Je Quaoar desátá planeta sluneční soustavy ?

Josip Kleczek

19.10.2002

Objev Quaoaru

Ve sdělovacích prostředcích počátkem října proběhla zpráva o objevu desáté planety ve sluneční soustavě. Bylo to v každém případě největší těleso objevené ve sluneční soustavě v posledních 72 letech. (V únoru 1930 objevil Clyde Tombaugh Pluta.) Obevitelé tzv. "desáté planety" (Michael Brown a Chadwick Trujillo) zvolili pro nově objevené těleso název božstva místních indiánů. Nazvali ho jménem boha indiánského kmene Tongva v Kalifornii. Quaoar - bůh stvořitel - podle tradice Tongvů sestoupil s nebe, chaos přeměnil v řád a potom stvořil živočichy a nakonec lidi.

Quaoar objevili oba astronomové v souhvězdí Hadonoše (Ophiuchus) v červnu 2002. Našli ho na snímcích pořízených dalekohledem Oschin (průměr zrcadla 1,2 m) na observatoři Palomar.

Dalekohled Oschin na Mt Palomaru je Schmidtova kamera o průměru 1,2 m. Má velké zorné pole a je vhodná pro objevování komet, planetek, kentaurů a těles v Kuiperově pásu. Na snímcích pořízených Oschinem se podařilo objevit Quaoar  (C: Alain Maury, Palomar Observatory) 3 snímky po devadesáti minutách. Pohyblivý svítící bod je Quaoar, ostatní body jsou hvězdy  (C: Chad Trujillo, CalTech).

Patrně proto oba astronomové pojmenovali nově objevené těleso - proti tradici - podle místního indiánského božstva - tedy ne antického. Název Quaoar je předběžný a bude schvalován Mezinárodní astronomickou unií. Oficiální odborný název Quaoaru je 2002 LM60.

Quaoar mohl být objeven už před dvaceti roky. V archivu palomarské observatoře byl zpětně nalezen na snímku pořízeném už v r. 1982 astronomem Charlie Kowalem. Quaoar na onom snímku však unikl tehdy Kowalově pozornosti a unikal pozornosti astronomů až do června 2002. Po objevu v červnu pořídil Hubbleův dalekohled podrobnější snímek Quaoaru ve světle a observatoř IRAM ve Španělsku měřila jeho milimetrové záření (o vlnové délce 1,2 mm).

Vlastnosti Quaoaru

Porovnáním optických a milimetrových měření bylo možno zjistit průměr 1250 km. Povrch Quaoaru je ve srovnání s Plutem tmavý (tj. má nízké albedo). Fotochemické reakce vyvolané ultrafialovým zářením Slunce přeměnily povrch Quaoaru na temnou dehtovitou látku s velmi nízkou odrazivostí. Odráží totiž jen 10 procent světla, které na ně dopadá. Proto je Quaoar mnohem slabším objektem než Pluto. Pluto je navíc větší (průměr) a obíhá po protažené dráze. V době největšího přiblížení ke Slunci (tj. v perihelu) se zahřívá ledový povrch Pluta a sublimace tvoří hustší atmosféru rozptylující dopadající sluneční světlo. Pluto proto odráží mnohem lépe dopadající sluneční světlo (asi 60 procent) než Quaoar.

Dráha Quaoaru je označena červeně.  Velká tečka uprostřed je Slunce. Dráhy obřích planet (Jupiter, Saturn, Uran a Neptun) jsou téměř kruhové a jsou označeny počátečními písmeny.  Eliptická dráha křižující dráhy Neptuna a Quaoara je dráha Pluta. (C:Chad Trujillo, Caltech)

Quaoar obíhá Slunce po dráze téměř kruhové (výstřednost je 0,04), ve vzdálenosti 42 aj., což je 6 miliard a 300 milionů km. Odtud se sice Slunce jeví jako velmi jasná hvězda, ale osvětlení Quaoaru je jeden a půl tisíce krát slabší než osvětlení zemského povrchu. Na 1 m2 povrchu Quaoaru dopadá tolik záření, jako kdybychom tuto plochu (tj. 1 m2 ) osvítili malou kapesní svítilnou. Má v průměru přibližně 1250 km, takže je srovnatelný s měsícem Pluta - Charonem (průměr 1200 km), a větší než největší dosud známá planetka Ceres (průměr 974 km). Kdybychom dali všechny objevené planetky (je jich přes padesát tisíc) dohromady, dostali bychom těleso o objemu přibližně stejném jako je Quaoar. Je pravděpodobně ledové těleso, v němž jsou úlomky křemičitanů různé velikosti a pošpiněné prachem, který zamrzl již při vznikání sluneční soustavy do ledů (nejen vodního, ale i metanového, alkohlového, oxidu uhličitého a uhelnatého apod.).

Je vůbec Quaoar planeta ?

Podobná dvě ledová tělesa Varuna a 2002 AW197 jsou jen o málo menší (mají průměr 900 km) a za planety považována nejsou. Brown a Trujillo na Palomaru prohlédli důkladně jen 5% oblohy. Je tedy pravděpodobné, že i ve zbývajících 95% dosud neprohlédnuté oblohy se najdou stejná a možná i větší tělesa než Quaoar a dokonce větší než Pluto. Očekávali bychom, že se jich najde přibližně 20 a označit všechny jako "planety" by asi znamenalo komplikace. Kam ho tedy zařadit, není-li planetou ? "Kam s Quaoarem ?" by se asi zeptal Jan Neruda, který měl vynikající znalosti z astronomie. Pro zařazení Quaoaru do sluneční soustavy si připomeňme, z jakých skupin těles je složena sluneční soustava.

Stavba sluneční soustavy

Středem a těžištěm sluneční soustustavy je obrovské žhavé Slunce naše nejbližší hvězda. Jeho hmotnost je zhruba tisíckrát větší než hmotnost všech ostatních těles sluneční soustavy soustavy. Jeho gravitační přitažlivá síla je proto zdaleka největší (podle Newtonova gravitačního zákona). Slunce přidržuje ve svém okolí ohromné množství těles různé velikosti, která kolem něho obíhají a tvoří s ním sluneční soustavu Struktura sluneční soustavy (J.Kleczek: Velká encycklopedie Vesmíru)

Největší z těles obíhajících Slunce jsou planety. Tvoří nejméně početnou skupinu těles ve sluneční soustavě, která má pouze osm členů. Vnitřní planety - nejbližší Slunci (nazývané terestrické tj. Merkur, Venuše, Země, Mars) jsou z křemičitanů, železa, niklu a jiných těžších prvků. Vnější (nazývané obří planety- Jupiter, Saturn, Uran a Neptun ) mají jádro podobného složení, ale jsou obasleny mohutnou vrstvou vodíku a hélia. Planety obíhají po elipsách (které se jen málo se liší od kružnic), a to blízko roviny ekliptiky - tj. roviny proložené dráhou Země.

Po objevu Pluta v r. 1930 byl k planetám počítán i on. Tehdy totiž byl Neptun pokládán za nejvzdálenější těleso sluneční soustavy a nikdo ani nemohl tušit, že za Neptunem je obrovské množství ještě vzdálenějších těles, která patří do sluneční soustavy.

Planetky (planetoidy, asteroidy, malé planety) jsou menší členové sluneční soustavy. Největší z nich jsou tisíckrát menší než Země. Jsou nepoužitým pozůstatkem materiálu, z něhož vznikaly aglomerací před čtyřmi a půl miliardou roků planety. Nejvíce planetek je v pásu planetek (prstenci planetek), který se prostírá po obou stranách roviny ekliptiky v prostoru mezi drahami Marsu a Jupitera (přesněji mezi 2,1 a 3,1 aj.)

Kentauři tvoří zvláštní skupinu těles, která obíhají mezi drahami Jupitera a Neptuna (5aj. - 15 aj.). Tato tělesa se chovají jako obrovské komety ("superkomety"). Jsou z různých ledů a někdy vytvářejí sublimací komu (atmosféru komety). Prvý objevený kentaur Chiron běhá kolem Slunce za dráhou Saturna (10 aj) a je typickým představitelem kentaurů. Chiron - nejmoudřejší z kentaurů - byl učitelem řeckých hrdinů. Velikost těchto obrovských ledovců dosud pozorovaných je mezi 100 km a 300 km. Chiron má 180 km a má hmotnost 4 triliony kilogramů.

Transneptunová tělesa: Pluto se liší zcela od planet svým složením (především z ledů) i drahou, která je značně protažená elipsa a navíc silně skloněná k rovině ekliptiky. Proto se dnes řadí do velmi početné skupiny ledových těles za dráhou Neptuna. Tato skupina těles - nazývaných transneptunová tělesa (transneptunická t., nebo TNO - TransNeptunian Objects) - jsou poměrně nedávným objevem. Jsou to velké ledovce za Neptunem, o rozměrech od několika km až přes dva tisíce km. Obíhají Slunce po drahách v mrazivých temných prostorách za dráhou Neptuna. Jejich složení je zhruba známo, neboť nás o něm informují komety: zmrzlé těkavé látky (ledy) vody, metanu, oxidů uhelnatého a uhličitého, čpavku, alkoholů (metanolu a etanolu) a jiných uhlovodíků. V ledech jsou zamrzlé kamínky, kameny a zrna prachu. Uvolňují se z komet jako proudy meteoroidů, které pak při srážce se Zemí pozorujeme jako meteorický roj. Ty velké kusy nezaniknou v atmosféře, ale dopadnou na zem jako kamenné meteority. Občas některý z těchto špinavých ledovců je totiž přitažen blíže ke Slunci, sublimuje a vytváří hlavu a ohon komety a pak se vrací zpět do svého ledového a temného domova za Neptunem. Některé komety jsou krátkoperiodické, neboť se vracejí po kratší době zpět ke Slunci. Jiné, dlouhoperiodické komety, se navracejí (přesněji řečeno "padají") mezi planety blíže ke Slunci po staletích až tisíciletích. Ty krátkoperiodické komety mají dráhy nepříliš skloněné k ekliptice. Jejich zdrojem je bliží část transneptonových těles - tzv. Kuiperův pás. Naopak dlouhoperiodické přicházejí ze všech směrů a jejich dráhy jsou velmi protáhlé elipsy. Jejich zdrojem je nejvzdálenější (a zároveň vývojově nejstarší) oblast transneptunových těles - tzv. Oortův oblak komet.

Kuiperův pás (Edgeworthův-Kuiperův pás) je vrstva transneptunových těles, prostírající se po obou stranách roviny ekliptiky. Sahá do vzdálenosti asi tisíc astronomických jednotek (stopadesát miliard km). Neptun má velkou hmotnost a svou gravitací ovlivňuje vnitřní část Kuiperova pásu. Velký počet ledovců v bližší (tj. vnitřní) části pásu jsou ovlivňovány Neptunovou gravitační silou. Odborně řečeno "jsou v rezonanci 3:2 s Neptunem". To znamená, že oběhnou dvakrát Slunce za stejnou dobu, za jakou Neptun oběhne Slunce třikrát. Oběžná doba Neptuna je 165 let a oběžná doba těles v rezonanci je 246 - 251 roků. Této podskupině Kuiperova pásu - ovládané mohutným Neptunem - se říká plutina, plutinkové, bratranci Pluta. Pluto je totiž - s oběžnou dobou 248 roků - nejznámějším členem této zajímavé podskupiny Kuiperova pásu.

Oortův oblak (Öpikův-Oortův oblak.): Několik set miliard kometárních jader ("špinavých ledovců"), které jsou rozloženy v kulové vrstvě kolem Slunce.. Nejvzdálenější komety oblaku jsou na pomezí mezihvězdného prostoru -- v oblasti "nikoho", kam začínají zasahovat svou gravitací nejbližší hvězdy. bilionů. Jou rozloženy v kulovém prostoru do vzdálenosti přes stotisíc astronomických jednostek (zhruba jeden a půl bilionu km). Ve větších vzdálenostech už je mezihvězdný prostor, oblivňovaný gravitačním působením blízkých-hvězd.

Závěr

Na otázku v nadpise našeho článku astronomové odpovídají: Quaoar není planeta, ale velký kuiperoid, tj. ledové těleso v Kuiperově pásu.

Quaoar a Pluto jsou objemově menší a hmotností mnohem menší než náš Měsíc, neboť jsou především z ledů (podle NASA a Field STScI).

Také Pluto se vymyká (svým ledovým složením, sklonem a výstředností své dráhy) představě planety. A je považován za velkého kuiperoida. Byl objeven v r. 1930 a kdyby ho astronomové objevili dnes, rozhodně by ho nikdo nezařadil mezi planety (o tělesech za drahou Neptuna - o Kuiperově pásu a Oortovu oblaku se tehdy nevědělo vůbec nic). Obě tělesa - Pluto i Quaoar - byla tedy hlubším poznáním struktury sluneční soustavy "degradována" na velké členy Kuiperova pásu za hranicemi Neptunovy dráhy. Ve sluneční soustavě je tedy jen osm planet a poslední planetou je Neptun.

Útěchou pro amatéry budiž, že Pluta i Quaoara lze pozorovat větším amatérským dalekohledem (o průměru alespoň 40 cm a CCD v ohnisku dalekohledu) jako slabou svítící tečku, která se v řadě nocí po sobě pohybuje zvolna vzhledem ke hvězdám. Je ovšem třeba nejdříve zjistit na internetu přesné souřadnice (tzv. efemeridu , kterou najdeme na stránkách NASA.