IAS a objev "Skřeta": Další stopa k Planetě X?

Krásný den všem příznivcům astronomie a zvídavým duším, které opět zavítaly na můj blog na Seznam Médium! Dnes se společně vydáme na malou cestu časem, konkrétně do října roku 2018. Byl to měsíc, kdy astronomická komunita s nadšením přijala zprávu o objevu dalšího fascinujícího obyvatele nejvzdálenějších končin naší Sluneční soustavy. Objekt s katalogovým označením 2015 TG387, kterému jeho objevitelé začali přezdívat „Skřet“ (The Goblin), nejenže rozšířil naše povědomí o tom, co vše se může skrývat daleko za dráhou Pluta, ale také přidal další významný kamínek do mozaiky argumentů pro existenci tajemné, dosud nespatřené Planety Devět.

Pojďme si tedy připomenout okolnosti tohoto významného objevu, představit si samotného „Skřeta“ a jeho neuvěřitelnou pouť vesmírem, a především se zamyslet nad tím, co nám jeho existence prozradila o skrytých tajemstvích našeho planetárního systému. I s odstupem několika let je tento příběh stále plný úžasu a inspirace.

Naše Sluneční soustava je dynamickým a neustále se odhalujícím místem. Ačkoliv se může zdát, že po staletích astronomického bádání známe své nejbližší kosmické okolí dokonale, opak je pravdou. Zejména vnější oblasti, za dráhou planety Neptun, jsou stále velkou neznámou, ledovým a temným světem, který si svá tajemství pečlivě střeží. Právě zde, v říši transneptunických těles, se čas od času podaří objevit nové objekty, které nejenže rozšiřují naše mapy Sluneční soustavy, ale také nám pomáhají lépe chápat její vznik, vývoj a možná i skryté obyvatele. Jedním z takových významných objevů, ohlášeným na podzim roku 2018, bylo těleso 2015 TG387, neformálně pojmenované „Skřet“.

Pro většinu z nás končí představa Sluneční soustavy u osmi známých planet. Za poslední z nich, ledovým obrem Neptunem, se však otevírá zcela jiný svět. Nejprve je to Kuiperův pás, rozsáhlý prstenec ledových těles, asteroidů a kometárních jader, který se rozprostírá přibližně od 30 do 55 astronomických jednotek (AU) od Slunce. (Připomeňme, že 1 AU je průměrná vzdálenost Země od Slunce, tedy asi 150 milionů km). V Kuiperově pásu sídlí i známé trpasličí planety jako Pluto, Eris, Makemake či Haumea.

Ještě dále, za Kuiperovým pásem, se nachází mnohem řidší a rozsáhlejší oblast, označovaná jako rozptýlený disk (scattered disc), a za ním pak teoreticky předpovězený, ale dosud přímo nepozorovaný Oortův oblak. Tento gigantický kulovitý oblak kometárních jader by mohl sahat až do vzdálenosti 50 000 či dokonce 100 000 AU od Slunce, což je téměř čtvrtina cesty k nejbližší hvězdě Proximě Centauri.

Mezi vnitřní částí Kuiperova pásu a teoretickým Oortovým oblakem existuje zvláštní kategorie těles, jejichž dráhy jsou pro astronomy obzvláště zajímavé. Jsou to takzvané objekty vnitřního Oortova oblaku nebo Sednoidy (pojmenované podle prvního objeveného zástupce, tělesa Sedna). Tyto objekty mají velmi protáhlé (excentrické) dráhy a co je nejdůležitější, jejich nejbližší přiblížení ke Slunci (perihelium) leží ve vzdálenostech větších než cca 50 AU. To znamená, že se ani v nejbližším bodě své dráhy nedostávají do blízkosti Neptunu natolik, aby byly jeho gravitací významně ovlivňovány. A právě do této elitní skupiny se zařadil i „Skřet“.

Oznámení o objevu 2015 TG387, které proběhlo 1. října 2018, bylo výsledkem dlouhodobého a systematického pátrání. Za tímto úspěchem stál tým zkušených astronomů:

Tento tým se již řadu let specializuje na vyhledávání extrémně vzdálených objektů Sluneční soustavy, a to s primárním cílem nalézt nepřímé důkazy (nebo přímo samotný objekt) pro existenci hypotetické velké planety v těchto končinách, často označované jako Planeta Devět nebo Planeta X.

Detekce a potvrzení objevu:První stopy 2015 TG387 byly zachyceny již 13. října 2015 (odtud „2015“ v jeho označení). Stalo se tak pomocí špičkového japonského 8metrového dalekohledu Subaru, který se nachází na vrcholu vyhaslé sopky Mauna Kea na Havaji. Tento dalekohled je díky svému velkému zrcadlu a pokročilým instrumentům schopen detekovat i extrémně slabé objekty.

Objevit takové těleso je nesmírně náročné. „Skřet“ byl v době svého prvního pozorování přibližně 2500krát slabší než Pluto. Astronomové musí pořídit sérii snímků vybrané oblasti oblohy a následně je pečlivě porovnávat. Zatímco hvězdy v pozadí zůstávají fixní, objekty Sluneční soustavy se vůči nim pomalu pohybují. Tento nepatrný posun, často jen několik pixelů na detektoru, je klíčem k jejich identifikaci.

Po prvotní detekci následoval tříletý proces pečlivých následných pozorování, aby bylo možné spolehlivě určit dráhu objektu. K tomu byly využity i další velké dalekohledy, jako například Magellanův dalekohled v Las Campanas Observatory v Chile, který provozuje Carnegie Institution for Science. Teprve po shromáždění dostatečného množství dat mohlo být těleso oficiálně oznámeno a katalogizováno Centrem pro malé planety (Minor Planet Center) Mezinárodní astronomické unie (IAU).

Jak „Skřet“ ke své přezdívce přišel:Neformální, ale chytlavá přezdívka „The Goblin“ (v češtině nejčastěji překládaná jako „Skřet“, případně „Rarášek“ či "Bubák") vzešla z kombinace písmen „TG“ v jeho provizorním označení (2015 TG387) a faktu, že první pozorování se uskutečnilo v období kolem svátku Halloween v roce 2015.

Fyzikální charakteristiky (dle údajů z roku 2018):Na základě pozorované jasnosti a předpokládaného albeda (míry odrazivosti povrchu, u ledových těles je relativně vysoká) odhadli astronomové v roce 2018 průměr „Skřeta“ na přibližně 300 kilometrů. Tím se zařadil mezi kandidáty na trpasličí planetu. Podle tehdejších kritérií se předpokládalo, že ledová tělesa mohou dosáhnout hydrostatické rovnováhy (tedy přibližně kulatého tvaru vlivem vlastní gravitace) již od průměru kolem 200-400 km. „Skřet“ tak byl v době svého objevu považován za „pravděpodobnou“ nebo „možnou“ trpasličí planetu, ačkoliv oficiální potvrzení tohoto statusu od IAU je proces, který může trvat mnoho let.

Nejpozoruhodnějším aspektem 2015 TG387 je bezpochyby jeho oběžná dráha. Ta jej činí jedním z nejextrémnějších známých poutníků naší Sluneční soustavy.

Jak již bylo zmíněno, objekty s takto vzdálenými perihelii jsou klasifikovány jako objekty vnitřního Oortova oblaku neboli Sednoidy. Před objevem „Skřeta“ v roce 2018 byly s jistotou známy pouze dva další objekty, jejichž perihelia ležela dále než 60 AU:

„Skřet“ se tak stal třetím potvrzeným členem této exkluzivní skupiny. Existence těchto těles, jejichž dráhy nelze snadno vysvětlit gravitačními interakcemi se známými osmi planetami, je silným indikátorem, že na okraji Sluneční soustavy působí ještě další, dosud neznámý gravitační vliv, nebo že jejich dráhy jsou pozůstatkem specifických událostí z rané historie Sluneční soustavy.

Objev 2015 TG387 byl obzvláště významný, protože přímo souvisel s intenzivním pátráním po hypotetické Planetě Devět (někdy označované jako Planeta X). Tato teorie, kterou výrazně zpopularizovali v roce 2016 astronomové Konstantin Batygin a Michael E. Brown z Caltechu, ale na které nezávisle pracoval i tým Scotta Shepparda, předpokládá existenci planety o hmotnosti přibližně 5 až 10 Zemí. Tato „super-Země“ nebo „mini-Neptun“ by měla obíhat Slunce na velmi vzdálené (stovky až tisíce AU) a excentrické dráze.

Hlavním argumentem pro existenci Planety Devět je pozorované gravitační seskupování (klastrování) orbitálních prvků několika extrémně transneptunických těles (ETNOs), včetně Sednoidů. Ukazuje se, že tyto objekty:

Takovéto uspořádání je statisticky velmi nepravděpodobné, pokud by bylo dílem náhody. Teorie Planety Devět nabízí vysvětlení: masivní, vzdálená planeta svou gravitací dlouhodobě ovlivňuje ("pastýřuje") tato menší tělesa a postupně je „uzamyká“ do těchto specifických, rezonančních orbitálních konfigurací.

A právě zde se „Skřet“ stal klíčovým svědkem. Jeho dráha, zejména její orientace v prostoru, byla v roce 2018 shledána jako konzistentní s předpověďmi modelů zahrnujících Planetu Devět. Jak řekl Scott Sheppard: „Tato vzdálená tělesa jsou jako drobečky chleba, které nás vedou k Planetě X.“ Tým provedl počítačové simulace, které ukázaly, že přítomnost Planety Devět (s odhadovanými parametry) by nejen vysvětlila pozorovanou dráhu „Skřeta“, ale také by ji pomohla stabilizovat v dlouhodobém horizontu. Bez takového vnějšího gravitačního „dirigenta“ by dráhy těchto objektů měly být mnohem chaotičtější.

Každý nově objevený Sednoid nebo ETNO s podobně zarovnanou dráhou tak zpřesňuje možné parametry (hmotnost, dráhu, aktuální polohu) Planety Devět a posiluje argumenty pro její skutečnou existenci. Objev „Skřeta“ v roce 2018 byl proto vnímán jako další silný nepřímý důkaz.

Pátrání po objektech jako 2015 TG387 je skutečnou astronomickou detektivkou, která vyžaduje obrovskou trpělivost, přístup k nejvýkonnějším dalekohledům na světě a sofistikované metody zpracování dat.

Navzdory těmto výzvám jsou astronomové optimističtí. Právě proto, že tyto objekty jsou tak těžko odhalitelné a dosavadní přehlídky pokryly jen část oblohy, předpokládá se, že jich tam venku čeká na objevení mnohem více.

Status „trpasličí planety“ je pro astronomy důležitým klasifikačním znakem. Připomeňme si, že klíčovým kritériem je dosažení hydrostatické rovnováhy, tedy stavu, kdy gravitace tělesa překoná jeho vnitřní pevnost a zformuje jej do přibližně kulatého tvaru.

Jak již bylo zmíněno, pro ledová tělesa, která dominují vnějším částem Sluneční soustavy, se předpokládá, že této podmínce mohou vyhovět již od průměru kolem 200-400 km. S odhadovaným průměrem 300 km byl „Skřet“ v roce 2018 jasným kandidátem.

Scott Sheppard v souvislosti s objevem „Skřeta“ a probíhajícími přehlídkami v roce 2018 odhadoval, že ve vnějších oblastech Sluneční soustavy by se mohlo nacházet až několik milionů transneptunických těles větších než 40 km v průměru. Mezi nimi by pak mohlo být několik tisíc objektů velikosti trpasličí planety (tedy s průměrem stovek kilometrů). Pokud jsou tyto odhady správné, pak je náš současný katalog trpasličích planet a jejich kandidátů jen malou špičkou obrovského ledovce. A mezi tímto množstvím se může skrývat i ona vytoužená Planeta Devět.

Shrňme si, proč byl objev 2015 TG387 „Skřet“ v říjnu 2018 tak významný a vzrušující:

Když se dnes, v květnu 2025, ohlédneme za říjnem 2018, objev tělesa 2015 TG387 „Skřet“ zůstává jedním z jasných bodů v kronice moderní planetární astronomie. Byl to objev, který nejenže přidal další fascinující objekt na mapu naší Sluneční soustavy, ale také nám připomněl, že vesmír kolem nás je plný záhad čekajících na odhalení.

Pátrání po dalších vzdálených světech, ať už jde o trpasličí planety, Sednoidy, nebo samotnou Planetu Devět, neustále pokračuje. S každým dalším objevem, umožněným stále dokonalejšími dalekohledy a důmyslnějšími pozorovacími technikami, se přibližujeme k hlubšímu pochopení našeho místa ve vesmíru. Instituce jako Carnegie Institution for Science, Northern Arizona University, University of Hawaii a prestižní Institute for Advanced Study hrají v tomto úsilí klíčovou roli tím, že podporují špičkový výzkum a poskytují zázemí vědcům, kteří posouvají hranice našeho poznání.

„Skřet“ nám zanechal odkaz neutuchající zvědavosti a touhy objevovat. A i když se skrývá v temných, ledových dálavách, jeho příběh nám svítí na cestu k dalším, možná ještě úžasnějším objevům.

Děkuji vám za vaši společnost při tomto ohlédnutí. Vesmír je nekonečnou studnicí inspirace a já se těším, až se s vámi budu moci podělit o další příběhy, které nám věda postupně odhaluje!

Mějte se krásně, dívejte se s úžasem k hvězdám a nezapomínejte, že i ty největší objevy často začínají jako malé, vzdálené světélko v temnotě!

Zdroj