Je počet 8 planét v slnečnej sústave definitívny?

Ján Svoreň

Snahy, najmä rôznych fantastov, nájsť ďalšiu planétu vo veľkých vzdialenostiach od Slnka neutíchajú. Čo na to hovoria astronómi?

Planéty slnečnej sústavy. Zdroj: iStockphoto.com

Ilustračný obrázok: Pluto malo štatút 9. planéty slnečnej sústavy od roku 1930 do roku 2006, keď mu ho Medzinárodná astronomická únia (IAU) odňala. Zdroj: iStocphoto.com

Naše vedomosti o slnečnej sústave sa vyvíjajú. Pred vynálezom ďalekohľadu ľudia poznali len 5 planét (nezaraďovali medzi ne našu Zem). Neskôr objavili Urán a Neptún a pred 90 rokmi aj Pluto. V roku 2006 sa astronómi rozhodli Pluto z tohto zoznamu vyradiť. Rôzni milovníci vesmíru, najmä „záhadológovia“ a psychotronici, však usilovne hľadajú ďalšiu, zatiaľ hypotetickú planétu – Vulkán, Nemesis, Nibiru a podobne, vnútri dráhy Merkúra alebo vo veľkých vzdialenostiach od Slnka. Prečo to nie je reálne?

Prvých 8 planét

Staroveké kultúry poznali okrem hviezd, Slnka a Mesiaca aj 5 planét – Merkúr, Venušu, Mars, Jupiter a Saturn. Až Mikuláš Kopernik zaradil medzi planéty obiehajúce okolo Slnka aj Zem. Siedmu planétu – Urán objavil Friedrich William Herschel v roku 1781 pomocou zrkadlového ďalekohľadu vlastnej konštrukcie s priemerom objektívu len 16 cm. Po tomto objave sa zistilo, že pohyb Urána sa odchyľuje od pohybu vypočítaného podľa gravitačného zákona. V roku 1845 John Couch Adams, vtedy univerzitný študent v Cambridge v Anglicku, a francúzsky astronóm Urbain Le Verrier v Paríži vypočítali, že dráhu Urána ruší gravitácia ešte neobjavenej ôsmej planéty. Podľa Le Verrierových výpočtov našiel Neptún nemecký astronóm Johann Gottfried Galle v Berlíne v roku 1846. Neptún sa tak stal jedinou planétou, ktorú objavili matematici! Bolo to excelentné potvrdenie Newtonovej gravitačnej teórie.

Dočasný prírastok – Pluto

Pozorovania Urána a Neptúna v druhej polovici 19. storočia viedli astronómov k hypotéze, že pohyb Urána ruší okrem Neptúna ešte ďalšie teleso. Tieto nepresnosti sa vysvetlili až v roku 1986, keď sonda Voyager 2 odhalila chybu vo výpočtoch pri určení hmotnosti Urána. Na základe úspešného objavu Neptúna blízko vypočítanej polohy bola však viera v správnosť výpočtov taká veľká, že hypotetickú deviatu planétu začali hľadať.

V roku 1930 bol úspešný mladý americký astronóm Clyde Tombaugh, ktorý našiel planétu pomenovanú Pluto na Lowellovej hvezdárni vo Flagstaffe veľmi blízko miesta, na ktorom sa podľa výpočtov mala nachádzať.

Pluto. Zdroj: iStockphoto.com

Pluto našiel v roku 1930 americký astronóm Clyde Tombaugh. Zdroj: iStockphoto.com

Až keď v roku 1978 objavil americký astronóm James Christy najväčší mesiac Pluta Cháron a z jeho pohybu okolo Pluta bola s vysokou presnosťou určená hmotnosť obidvoch telies, zistilo sa, že hmotnosť Pluta je príliš malá na to, aby spôsobila merateľné zmeny v pohybe Urána. Objav Pluta v roku 1930 „v blízkosti vypočítaného miesta“ bol teda dielom obyčajnej náhody.

Edgeworthov-Kuiperov pás

V roku 1949 publikoval írsky astronóm Kenneth Edgeworth článok o teoretickej existencii zvyškových telies z obdobia formovania planét v oblasti za Neptúnom. V roku 1992 našli David Clifford Jewitt a Jane Luu prvé takéto teleso s predbežným označením 1992 QB1, ktoré neskôr dostalo definitívne označenie 15760 Albion.

K 22. novembru 2020 je katalogizovaných 2529 telies v oblasti za Neptúnom, ktoré tvoria takzvaný Edgeworthov-Kuiperov pás. Medzi týmito ľadovými objektmi, v podstate protokométami, bolo Pluto len prvé objavené, ináč nie je ničím výnimočné. Astronómi odhadujú, že v páse je viac ako 100 000 objektov s priemerom aspoň 100 km. Postupne s pribúdajúcimi objavmi objektov väčších ako Pluto bolo zrejmé, že ich počet nie je konečný, a tak ak sme nechceli mať v slnečnej sústave „100“ planét, bolo nutné uviesť názvoslovie vesmírnych telies do súladu so skutočnosťou.

Prečo Pluto vypadlo zo zoznamu

Prvý pokus degradovať Pluto sa udial na pôde Medzinárodnej astronomickej únie (IAU) v roku 1999, keď sa blížilo pomenovania 10 000. asteroidu. Astronómi už poznali veľkosť Pluta i jeho zloženie radikálne odlišné od ostatných 8 planét. Brian Geoffrey Marsden, šéf ústredia pre malé telesá slnečnej sústavy, pripravil kompromisný návrh. Pluto by dostalo mimo štatútu deviatej planéty aj štatút asteroidu – vzhľadom na výnimočnosť navrhoval číslo 10 000. Zjavný kompromis ponechávajúci miesto aj pre tradičné chápanie však nezískal dostatočnú podporu medzi širokou astronomickou obcou napriek tomu, že astronómi skúmajúci slnečnú sústavu sa zaň väčšinovo postavili.

Po objave objektov veľkosťou porovnateľných s Plutom alebo väčších sa astronómi k problému vrátili. Na kongrese IAU v Prahe v auguste 2006 hlasovaním rozhodli, že v slnečnej sústave máme opäť len 8 planét (Merkúr, Venuša, Zem, Mars, Jupiter, Saturn, Urán a Neptún). Pluto dostalo štatút trpasličej planéty a súčasne predstaviteľa ľadových objektov obiehajúcich okolo Slnka na periférii planetárnej sústavy za Neptúnom.

Kongres rozhodol, že skutočná planéta podľa novovytvorenej definície IAU musí spĺňať tri kritériá. Musí obiehať okolo Slnka a nie iného telesa (takže mesiace sú vylúčené); musí byť dostatočne veľká na to, aby nadobudla svojou vlastnou gravitáciou sférický tvar, ale nie taká veľká, že v jej vnútri sa zapália jadrové reakcie (takže hviezdy sú vylúčené); a musí vyčistiť svoje okolie od iných obiehajúcich telies (je teda v určitej oblasti dominantná). Pluto nesplnilo poslednú podmienku, pretože v jeho susedstve je množstvo ľadových telies Edgeworthovho-Kuiperovho pásu.

Sonda New Horizons v blízkosti Pluta. V pozadí je jeho mesiac Cháron. Zdroj: iStockphoto.com

Sonda New Horizons preletela okolo Pluta (v pozadí je jeho mesiac Cháron) v roku 2015. Zdroj: iStockphoto.com

Boj za existenciu 9. planéty

Hneď po rozhodnutí IAU sa v Spojených štátoch, kde Pluto v roku 1930 objavili, rozhorel boj za záchranu tejto planéty. Ako hlavný argument proti sa používali najprv novoobjavené exoplanéty. To, že Slnko je len modelový prípad pre našu slnečnú sústavu a pri exoplanétach stačí nahradiť Slnko príslušnou centrálnou hviezdou exoplanetárnej sústavy, kritici nechceli počuť.

Ale požiadavka vyčistenia svojho okolia sa zdala byť nekonzistentná aj pre Alana Sterna, zodpovedného za vedecký program sondy New Horizons, ktorá v júli 2015 preletela okolo Pluta. Napadol požiadavku vyčistenia okolia napríklad argumentom, že Zem za prvých 500 miliónov rokov nebola planétou, keďže sa pohybovala v roji trosiek. Dvojica namiesto toho navrhla jednoduchšiu takzvanú geofyzikálnu definíciu planéty: planéty sú okrúhle objekty vo vesmíre, ktoré sú menšie ako hviezdy.

Teda dôležité je to, ako teleso vyzerá a nie to, ako a v akom prostredí sa pohybuje. Podľa tejto definície sú Pluto a ďalšie trpasličie planéty, napríklad Ceres a Eris, považované za planéty rovnako ako veľké mesiace Jupitera – Európa, Ganymed, Io a Kalisto, Saturnov obrovský satelit Titan, náš Mesiac a mnoho ďalších telies. Počet planét slnečnej sústavy by s použitím geofyzikálnej definície presiahol 110. Akceptovanie takejto širokej definície si možno ťažko predstaviť.

Napríklad astrofyzik Ethan Siegel tvrdí: „Evolúcia kozmického telesa je dôležitá pre pochopenie jeho povahy. Jednoduchým faktom je, že keď bolo prvýkrát objavené Pluto, nikdy nebolo na rovnakej úrovni ako ostatných osem planét. Rezolúcia IAU v roku 2006 bola len neúplným pokusom opraviť túto chybu. Geofyzikálna definícia je krokom v opačnom smere, je to krok smerom k väčšej chybe.“ Jasný názor na kampaň má aj Mike Brown z Caltechu, ktorý objavil niekoľko objektov Edgeworthovho-Kuiperovho pásu: „Pluto stále nie je planétou, v skutočnosti ňou ani nikdy nebolo, len sme to nechápali, teraz vieme viac. Nostalgia naozaj nie je veľmi dobrý argument pre Pluto ako planétu, ale nič iné reálne v prospech toho nemáme.“

Pravda je niekde uprostred

Pri takýchto rozporných stanoviskách je jasné, že konsenzus potrebný na zmenu sa rýchlo nedosiahne. Napriek silným vyhláseniam na oboch stranách sa zdá, že pravda je niekde uprostred. Samotný sférický tvar nie je dobrým kritériom, lebo je zreteľný rozdiel v postavení v slnečnej sústave napríklad medzi Merkúrom a mesiacom Titán, hoci je väčší. Ale dráhové kritériá tiež nemôžu byť celkom rigorózne, lebo telesá v planetárnych sústavách migrujú a vzájomná konfigurácia sa mení. Je možné, že riešenie nám nakoniec ukážu exoplanéty. Rozmanité planetárne sústavy môžu byť impulzom pre nájdenie všeobecne akceptovateľného riešenia.

Edgeworthov-Kuiperov pás pôsobí ako pás väčších aj menších letiacich kamenných útvarov. Zdroj: iStockphoto.com.

Edgeworthov-Kuiperov pás, ktorý sa nachádza v blízkosti Pluta a za dráhou Neptúna. Zdroj: iStockphoto.com

Ďalšie možnosti

O ďalšej planéte sa veľa diskutovalo po objave toho, že perihélium dráhy Merkúra sa posúva v smere obehu planéty okolo Slnka o významné hodnoty. Vysvetliť to malo pôsobenie planéty Vulkán obiehajúcej vnútri dráhy Merkúra a pre blízkosť k Slnku zo Zeme nepozorovateľnej. Neskôr však bolo stáčanie perihélia Merkúra bez zvyšku vysvetlené ako dôsledok teórie relativity.

Aj vo vývoji Edgeworthovho-Kuiperovho pásu sa predpokladá existencia veľkých planetezimál až veľkosti Marsu (čiže objektov, o ktorých sa domnievame, že existovali v slnečnej hmlovine). Takéto teleso by mohlo vysvetliť ostrú hranu pásu, ktorú pozorujeme vo vzdialenosti 50 astronomických jednotiek alebo existenciu Tritóna (veľký mesiac Neptúna).

Problém je však v tom, že ak sa také veľké teleso (ako predpokladaná rozptyľujúca planetezimála veľkosti Marsu) raz oslobodí od Neptúna, neexistuje žiadny známy dynamický mechanizmus, ktorý by zabezpečil jeho neskoršie odstránenie zo systému. Toto teleso by teda muselo byť ešte stále prítomné niekde v oblasti medzi 50 až 70 astronomickými jednotkami.

Pri telese veľkosti Marsu s albedom 4 percentá (čiže mierou odrazivosti telesa alebo jeho povrchu) by jeho zdanlivá jasnosť bola väčšia ako 20. magnitúda. Pri sklone pod 10 stupňov by sa pohybovalo v oblasti, ktorá je predmetom mnohých prehliadok oblohy, a preto predpokladáme, že by už bolo objavené. Nemožno však celkom vylúčiť, že takéto teleso objavíme niekedy v budúcnosti a počet planét slnečnej sústavy opäť vzrastie.

 

O autorovi

Ján Svoreň

Ján Svoreň | externý autor

doc. RNDr. Ján Svoreň, DrSc.

  • V rokoch 1967 až 1972 vyštudoval astronómiu a geofyziku na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského v Bratislave.
  • Od roku 1981 je vedeckým pracovníkom Astronomického ústavu Slovenskej akadémie vied v Tatranskej Lomnici. Venuje sa výskumu medziplanetárnej hmoty, predovšetkým komét a meteorov.
  • V roku 2016 získal Cenu ministra školstva, vedy, výskumu a športu SR za vedu a techniku v kategórii Popularizátor vedy.
  • V roku 2002 pomenovala Medzinárodná astronomická únia asteroid 1999 TE6 jeho menom – Svoreň.
  • Doposiaľ publikoval vyše 280 vedeckých a odborných publikácií.
  • Od roku 2002 je predsedom Vedeckého kolégia Slovenskej akadémie vied pre vedy o Zemi a vesmíre.
  • Je členom Medzinárodnej astronomickej únie aj Slovenskej astronomickej spoločnosti pri SAV.

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Operačný program EÚ

Podporujeme výskumné aktivity na Slovensku/Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ

Táto webstránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovanom zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.