Pluto: Trpasličí planeta s 10milionovým roky starým povrchem

Pluto: Trpasličí planeta s 10milionovým roky starým povrchem

Když sonda NASA New Horizons fotografovala Pluto z blízka, našla něco, co nikdo neočekával: žádné impaktní krátery. Alespoň žádné, které sonda mohla vidět, a tato absence je sama o sobě fakt — znamená to, že povrch Pluta je mladší než 10 milionů let, geologické mimino ve srovnání se starými, pokrytými krátery světy v blízkosti.

Pluto je trpasličí planeta v Kuiperov pásu, prstenci ledových těles, který začíná za oběžnou dráhou Neptuna. Leží tak daleko, že sluneční světlo, poté co překročilo vnitřní sluneční soustavu během minut, potřebuje 5,5 hodin, aby se dostalo na jeho oběžnou vzdálenost 39,5 AU. Tato vzdálenost je přesně důvod, proč si Pluto chránil své tajemství tak dlouho — a proč příběh jeho objevu, pojmenování, degradace a nakonec návštěvy stojí více než pět minut tvého času.

Jeden rok porovnávání fotografií

Objev Pluta byl méně okamžikem „heuréka" než pomalý, metodický proces. Od 6. dubna 1929 používal astronom Clyde Tombaugh 13palcový astograf Lowellovy observatoře k fotografování stejné části oblohy několik nocí a poté srovnával desky se vším, co se pohybovalo proti pevnému pozadí hvězd. Byla to úmyslně nuda: planeta by změnila polohu mezi expozicemi, hvězdy by ne.

Zeissův blesk komparátor na Lowellově observatoři používaný Clydem Tombaughem k objevení Pluta v roce 1930
Zeissův blesk komparátor Lowellovy observatoře, nástroj, který Tombaugh použil k porovnání fotografických desek a detekci Plutova pohybu proti hvězdám. Foto: nivium, CC BY 2.0, prostřednictvím Wikimedia Commons

Metoda se vyplatila. Byla to Lowell v roce 1930, kde Tombaugh objevil Pluto, čímž uzavřel hledání, které zakladatel observatoře Percival Lowell začal desetiletí dříve hledáním hypotetické „Planety X". Tombaugh se tam dostal trpělivostí a zvětšovacím komparátorem, ne štěstím.

Jedenáctileté dítě mu dalo jméno

Pojmenování rozhodla komise, ale vítězná návrh přišel od dítěte. Jméno Pluto navrhnula Venetia Burney, jedenáctiletá školačka v Oxfordu, Anglie, která se zajímala o klasickou mytologii. Navrhla to své rodině poté, co se dozvěděla o novém objevu, a jméno zvítězilo nad všemi alternativami, které Lowellův personál zvažoval — vhodná volba pro malý, slabý svět pojmenovaný po bohu podsvětí, chladný a daleko od Slunce.

Od deváté planety k trpasličí planetě

Během největší části 20. století byla Pluto jednoduše devátá planeta. To se v roce 2006 změnilo. Pluto bylo považováno za planetu po dobu desetiletí, dokud koncept „trpasličí planeta" v tom roce přijala Mezinárodní astronomická unie — a dnes se Pluto považuje za prototypický příklad kategorie, svět, kolem kterého byla definice postavena.

Důvody degradace se scvrkavají na kontrolu sousedství. Jedním důvodem, proč bylo Pluto reklasifikováno, je, že jeho hmotnost je pouze 0,07násobná součet hmotností ostatních objektů sdílejících jeho orbitální zónu, zatímco hmotnost Země je 1,7 milionu násobku zbývající hmoty na její oběžné dráze. Země zcela jasně vyčistila svou dráhu kolem Slunce; Pluto, podle stejné míry, se ani nepřiblížilo čištění své vlastní. Tento jediný poměr je rozdíl mezi „planetou" a „trpasličí planetou" v pravidlech IAU.

Malý svět, i mezi trpaslíky

Jakmile odložíme diskusi o klasifikaci, čísla Pluta mluví sama za sebe. Průměr je 2 376,6 km a hmotnost je 17,7% Měsíce (0,22% Země), ale povrch je poněkud větší než Rusko — připomenutí, že i malá koule se rozprostře na hodně půdy, když na ní stojíš místo toho, abys se na ni díval z vesmíru.

Pluto není ani největším objektem svého druhu ve vnějším sluneční soustavě, ale stále zastínuje objekty blíž domů: Pluto má více než dvojnásobný průměr a tucet krát větší hmotnost než Ceres, největší objekt v pásu asteroidů. Dva světy, oba nakonec klasifikované jako „trpasličí planeta", oddělené propastí v jakosti, kterou sdílený štítek nenaznačuje.

Charon: Měsíc téměř stejně velký jako jeho planeta

Největší měsíc Pluta přišel také z blesku komparátoru, desetiletí později. Charon objevil astronom James Christy z U.S. Naval Observatory pomocí 1,55metru dalekohledu na stanici Flagstaff Naval Observatory, 22. června 1978, když zkoumával silně zvětšené snímky Pluta na fotografických deskách z dvou měsíců předtím.

Charon, největší měsíc Pluta, v pravých barvách fotografovaný New Horizons
Charon, největší měsíc Pluta, fotografovaný v pravých barvách New Horizons. Foto: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Alex Parker, veřejná doména, prostřednictvím Wikimedia Commons

To, co objev pozoruhodným, nebyla jen sám měsíc, ale jeho velikost. Charonův průměr je 1 212 kilometrů, něco více než polovinu Pluta — proporcionálně ohromný vedle světa, který obíhá, což je přesně důvod, proč se Christymu vyznačil na těchto zvětšených deskách místo aby zůstal skrytý.

Christy pojmenoval měsíc Charon vědecky znějící verzí přezdívky své ženy Charlene „Char", poté co nejdříve navrhl „Oz" 24. června 1978. Mytologický význam přišel později — Charon je převozník, který přepravuje duše přes řeku Styx do podsvětí řízeného Plutem — ale astronomova první inspirace byla mnohem blíž domů.

Den, který odpovídá oběžné dráze jeho měsíce

Pluto a Charon jsou zamčeny společně v nezvykle těsném rytmu. Perioda rotace Pluta, jeho den, se rovná 6 387 zemských dnů. Odděleně obíhají Charon a Pluto jeden druhého každých 6 387 dní. Tato dvě čísla nejsou náhodou: Pluto drží stejný obličej obrácený k Charonu po celou dobu, stejně jako Charon drží stejný obličej obrácený k Plutu, obě tělesa vzájemně přílivově zamčena do sdíleného rytmu.

Tato pomalá rotace přichází s extrémním sklonem. Pluto se otáčí na boku s axiálním sklonem 120 stupňů, díky čemuž je jeho sezonní variace extrémní: při jeho slunovratech je čtvrtina jeho povrchu v nepřetržitém denním světle, zatímco další čtvrtina je v nepřetržité tmě. Plutonský pól může strávit desetiletí bez toho, aby vůbec viděl Slunce, pak se otočit na nic jiného než denní světlo.

Mladý svět s tenkým vzduchem

Tím se příběh vrací k chybějícímu kráteru. Pluto nemá žádné krátery viditelné pro New Horizons, což naznačuje, že jeho povrch je mladší než 10 milionů let — geologicky mladý podle standardů sluneční soustavy, což znamená, že něco pokračovalo v jeho přeformování dlouho poté, co většina světů jednoduše hromadila dopadové jizvy.

Vzduch nad tímto mladým povrchem je sotva přítomen. Podle měření New Horizons je atmosférický tlak na povrchu Pluta přibližně 1 Pa, přibližně milionkrát až 100 000 krát nižší než atmosférický tlak Země. Je to spíš mlha lpící na ledu než atmosféra, dostatečně hustá na to, aby byla vědecky důležitá, ale příliš tenká na to, aby se cítila jako vzduch v obvyklém smyslu.

New Horizons: Jediná dosavadní návštěva

Vše, co New Horizons našlo, našlo v jediném průchodu. Sonda byla vypuštěna 19. ledna 2006 rychlostí přibližně 16,26 km/s vzhledem ke Slunci a byla nejrychlejším objektem vytvořeným člověkem, podle průměrné rychlosti vzhledem k Zemi, kdy byl kdy vypuštěn ze Země — potřeboval každý kousek té rychlosti na desetiletou cestu k cíli ve vzdálenosti 39,5 AU.

Umělecké znázornění NASA sondy New Horizons, která pořídila první snímky Pluta z blízka
Umělecké znázornění sondy New Horizons, která pořídila první snímky Pluta z blízka. Foto: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/NASA, CC BY 4.0, prostřednictvím Wikimedia Commons
  1. července 2015 sonda New Horizons proletěla kolem Pluta a jeho pěti měsíců — průlet za každým snímkem z blízka a přesné měření v tomto článku, od chybějících kráterů k skutečné velikosti Charona. Vhodně se asi 30 gramů popela Clyde Tombaugh nacházel na palubě sondy na pamět jeho objevu Pluta v roce 1930 — muž, který našel Pluto se zvětšovacím komparátorem, si desetiletí později mohl vezmu na misi, která konečně odhalila, co našel.

Zdroje