Pluto zdaleko nebylo první. Aneb kolikrát se měnil seznam planet Sluneční soustavy.

Pojem „planeta“ si lidstvo v průběhu staletí vykládalo všelijak. Původ slova pochází z řeckého „planétés“, což přeloženo do češtiny znamená něco ve smyslu „bloudivý“ nebo „toulavý“.

Proč právě tento význam?

Pokud se podíváte na noční oblohu a budete ji nějakou dobu pozorovat, určitě si všimnete, že některá tělesa se pohybují, zatímco jiná zdánlivě zůstávají na svých místech. Jména těch pohybujících se těles, která můžete sledovat pouhým okem bez použití optiky, by odpovídala přesně tomu výčtu „planet“, který by ještě během sedmnáctého století našeho letopočtu vyjmenoval žák na základě dotazu jeho učitele.

Na tomto místě dovolte malou vsuvku. Ve skutečnosti se všechna světla na obloze pohybují. I to, čemu říkáme hvězdy, se pohybuje, i když se nám to třeba nezdá. Největší známý vlastní pohyb ze všech hvězd má Barnardova šipka v souhvězdí Hadonoše, vzdálená přibližně 6 světelných let od naší Sluneční soustavy. Její pohyb na noční obloze činí 10,34 obloukových vteřin ročně. Pokud vám toto číslo nic konkrétního neříká, můžeme si to ukázat na průměru Měsíce na obloze. V takovém případě se Barnardova šipka posune o průměr Měsíce asi za 180 let. Barnardovu šipku však pouhým okem nespatříte, k jejímu pozorování potřebujete alespoň triedr.

Zkusme tedy jiný příklad. Nejrychleji pohybující se hvězdou viditelnou pouhým okem je patrně Arcturus v souhvězdí Pastýře, čtvrtá nejjasnější hvězda na pozemské obloze. Aby se na nebi posunul o průměr Měsíce, potřeboval by k tomu zhruba 750 let. Přestože jde o nejrychleji se pohybující hvězdu viditelnou bez použití optiky, lidské oko není schopné tento pohyb během života zaznamenat, pokud nejste alespoň zapálený astroamatér. Je těžké si představit, že byste coby osmdesátiletý důchodce, jinak astronomií nezaujatý, při pohledu na oblohu dokázali říct něco ve smyslu: „Mno… mám pocit, že coby batole jsem Arcturus viděl o desetinu průměru Měsíce víc nahoru a trochu doleva…“

Ale teď už se vraťme k planetám a přesuňme se do poloviny 16. století.

K první změně v chápání pojmu „planeta“ došlo postupně a je složité říct, kdy přesně k tomu došlo.

V roce 1543 Mikuláš Koperník sepsal spis De revolutionibus orbium coelestium libri sex (O obězích nebeských sfér, knihy šestery), kterým představil heliocentrický model vesmíru. V té době ale stále šlo jen o teoretický model a k všeobecnému přijetí heliocentrismu vedla ještě dlouhá cesta. O jeho uznání se musela postupně zasloužit řada dalších věhlasných astronomů.

Kolem roku 1610 Galileo Galilei teleskopem objevil čtyři hlavní Jupiterovy měsíce (Io, Europa, Ganymed, Callisto) a fáze Venuše. Měl tak v ruce důkaz, že ne všechno obíhá kolem Země. Ani to však pořád ještě nestačilo. Přispět musel i Johannes Kepler, který publikoval zákony pohybu planet a ukázal, že planety se nepohybují po kruhových drahách, nýbrž po elipsách.

Ani Keplerovy zákony však nebyly přijaty okamžitě.

Byl to až Isaac Newton v roce 1687 se svými gravitačními zákony, kdo přesvědčil poslední skeptiky. Teprve poté se používání termínu „planeta“ definitivně změnilo z označení čehokoliv, co se pohybuje po obloze vzhledem ke stálicím, na těleso, které obíhá kolem Slunce. Tak byla Země definitivně přidána na seznam planet, zatímco Slunce a Měsíc byly odstraněny.

Výčet planet tedy nejpozději na počátku 18. století byl tedy následující:

Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn.

13. března 1781 objevil britský astronom s německými a českými kořeny William Herschel planetu Uran. Respektive Herschel byl prvním, kdo si uvědomil, že nejde o hvězdu, ale skutečně o novou planetu. Už v roce 1690 ji totiž prokazatelně pozoroval i jiný britský astronom John Flamsteed, který ji však chybně zapsal do katalogu hvězd pod označením 34 Tauri.

Uran se nachází na samé hranici pozorovatelnosti pouhým okem. Jeho zdánlivá jasnost dosahuje hodnot +5,3 až +6,0 mag, zatímco lidské oko na tmavé obloze bez světelného znečištění dokáže rozlišit objekty s magnitudou asi do +6,0 až +6,5. Je tedy velmi pravděpodobné, že Uran pozorovali už starověcí astronomové, ale kvůli jeho slabému jasu a pomalému pohybu na obloze jej považovali jen za nenápadnou občasně spatřitelnou hvězdu.

Uran patří mezi plynné, přesněji řečeno ledové obry. S rovníkovým průměrem 51.118 km je po Jupiteru a Saturnu třetí největší planetou Sluneční soustavy. Svou hmotností odpovídající 14,5 Země je čtvrtou nejhmotnější planetou, hned za Neptunem. Od Slunce je Uran vzdálený 19,2 AU (1 AU = střední vzdálenost mezi Zemí a Sluncem).

V době psaní tohoto článku je známo 27 přirozených satelitů Uranu a také soustava prstenců, která byla objevena až v 70. letech 20. století. Největším měsícem je Titania, jehož průměr přesahuje 1.500 km.

Zajímavostí je i mimořádný sklon rotační osy Uranu, který činí přibližně 98 stupňů. Planeta se tak doslova „kutálí po boku“ a na pólech střídá období, kdy Slunce nezapadne 42 let, s obdobím čtyřicetidvouleté polární noci.

Objev Uranu byl v 18. století velkou senzací. Obecné přijetí heliocentrismu koncem 17. století sice rozšířil seznam planet o Zemi, ale tehdy šlo spíše o změnu našeho pohledu na vesmír než objev nového tělesa. Herschelův Uran byl proto první skutečně novou planetou, kterou lidstvo přidalo do seznamu na základě přímého pozorování a moderní astronomie. Po více než dvou tisících letech tak byla tato antická „uzavřená sestava“ planet poprvé rozšířena.

Zpočátku panovala diskuse o jeho pojmenování. Herschel navrhl „Georgium Sidus“ (Georgeova hvězda) na počest britského krále Jiřího III. Tento návrh se však mimo Británii nesetkal s přílišným nadšením. Francouzští astronomové používali označení „Herschel“, ale nakonec se prosadil návrh německého astronoma Johanna Bodeho, který planetu pojmenoval Uran podle starořeckého boha nebes Úrana. Toto pojmenování navázalo na tradici pojmenovávání planet po antických bozích a stalo se oficiálně uznávaným.

Kdo by čekal, že další nově objevenou planetou byl Neptun, bude nejspíš překvapený.

Po objevu Uranu v roce 1781 začali astronomové více než kdy dříve uvažovat o tom, zda mezi známými planetami neexistují ještě další dosud nepoznané světy. V té době byla populární takzvaná Titiova–Bodeova řada, jednoduchý matematický vzorec, který měl přibližně předpovídat vzdálenosti planet od Slunce. Podle tohoto vzorce by mezi Marsem a Jupiterem měla existovat další planeta ve vzdálenosti okolo 2,8 AU.

Hledání této hypotetické planety vyvrcholilo 1. ledna 1801, kdy italský astronom Giuseppe Piazzi objevil nové těleso, které dostalo jméno Ceres. Nachází se ve vzdálenosti asi 2,77 AU od Slunce a má průměr přibližně 940 km, což z ní dělá největší těleso hlavního pásu asteroidů. V době svého objevu byla Ceres považována za plnohodnotnou planetu a jejím zařazenín do seznamu planet se zdála být potvrzena správnost Titiovy–Bodeovy řady.

Ceres je svým složením směsicí hornin a ledu. Nemá atmosféru v pravém slova smyslu, ale nad povrchem byla zaznamenána slabá vodní pára, která pravděpodobně vzniká sublimací ledu z podpovrchových vrstev. Na jejím povrchu se nachází zajímavé světlé skvrny tvořené ložisky solí, které odhalila až sonda Dawn v roce 2015. Tyto útvary naznačují, že Ceres má pod povrchem zásoby vody a možná i slaný podpovrchový oceán.

Ceres však nebyla jediným tělesem, které bylo v následujících desetiletích mezi Marsem a Jupiterem nalezeno. Brzy po ní byly objeveny další podobné objekty, například Pallas, Juno a Vesta. Počet těchto „nových planet“ rychle narůstal.

Ovšem mezitím byla objevena i jedna vskutku macatá planeta.

Francouzský matematik Urbain Le Verrier a nezávisle na něm britský astronom John Couch Adams vypočítali na základě nepravidelností v pohybu Uranu, že se za jeho drahou musí nacházet další planeta. A taková planeta skutečně byla objevena. Dostala jméno Neptun a na základě výpočtů Le Verriera byla objevena 23. září 1846 na berlínské observatoři astronomem Johannem Gottfriedem Gallem a jeho asistentem Heinrichem d’Arrestem.

Na rozdíl od Uranu není možné Neptun za žádných okolností spatřit pouhým okem. Jeho jasnost se pohybuje kolem +7,7 mag, což je pod hranicí lidské viditelnosti. Zajímavé je, že už Galileo Galilei pozoroval Neptun se svým dalekohledem v roce 1612, ale zapsal si jej do svých náčrtů jako hvězdu. Planetu tehdy nerozpoznal, protože se zrovna nacházela v blízkosti Jupiteru a na obloze působila jako nenápadná tečka. Je to možná škoda, že Galileo neoznačil Neptun jako planetu, protože bychom se tak dočkali zajímavého paradoxu. Tedy toho, že vzdálenější Neptun by byl objeven dříve než jeho dvojče Uran, který je přece jen ke Slunci o něco blíže.

Neptun se nachází v průměrné vzdálenosti 30,1 AU od Slunce a je považován za typického ledového obra. S průměrem 49.244 km je čtvrtou největší planetou Sluneční soustavy a svou hmotností odpovídá přibližně 17 Zemím, čímž mírně převyšuje svého souseda Urana. Je známý svým intenzivně modrým zbarvením, které způsobuje metan v atmosféře, a také extrémně rychlými větry, které dosahují rychlosti až 2.000 km/h, což je nejvíce v celé Sluneční soustavě.

V současné době je známo 16 měsíců Neptunu. Největší z nich je Triton, s průměrem přes 2.700 km. Triton je zajímavý tím, že obíhá planetu v retrográdním směru, tedy opačně než rotuje Neptun. To naznačuje, že byl pravděpodobně zachycen z Kuiperova pásu a původně byl samostatným tělesem. Triton má navíc gejzíry vystřelující dusíkový led, což z něj činí jedno z nejpozoruhodnějších těles ve Sluneční soustavě.

Neptun je také obklopen slabým a nepravidelným systémem prstenců, které byly potvrzeny až v 80. letech 20. století díky sondě Voyager 2.

Objev Neptunu je jedním z triumfů teoretické astronomie. Poprvé v historii byla planeta předpovězena čistě na základě matematických výpočtů a její existence byla následně potvrzena pozorováním. Spor o to, zda prvenství patří Adamsovi nebo Le Verrierovi, přetrvával dlouhá léta, ale oficiálně je objev připisován Le Verrierovi, Gallemu a d’Arrestovi.

A jaký tedy byl seznam planet krátce po objevu Neptunu?

Jednoduše ohromující. Čítal celkem 23 jmen:

Merkur, Venuše, Země, Mars, Flora, Victoria, Iris, Metis, Vesta, Hebe, Parthenope, Astraea, Egeria, Irene, Eunomia, Juno, Ceres, Pallas, Hygiea, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun.

Seznam planet ve správném pořadí dnes považujeme za jednu ze základních znalostí. Ale komu by se tohle kruci chtělo pamatovat?

Takto dlouhý seznam planet zkrátka nemohl vydržet dlouho. Už v první polovině 19. století bylo zřejmé, že nově objevená tělesa mezi Marsem a Jupiterem mají oproti klasickým planetám několik podstatných odlišností. Byla příliš malá, měla nepravidelné tvary a především jich začalo rychle přibývat. To znamenalo, že nešlo o několik samostatných planet, ale o celou novou populaci drobných objektů sdílejících stejný prostor v hlavním pásu mezi Marsem a Jupiterem.

Astronomové proto postupně dospěli k závěru, že Ceres, Pallas, Juno, Vesta a všechna další podobná tělesa nepatří do stejné kategorie jako Merkur, Venuše, Země nebo Jupiter. Z praktických důvodů je proto začali označovat jako planety malé, později se pro ně vžil název asteroidy neboli planetky. Mimochodem, dnes se odhaduje, že mezi Marsem a Jupiterem se nachází přes jeden milion asteroidů.

Seznam planet se tedy na několik následujících dekád ustálil v této podobě:

Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran. Neptun.

A tento seznam vlastně platí dodnes, přestože mezitím se jednou přece jen měnil.

Nebohé Pluto. Kdo z pamětníků by si na něj se zamáčklou slzou v oku nevzpomněl?

Ale nejdříve něco k historii jeho objevu.

Stejně jako oběžná dráha Uranu, i ta Neptunova vykazovala odchylky, které tehdejší pozorování nedokázala dobře vysvětlit. Objevila se proto hypotéza, že ještě dál za Neptunem se skrývá další těleso, takzvaná Planeta X, která svým gravitačním působením narušuje oběžnou dráhu Neptunu.

Hlavním propagátorem této myšlenky byl americký astronom Percival Lowell, známý také svými teoriemi o kanálech na Marsu. Lowell byl přesvědčen, že za Neptunem musí existovat nová planeta, a investoval nemalé prostředky do jejího hledání. Dokonce založil Lowellovu observatoř v Arizoně, aby se zde po Planetě X pátralo. Sám ji už nenašel, zemřel v roce 1916, ale jeho práce a výpočty se staly základem pro další pátrání.

V roce 1930 pokračoval v Lowellově odkazu mladý americký astronom Clyde Tombaugh. Porovnáváním fotografických desek objevil slabou pohybující se tečku, která se nacházela přibližně tam, kde Planeta X byla předpovězena. Byť se později ukázalo, že Pluto je na podobném místě spíše náhodou a že nesrovnalosti v dráze Neptunu byly způsobeny nepřesnými měřeními, tehdy to působilo jako triumf předpovědní astronomie. Nový objekt dostal jméno Pluto podle římského boha podsvětí. Název navrhla jedenáctiletá dívka Venetia Burney z Oxfordu. Shodou okolností krátce poté vytvořil Walt Disney postavičku psa, kterého pojmenoval Pluto právě podle tehdy nově objevené planety.

Pluto obíhá Slunce ve střední vzdálenosti přibližně 39,5 AU, tedy zhruba čtyřicetkrát dál než Země. Zpočátku se předpokládalo, že půjde o těleso srovnatelné se Zemí nebo alespoň s Marsem. Skutečnost ale byla jiná. Teprve když v roce 1978 objevili astronomové James Christy a Robert Harrington první známý Plutův měsíc Charon, bylo možné přesně změřit pohyb soustavy a spočítat hmotnost Pluta. Ukázalo se, že jeho hmotnost je pouhých 0,2 procenta hmotnosti Země a průměr činí asi 2.376 km, což je méně než průměr Měsíce.

Na rozdíl od ostatních planet má Pluto i neobvyklou oběžnou dráhu. Zatímco většina planet obíhá téměř v rovině ekliptiky a po víceméně kruhových drahách, Pluto se pohybuje po dráze vysoce výstřední a navíc skloněné o přibližně 17 stupňů vůči ekliptice. Kvůli tomu se během své cesty kolem Slunce periodicky dostává blíže než Neptun, jak tomu bylo například mezi lety 1979 a 1999. Díky rezonanci 3:2 s Neptunem a odlišnému sklonu obou těles k rovině ekliptiky se ale nikdy nestane, že by se obě tělesa přiblížila natolik, aby hrozila kolize, jejich dráhy se dokonale vyhýbají.

Později byly objeveny i další měsíce Pluta: Nix a Hydra v roce 2005, Kerberos v roce 2011 a Styx v roce 2012. Dnes tedy víme, že Pluto má minimálně pět měsíců. Zvláštní je především vztah Pluta a Charona. Jejich hmotnosti jsou natolik blízké, že oba obíhají kolem společného těžiště, které se nenachází uvnitř Pluta. Proto se dříve o Plutu a Charonovi mluvilo jako o dvojplanetě.

Přestože byl Pluto desítky let považován za devátou planetu, postupně začaly vycházet najevo pochybnosti. Nešlo jen o jeho malou velikost, ale i o objev dalších vzdálených těles v oblasti za Neptunem. Už ve 40. letech 20. století se začalo uvažovat o existenci Kuiperova pásu, tedy rozsáhlé populace malých ledových těles obíhajících za drahou Neptunu. O několik desetiletí později se skutečně podařilo potvrdit, že Pluto není osamělý svět na okraji soustavy, ale součást mnohem početnější rodiny objektů, mezi nimiž se nacházejí i tělesa jako Quaoar, Sedna, Makemake, Haumea, Orcus nebo Eris, která se svou velikostí Plutu přibližují, nebo jej konkrétně v případě Eris možná i malinko překonávají.

A tak přišla otázka: Co teď s tím?

Jakmile se ukázalo, že Pluto je mnohem menší, než se původně myslelo, a že se v Kuiperově pásu nachází mnoho dalších podobných těles, začalo být jasné, že astronomové stojí před složitou křižovatkou. Pokud by Pluto zůstalo planetou, museli by se do seznamu dříve či později zařadit i jeho „sourozenci“. Objev těles jako Quaoar, Sedna nebo Eris otevřel otázku: Kde se má udělat hranice mezi tím co ještě je a už není planetou?

Tento problém nebyl jen akademický. Znamenalo by to, že seznam planet by se mohl opět začít rychle rozrůstat podobně jako v 19. století po objevu Ceres a dalších těles v hlavním pásu. Tehdy astronomové vyřešili chaos tím, že vytvořili kategorii asteroidů. A nyní se situace opakovala.

Proto se Mezinárodní astronomická unie rozhodla přijmout jasnou definici planety. Stalo se tak v srpnu roku 2006 na jejím kongresu v Praze.

Podle rozhodnutí IAU musí těleso splňovat tři základní podmínky, aby bylo planetou:

Pluto sice splňuje první dvě podmínky, ale nesplňuje tu třetí. Na své dráze se totiž nachází množství dalších objektů Kuiperova pásu, které jsou mu svou velikostí blízké. Proto bylo Pluto přeřazeno do nové kategorie, která dostala název trpasličí planety.

Trpasličí planetou se tedy nazývá těleso, které:

Do této kategorie byla kromě Pluta zařazena i Ceres, o které by se dalo říct, že se tak po více než 150 letech vrátila do seznamu planet, tentokrát však jako planeta trpasličí. Spolu s nimi byly oficiálně uznány také Eris, Haumea a Makemake.

Seznam trpasličích planet tedy dnes zahrnuje pět jmen:

Rozhodnutí z roku 2006 vyvolalo rozsáhlou diskusi nejen mezi astronomy, ale i mezi laiky. Někteří považovali novou definici za ne příliš precizní. Otázka například zní: je skutečně jasně určeno, co znamená „vyčistit okolí své dráhy“? Pokud bychom brali kritéria doslova, ani Země nemá dráhu dokonale čistou, protože sdílí své okolí s menšími planetkami. Pražské rozhodnutí tak sice alespoň na nějakou dobu přineslo pořádek do seznamu planet, ale zároveň otevřelo nové filozofické i vědecké otázky o tom, jestli je taková definice vůbec udržitelná. Dočkáme se někdy další změny v chápání pojmu „planeta“?

Seznam planet Sluneční soustavy se v průběhu dějin měnil už několikrát a není vyloučeno, že se ještě měnit bude. S novými objevy se navíc může znovu proměnit i samotná definice toho, co je planeta. V posledních letech se stále častěji diskutuje o možné existenci Planety devět, hypotetického tělesa daleko za Neptunem. Některé výpočty naznačují, že dráhy vzdálených objektů Kuiperova pásu by mohl ovlivňovat dosud neznámý masivní svět, přibližně desetkrát těžší než Země, obíhající ve vzdálenosti stovek astronomických jednotek od Slunce. Vtipné ovšem je, že někteří rýpalové včetně akademiků upozorňují, že i kdyby tato hypotetická planeta skutečně byla objevena, podle současných kritérií by definici planety nesplňovala, i kdyby její rovníkový průměr byl větší než v případě Země, protože tato hypotetická planeta by nesplňovala podmínku vyčištění okolí své dráhy, pokud by se necházela právě v té oblasti, kde ji astronomové v současnosti hledají.

Celý příběh Pluta a dalších těles Sluneční soustavy zároveň ukazuje, že vědecké definice nejsou pevné a neměnné, ale jsou to lidské pokusy dát vesmíru jasný řád a strukturu. Jednou je Ceres planeta, pak planetka, nakonec trpasličí planeta. Pluto bylo více než půl století devátou planetou, než se ocitlo v nové kategorii. To ale nic nemění na tom, že Pluto je stále tam, kde bylo, se svou vlastní historií, měsíci a tajemstvími. Vyřazení Pluta ze seznamu planet vyvolalo emoce a vášnivé diskuse mezi astronomy i mezi širokou veřejností, ale Sluneční soustava se tím nijak nezměnila. Pluto tady s námi pořád je, jen jsme toto těleso přeřadili do nové kategorie.

Vesmír se neřídí našimi definicemi. Jsme to my, kdo se snaží dát chaosu vesmíru jména a pravidla. Je docela možné, že příští generace budou mít na svůj seznam planet zase jiný pohled než my dnes.

Koneckonců už samotná podmínka kulovitého tvaru je sporná. Příkladem může být bývalá planeta Hygiea. Je dostatečně zakulacená? V kategori trpasličích planet ji nenajdete, ovšem v roce 2019 byly pomocí výkonného teleskopu pořízeny relativně detailní snímky tohoto tělesa, které naznačují, že Hygiea se blíží tvaru nepříliš povedené koule. Stačí to na zařazení mezi trpasličí planety? Kde je ta hranice?

Tak jako tak, nezbývá nic než doufat, že se nějaké nové změny v seznamu planet (nebo aspoň těch trpasličích) někdy ještě dočkáme. Ideálně objevem pořádné nové planety kdesi za Neptunem.

Někteří astronomové jsou v tomto ohledu skeptičtí. Poukazují zejména na fakt, že ve vzdálenějších místech Sluneční soustavy nemohl být v dobách jejího vzniku dostatek původního materiálu pro vznik plnohodnotné planety.

Ovšem objevy exoplanet nám ukazují i jiný pohled. Například exoplaneta 2MASS J2126-8140 b se nachází ve vzdálenosti 7.000 AU od své mateřské hvězdy, což je přibližně 230 krát větší vzdálenost než mezi Sluncem a Neptunem.

Určitá naděje tedy přece jen žije.

CHROMÝ, Adam. Rekviem za Pluto. Praha: Nová beseda, 2017

Hvězdárna a planetárium hl. m. Prahy. (2012). Astronomický kurz [Vzdělávací program]. Praha.

PERELMAN, Jakov Isidorovič. Zajímavá astronomie. 3. vyd. Praha: Mladá fronta, 1954.

https://nasa.gov/