hubbleův teleskop, kterému se záhy podařilo zachytit hned dva pro sondu potenciálně dosažitelné cíle. Jeden z nich byl tedy vybrán a série šikovných manévrů nasměrovala sondu k blízkému setkání, k němuž dojde na Nový rok 2019.
Obíhajíc šest a půl miliardy kilometrů od Slunce se MU69 pravděpodobně na dlouho stane nejvzdálenějším zblízka prozkoumaným tělesem. Planetka svými orbitálními parametry zapadá do klasické populace chladných objektů Kuiperova pásu. Její dráha má tedy poměrně malou excentricitu i sklon k ekliptice a je jen málo ovlivňována Neptunem. Jeden oběh kolem Slunce trvá MU69 skoro 296 let. Takovým objektům se někdy říká cubewano [kjůbívano] a předpokládá se, že představují jedny z nejprimitivnějších pozůstatků formování Sluneční soustavy, jelikož nikdy nebyly součástí většího tělesa, ani se nepřiblížily ke Slunci, jako třeba komety, které jsou v perihelu slunečním žárem pravidelně přeměňovány. Velikost planetky MU69 se odhaduje zhruba do čtyřiceti kilometrů a její spektrum naznačuje červené zbarvení. To je prozatím asi tak vše, co o tomto vzdáleném mini-světě víme.
Zpracování nashromážděných dat právě probíhá stejně jako příprava na další dvě okultace, které proběhnou 10. respektive 17. července. Do pozorování první z nich se kromě mnoha týmů na zemi zapojí i vzdušná observatoř SOFIA, což je infračervený dalekohled létající v upraveném Boeingu 747SP nad nejhustšími, vodní parou nasycenými vrstvami atmosféry, které většinu infračerveného záření pohlcují. Dvou sekundový přechod MU69 před vzdálenou hvězdou může při dostatku pozorování prozradit zásadní informace pro plánování blízkého průletu. Zejména upřesní rozměry i tvar planetky, pomůže určit odrazivost jejího povrchu nebo odhalí množství prachu v jejím okolí či případné obíhající měsíčky nebo dokonce prstence. Kombinace dat by pak mohla něco napovědět i o rotaci planetky a některých jejích dalších vlastnostech.
Nechme se překvapit, co z těchto prchavých událostí astronomové 'vyždímají' a těšme se na přidání dalšího objektu mezi zblízka spatřené světy. Možná toho nejvzdálenějšího, který v našich životech uvidíme!
Blízkozemní asteroidy jsou planetky, které se občas přibližují k Zemi nebo dokonce křižují její dráhu. Neznáme sice žádný objekt, který by se s naší planetou měl přímo srazit, nicméně orbity malých těles se dají spolehlivě předpovídat maximálně 200 let do budoucnosti. Poté už gravitační vlivy planet a ostatních asteroidů spolu s dalšími negravitačními efekty způsobují příliš velkou nejistotu. I proto je mezi kosmickými agenturami poznávání těchto potenciálně nebezpečných objektů jednou z hlavních priorit, a tak v současné době letí průzkumné sondy hned ke dvěma takovým tělesům.
Ryugu
Prvním z nich je asteroid (162173) Ryugu. Míří k němu japonská sonda Hayabusa 2, která nám ho pomůže blíže pochopit a v roce 2019 z něj odebere vzorky, jež o rok později dopraví zpět na Zemi. Astronomové se proto snažili z dostupných pozorování určit rozměry, tvar, orientaci rotační osy, smysl otáčení a další vlastnosti tohoto blízkozemního asteroidu. To se ukázalo jako větší výzva než čekali a proto jsou japonští vědci při plánování manévrů Hayabusy 2 odkázáni jen na velmi hrubou a nejistou představu o vlastnostech jejího cíle. Ten by měl mít rozměry mezi osmi sty a devíti sty metry, retrográdní rotaci (sklon osy 114°-136°) s periodou 7,6 hodiny a velmi tmavý hladký povrch s velikostí jednotlivých zrn do 10 milimetrů. Spektrální měření řadí Ryugu do vzácné kategorie Cg a zdá se, že asteroid poblíž odsluní produkuje vodní páru. Operuje se s následujícím 3D modelem tvaru, který je ovšem založen na světelné křivce jen s malými výchylkami jasnosti, takže model zachycuje pouze velmi hrubou představu.
Druhým kosmickým balvanem, který očekává návštěvu ze Země je asteroid (101955) Bennu. I v tomto případě se můžeme těšit na vzorky jeho regolitu, které nám v roce 2023 přiveze americká sonda OSIRIS-REx. Ačkoli má Bennu oproti japonskému cíli zhruba poloviční rozměry, jsou jeho parametry známy s mnohem větší jistotou. Jedná se o uhlíkatý asteroid spektrálního typu B, jenž se k Zemi přibližuje každých šest let. Jeho rovníkový průměr přesahuje půl kilometru, zatímco ten polární je naopak lehce pod 500 metrů. Střední hustota se udává 1,26 gramu na krychlový centimetr a hmotnost v rozmezí 60 až 78 miliónů tun. Otáčí se retrográdně s periodou 4,29 hodiny. Sklon rotační osy 176° vylučuje výraznější sezónní změny. Povrch Bennu je velmi tmavý (jak se na uhlíkaté asteroidy sluší) a k dispozici máme i mnoho spektroskopických měření v různých vlnových délkách stejně jako radarová pozorování a spolehlivý 3D model asteroidu.
Kéž pozemští průzkumní roboti dorazí ke svým cílům v pořádku a my tak můžeme brzy doplnit portréty těchto dvou balvanů do tabulky zblízka viděných světů!
Hlavní pás asteroidů nacházející se ve Sluneční soustavě mezi drahami Marsu a Jupiteru je domovem nespočtu rozličných kamínků, balvanů, skal a planetek mnoha různých vlastností i velikostí. U většiny z nich jsme ve věci jejich průzkumu odkázáni na vzdálená pozorování pozemními či kosmickými teleskopy. I taková pozorování ovšem přinášejí zajímavé objevy...
U několika asteroidů byla detekována lehká kometární aktivita. Mezi nimi je i pátý největší asteroid (704) Interamnia [~320 km] nebo blízkozemní (162173) Ryugu [~1 km], naopak jedno z nejmenších těles, které brzy uvidíme zblízka. Dále byly známky vodní páry detekovány u asteroidů (145) Adeona [~150 km] a (1474) Beira [~40 km] a u planetky (779) Nina [~80 km] byla aktivita viděna opakovaně. Hodí se podotknout, že pouze asteroid Ryugu má rozměry srovnatelné s malými kometami. Ostatní zmíněné planetky jsou poměrně velké hroudy, Interamnia se dokonce blíží těm úplně největším v celém Pásu. Proces uvolňování páry bude pravděpodobně poněkud pozvolnější oproti běžným kometám, u kterých při přiblížení ke Slunci náhle sublimují větší objemy povrchových i podpovrchových ložisek těkavých látek a strhávají s sebou i kometární prach.
Dále byl objeven již šestý 'velký' asteroid se superrychlou rotací. Planetka (144977) 2005 EC127 má v průměru sice méně než kilometr, ale dle našich představ by tělesa této velikosti měla být tvořena převážně sutí držící pohromadě jen velmi volně, takže při otáčení s periodou kratší než 2,2 h by se musela rozsypat. Přesto byla u EC127 změřena perioda 1,65 h. Asteroid tedy musí mít buď až trapně vysokou hustotu nebo poněkud jinou strukturu, než jakou bychom očekávali. Za zmínku stojí i to, že žádný z oněch šesti známých 'velkých' superrychlých rotátorů není spektrálního typu C. Slovo 'velký' dávám do uvozovek, jelikož samozřejmě záleží s čím člověk srovnává. Za velké se většinou označují planetky řádově alespoň desítky či stovky kilometrů v průměru. Nicméně z hlediska rychlosti otáčení je EC127 při průměru zhruba 0,6 km skutečně velkým, jelikož takto rychle obvykle rotují asteroidy s velikostí spíše v jen metrech či desítkách metrů.
A perlička na závěr: Přichází doba, kdy jsme schopni rozlišovat povrchové útvary větších planetek Hlavního pásu pozemními teleskopy. Konkrétně přístroj SPHERE na dalekohledu VLT (původně určen k zobrazování exoplanet) se podíval 'na zoubek' planetce (6) Hebe. Letos 1. července tomu bude 170 let, co ji Karl Ludwig Hencke objevil jako v pořadí šestý identifikovaný asteroid. Hebe spadá do kategorie téměř dvou set kilometrových planetek a považovala se za mateřské těleso H-chondritů - početné skupiny meteoritů, nicméně autoři níže uvedené studie došli k závěru, že Hebe s H-chondrity pravděpodobně nic společného nemá. Hebe má poměrně vysokou hustotu a možná i vlastní satelit, který ovšem zatím nebyl potvrzen.
Snímky planetky Hebe odhalují největší krátery na jejím povrchu i náznaky topografie. Zde v porovnání s 3D modelem získaným analýzou světelné křivky:
V nedávném článku o planetce Psyche jsem rozebíral přesně tyto postupy, kdy se kombinují fotometrická data, pozorování v infračerveném, viditelném, případně i radiovém oboru spektra, dále sledování okultací a také spektrální analýza, čímž se dosahuje vskutku fantastických výsledků. Astronomové se navíc chystají pomocí přístroje SPHERE v následujících dvou letech takto pozorovat asi 40 dalších velkých planetek!
Připravme se na odhalování tajů Hlavního pásu asteroidů.
Planetka Psyche (výslovnost buď řecky [psýché] nebo anglicky [psajkí]) obíhá kolem Slunce v Hlavním pásu asteroidů, jenž se rozkládá mezi dráhami Marsu a Jupiteru. Psyche je jedním ze zhruba třiceti asteroidů, které svými rozměry překonávají 200 km, zatímco z hlediska hmotnosti je dokonce jedenáctá nejtěžší v celém Pásu.
První objevované asteroidy dostávaly po vzoru planet astronomické symboly (piktogramy pro snadný zápis do astronomických tabulek). Psyche byla ovšem první, u níž se (na návrh slavného německého astronoma Johanna Franze Enckeho) prosadil zápis formou zakroužkovaného čísla dle pořadí objevu asteroidu. Celé jméno (16) Psyche nám tedy napovídá, že byla objevena jako šestnáctý "hvězdě podobný objekt" (=asteroid), který se ovšem mezi stálicemi pohybuje (tak jak to dělají planety), čehož si povšiml italský astronom Annibal de Gasparis 17. března 1852 při pozorování z Neapole.
Díky měřením pomocí radaru víme, že povrch Psyche se skládá téměř výhradně z niklu a železa, což z tohoto dvou set kilometrového balvanu činí velmi lukrativní objekt. Známe sice kovové meteority tu a tam dopadající na zemský povrch, ale žádné metalické těleso jsme v jeho původním prostředí obíhajíc vesmírným prostorem dosud zblízka neviděli. Navíc s takto obřími rozměry jde suverénně o největší kovový objekt, ke kterému můžeme mít přístup. Třeba takové zemské jádro sice máme přímo pod nohama, ale provrtat se skrz tisíce kilometrů horniny a zemského pláště není ani zdaleka v našich technologických možnostech a ani v dohledné budoucnosti tomu tak nebude. Zato poměrně obstojně zvládáme posílat meziplanetární robotické průzkumníky ke vzdáleným světům. A právě Psyche je dost možná přeživším obnaženým kovovým jádrem světa, jehož vnější vrstvy byly v minulosti rozcupovány při kataklyzmatických srážkách v Pásu asteroidů.
Proto agentura NASA vybrala jako již čtrnáctou misi v rámci svého dlouhodobého projektu Discovery sondu právě k planetce Psyche. Na přístroji se začíná pracovat a matematici při propočtu orbitálních manévrů zjistili, že využitím dřívějšího startovního okna bude možné poslat robota po mnohem efektivnější přeletové dráze, která zkrátí jeho cestu vesmírným prostorem o celé tři roky! Se startem se tedy nyní počítá v létě 2022 a k cíli by družice měla přiletět už v roce 2026, o čtyři roky dříve oproti původnímu plánu.
Do té doby se však musíme spoléhat pouze na pozorování pozemními či kosmickými teleskopy. Již dávno známe orbitální parametry planetky Psyche: Jeden oběh kolem Slunce jí trvá necelých 5 let po lehce skloněné (3°) eliptické dráze 2,5× až 3,3× dále, než obíhá Země.
Space.com/Karl Tate
Protože asteroidy v Hlavním pásu na sebe gravitačně působí, můžeme z míry vzájemného ovlivňování jejich drah odhadovat jejich hmotnost. Pro Psyche tento odhad činí 2,27 × 10^19 kg (tedy necelých 23 zettagramů - například celá zemská atmosféra váží zhruba 5 zettagramů). Infračervené teleskopy poskytují odhad průměru planetky kolem 250 kilometrů. Z pozorování zákrytů hvězd vychází o něco menší rozměry 214×181 kilometrů. Nižší hodnoty dávají větší smysl, jelikož s přihlédnutím ke spektrálnímu typu asteroidu (M = metalický) a k již zmíněným radarovým měřením, která potvrzují železo-niklový povrch Psyche, očekáváme balvan složený převážně z kovů s vyšší hustotou. Ta se v současnosti udává 3,3 gramu na krychlový centimetr, což by odpovídalo složení 50% kovů a 50% lehčích materiálů. Jak asi bude takový svět vypadat?
Tyto umělecké představy ovšem nejsou založeny čistě jen na fantazii. Tím, jak planetka rotuje kolem vlastní osy, dochází k drobným periodickým změnám její jasnosti. Z této periodicity snadno odvodíme dobu jedné otočky - den na Psyche trvá 4 hodiny a 12 minut. Z pečlivé analýzy světelné křivky lze zjistit i pravděpodobnou orientaci rotační osy v prostoru. Z toho vychází sklon osy ke kolmici na rovinu oběhu na 95°. To by na Psyche způsobovalo extrémní roční období, kdy se na pólech střídá dva a půl roku temnoty a dva a půl roku světla. Další analýza průběhu změn jasnosti pak umožní vytvořit základní trojrozměrný model tvaru planetky.
Nyní přichází chvíle kombinovat získaná data, tím omezovat nejistoty jednotlivých měření a ujasňovat si představy o parametrech planetky. Následující obrázek vlevo kombinuje data ze zákrytů hvězd se zjištěnou orientací v prostoru, což upřesní tvar tělesa. Výsledek pak můžeme porovnat s vytvořeným 3D modelem (obrázek vpravo).
Povoláme na pomoc nejvýkonnější pozemní teleskopy pozorující ve viditelném světle a porovnáme odvozený tvar s prozatím nejlepšími dostupnými snímky planetky Psyche.
A jelikož tvar Psyche známe nyní dostatečně přesně, poskytne nám správná aplikace radarových dat základní informace o topografii planetky čili převýšení v její krajině.
Když do hry vstoupí i čarodějka spektroskopie, můžeme se začít bavit i o chemickém složení povrchu. Kovová a silikátová složka jsou z globálního hlediska dobře promíchány, což signalizují různé fáze pyroxenů detekované po celém povrchu. Přítomnost různých fází navíc podporuje představu, že Psyche je obnaženým jádrem dříve většího diferenciovaného tělesa. Olivín dle očekávání chybí, zato se na několika místech vyskytují tmavé minerály vázající vodu či hydroxyl (zeměpisné délky detekcí vyznačeny červenými tečkovanými čarami).
Všechna tato dostupná data poskytují tak akorát dostatek informací, abychom mohli navrhnout a postavit kvalitní sondu s přístroji vybranými přímo na míru zkoumanému asteroidu. A přesně na tom nyní tým kolem Lindy Elkins-Tanton z univerzity v Arizoně pracuje. Sonda ponese multispektrální kameru s pečlivě vybranými filtry zaměřenou na mapování přesného rozložení konkrétních sloučenin. Dále gama a neutronový spektrometr schopný určovat zastoupení jednotlivých elementů povrchových i podpovrchových vrstev. Nebude chybět ani magnetometr, který bude pátrat po vlastním magnetickém poli planetky a celkově prozkoumá elektromagnetické prostředí kolem tak neobvyklého objektu, jakým velký kovový asteroid je. O zvážení Psyche a zmapování jejího gravitačního působení a tím i vnitřní struktury se postará komunikační anténa sondy, respektive její radiový signál, jehož jemné kolísání odhalí drobné změny v dráze sondy způsobené nepravidelnostmi v gravitačním poli.
Dokud ovšem družice Psyche neodstartuje a k planetce (16) Psyche nedoletí, zůstane tento objekt očekávanou neznámou ve
