Trpasličí planety
Nejdůležitější kandidáti na trpasličí planety
Základní charakteristika
Ve Sluneční soustavě je řada objektů, které obíhají Slunce, mají tvar zformovaný gravitací (nejde o nepravidelná tělesa), ale nejsou natolik veliké, aby okolí své dráhy vyčistily od drobnějších těles. Taková tělesa nazýváme trpasličí planetyTrpasličí planeta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne přibližně kulatého tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) není satelitem jiného tělesa. 4) nevyčistí okolí své dráhy od drobných těles (na rozdíl od planety). V současnosti (2026) je Mezinárodní astronomickou unií schváleno pět trpasličích planet: Ceres v Hlavním pásu planetek a transneptunická tělesa Pluto, Eris, Haumea a Makemake. Mnoho dalších podobných těles čeká na schválení. a nacházejí se jak v Hlavním pásuHlavní pás – pás planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Největším tělesem je planetka Ceres (průměr 940 km) objevená v roce 1801. V současnosti (2026) je počet známých těles Hlavního pásu přibližně 1,5 milionu. Jejich úhrnná hmotnost je ale velmi malá. Existuje zde jen 16 těles s rozměry nad 240 km. planetek mezi Marsem a Jupiterem, tak v Kuiperově pásuKuiperův pás – oblast malých těles za drahou Neptunu. Vnitřní okraj pásu se nachází ve vzdálenosti asi 30 a vnější asi ve vzdálenosti 500 astronomických jednotek od Slunce. Je „položen“; do roviny ekliptiky. Dnes známe tisíce objektů Kuiperova pásu a předpokládá se, že existuje přes 100 000 objektů s velikostí větší než 100 kilometrů. Průměry těles nepřesahují (až na ojedinělé výjimky) 400 km. Celková hmotnost všech těles se odhaduje na 0,1 hmotnosti Země. Nejznámějším tělesem Kuiperova pásu je Pluto. Odhaduje se, že v Kuiperově pásu se může nacházet řádově miliarda kometárních jader. za drahou Neptunu. Kategorie trpasličích planet byla zavedena na zasedání Mezinárodní astronomické unie (IAUIAU – Mezinárodní astronomická unie (International Astronomical Union), organizace založená v roce 1919. Sdružuje astronomické společnosti z celého světa a vydává závazná rozhodnutí ohledně názvosloví těles a útvarů na nich. Vedení IAU sídlí v Paříži. Od roku 1922 (s výjimkou válečných let 1939–1948) zasedá IAU pravidelně každé tři roky na Valném shromáždění IAU.) v Praze v roce 2006, kdy již bylo zřejmé, že těles podobných jako Pluto je ve Sluneční soustavě několik desítek. Planety mají tři základní vlastnosti: 1) obíhají kolem Slunce, 2) mají tvar formovaný vlastní gravitací, 3) vyčistí prostor kolem své dráhy od menších těles. Trpasličí planety nesplňují třetí vlastnost a obecně jsou menší než skutečné planety. V roce 2008 schválila IAU rezoluci, podle které budou nadále trpasličí planety obíhající za drahou Neptunu označovány jako tzv. PlutoidyPlutoidy – trpasličí planety za drahou Neptunu. Tato skupina těles byla definována v roce 2008 na zasedání Mezinárodní astronomické unie ve Stockholmu. K typickým zástupcům patří Pluto, Eris nebo Makemake.. Největším problémem je v dnešní době schvalování kandidátů na trpasličí planety organizací IAU. Přestože je vhodných kandidátů kolem dvaceti, IAU schválila do rodiny trpasličích planet zatím pouze pět z nich: Ceres, Pluto, Eris, Haumeu a Makemake. Důvodem je nejen liknavost a byrokracie, ale také obtížné ověření druhé podmínky, tj. zda má dané těleso skutečně kulatý tvar. U některých trpasličích planet byly objeveny i měsíce. Pluto má pět měsíců (Charon, Nix, Hydra, Kerberos, Styx), Haumea dva měsíce (Namaka, Hi'iaka), po jednom má Eris (Dysnomia), Makemake (MK 2 – nepotvrzený), Gonggong (Xiangliu), Quaoar (Weywot), Orcus (Vanth), Salacia (Actaea) a Achlys (zatím nemá jméno, ztratil se). Pluto má rozměr srovnatelný s trpasličí planetkou Eris, jeho hmotnost je ale o 27 % nižší. Ceres, první objevená planetka z Hlavního pásu, byla považována za planetu od roku 1801, kdy byla objevena, až do poloviny 19. století, kdy byla nalezena řada dalších těles Hlavního pásu. Situace se opakovala s Plutem, který byl v rodině planet od roku 1930 do roku 2006.
|
Planeta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne kulového tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) vyčistí okolí své dráhy od drobnějších těles. Planetami jsou Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. V poslední době se název planeta vžil i pro exoplanety obíhající kolem jiných hvězd, než je naše Slunce. Trpasličí planeta – nebeské těleso, které: 1) obíhá okolo Slunce. 2) má dostatečnou hmotnost, aby jeho gravitace překonala vnitřní síly pevného tělesa (dosáhne přibližně kulatého tvaru odpovídajícího hydrostatické rovnováze). 3) není satelitem jiného tělesa. 4) nevyčistí okolí své dráhy od drobných těles (na rozdíl od planety). V současnosti (2026) je Mezinárodní astronomickou unií schváleno pět trpasličích planet: Ceres v Hlavním pásu planetek a transneptunická tělesa Pluto, Eris, Haumea a Makemake. Mnoho dalších podobných těles čeká na schválení. Planetka – nesprávně asteroid, malé těleso o rozměrech maximálně stovek kilometrů na samostatné dráze kolem Slunce. Nejvíce planetek se nachází v tzv. Hlavním pásu mezi drahami Marsu a Jupiteru. Obdobná tělesa jsou i v Kuiperově pásu za drahou Neptunu. Hlavní pás – pás planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Největším tělesem je planetka Ceres (průměr 940 km) objevená v roce 1801. V současnosti (2026) je počet známých těles Hlavního pásu přibližně 1,5 milionu. Jejich úhrnná hmotnost je ale velmi malá. Existuje zde jen 16 těles s rozměry nad 240 km. Kuiperův pás – oblast malých těles za drahou Neptunu. Vnitřní okraj pásu se nachází ve vzdálenosti asi 30 a vnější asi ve vzdálenosti 500 astronomických jednotek od Slunce. Je „položen“; do roviny ekliptiky. Dnes známe tisíce objektů Kuiperova pásu a předpokládá se, že existuje přes 100 000 objektů s velikostí větší než 100 kilometrů. Průměry těles nepřesahují (až na ojedinělé výjimky) 400 km. Celková hmotnost všech těles se odhaduje na 0,1 hmotnosti Země. Nejznámějším tělesem Kuiperova pásu je Pluto. Odhaduje se, že v Kuiperově pásu se může nacházet řádově miliarda kometárních jader. |
Na snímcích palubní kamery americké sondy Down je v nepravých barvách zachycena trpasličí planeta Ceres. Zdroj: NASA/JPL-CalTech/UCLA/MPS/DLR/IDA.
Seznam trpasličích planet
| název | průměr | poloha | objev | měsíce | IAU |
|---|---|---|---|---|---|
| Ceres | 940 km | Hlavní pás | 1801 | 0 | A |
| Pluto | 2 377 km | Kuiperův pás | 1930 | 5 | A |
| Eris | 2 326 km | Kuiperův pás | 2005 | 1 | A |
| Haumea | 1 560 km | Kuiperův pás | 2004 | 2 | A |
| Makemake | 1 430 km | Kuiperův pás | 2005 | 0 | A |
| Gongong | 1 230 km | Kuiperův pás | 2007 | 1 | N |
| Quaoar | 1 098 km | Kuiperův pás | 2002 | 1 | N |
| Orcus | 910 km | Kuiperův pás | 2004 | 0 | N |
| Sedna | 906 km | Kuiperův pás | 2003 | 0 | N |
| Salacia | 838 km | Kuiperův pás | 2004 | 0 | N |
| Achlys | 772 km | Kuiperův pás | 2003 | 1 | N |
| Aya | 768 km | Kuiperův pás | 2002 | 0 | N |
| Varda | 749 km | Kuiperův pás | 2003 | 1 | N |
| Ixion | 697 km | Kuiperův pás | 2001 | 0 | N |
| Varuna | 680 km | Kuiperův pás | 2000 | 0 | N |
Trpasličí planety. Rozměry mohou být zatíženy značnou chybou. Názvy měsíců jsou na velké variantě obrázku nad tabulkou. „A“ v posledním sloupi znamená, že jde o trpasličí planetu oficiálně schválenou IAU.
Pluto a Charon
Pluto je nejznámější z trpasličích planet. Spolu s Charonem tvoří trpasličí dvojplanetu v Kuiperově pásuKuiperův pás – oblast malých těles za drahou Neptunu. Vnitřní okraj pásu se nachází ve vzdálenosti asi 30 a vnější asi ve vzdálenosti 500 astronomických jednotek od Slunce. Je „položen“; do roviny ekliptiky. Dnes známe tisíce objektů Kuiperova pásu a předpokládá se, že existuje přes 100 000 objektů s velikostí větší než 100 kilometrů. Průměry těles nepřesahují (až na ojedinělé výjimky) 400 km. Celková hmotnost všech těles se odhaduje na 0,1 hmotnosti Země. Nejznámějším tělesem Kuiperova pásu je Pluto. Odhaduje se, že v Kuiperově pásu se může nacházet řádově miliarda kometárních jader. . Do roku 2006 byl Pluto považován za planetu. Kolem Pluta obíhají další čtyři měsíce Nix, Hydra, Kerberos a Styx. Pluto oběhne Slunce jednou za 248 let. Kolem vlastní osy se otáčí v opačném smyslu, než obíhá. Na podrobných snímcích ze sondy New HorizonsNew Horizons – americká sonda, která se vydala na cestu k Plutu v lednu 2006. Sonda byla vynesena raketou Atlas V551. Opuštění Zeměkoule bylo propočteno tak, aby sonda letěla nejprve k Jupiteru, který ji urychlil na cestu k Plutu. Po průletu kolem Pluta a Charónu v červenci 2015 mise pokračuje do oblasti dalších transneptunických těles v Kuiperově pásu., která prolétla kolem Pluta v červenci roku 2015, je patrná rozsáhlá ledová oblast ve tvaru srdce. Měří ve směru od východu k západu 1 800 km a 1 500 km od severu k jihu. Tato oblast byla na počest objevitele Pluta pojmenována Tombaugh Regio. Na povrchu byly pozorovány kopce vysoké 2 až 3 km oproti okolnímu terénu, jsou zde dopadové krátery až do velikosti 260 km v průměru. Současně se zde ale nacházejí také rozsáhlé rovinaté ledové pláně bez výraznějších terénních nerovností, přičemž Tombaugh Regio je jednou z nich. Povrchová teplota byla naměřena v rozmezí 35 až 55 K. V takových podmínkách jsou povrchové útvary, ať už jsou tvořeny čímkoli, pokryty ledem vymrzlým z atmosféry. Atmosféra je složena převážně z dusíku s příměsí uhlovodíků, zejména metanu, jenž tvoří 0,25 % atmosféry. Atmosférický tlak při povrchu dosahuje jen ~10 µbar, i přesto, že atmosférická absorpce byla při zákrytu Slunce Plutem zaznamenána až ve výšce 1 670 km. Hranice neprostupné mlhy byla při tomto měření nalezena ve výšce 150 km nad povrchem. Povrch je na mnoha místech pokryt dusíkovým ledem a zmrzlou tholinovou směsí a také ledovým oxidem uhelnatým. Povrch proto dobře odráží světlo.
Vzhledem k tomu, že se Pluto od svého přísluní v roce 1989 neustále vzdaluje od Slunce, jeho povrch se ochlazuje a atmosféra postupně slábne. Podle modelů založených na sledování zákrytů hvězd dochází k postupnému vymrzání plynů na povrch v podobě dusíkového sněhu, což kolem roku 2030 povede k téměř úplnému kolapsu a dočasnému zániku plynného obalu této trpasličí planety.
Pluto je tak malé, že nemohlo způsobit poruchy drah Uranu a Neptunu, na základě kterých bylo v roce 1930 objeveno Clydem Tombaughem na Lowellově observatoři ve Flagstaffu. Jeho měsíc Charon má oběžnou dobu synchronizovánu s rotací, perioda je 6,4 dne. Hmotnost měsíce je 8×1021 kg, průměr 1 212 km (asi polovina Pluta). Charon je tak v poměru k planetě, kterou obíhá, největším měsícem vůbec. Pluto a Charon lze považovat spíše za rovnocennou dvojici těles než za trpasličí planetu a její měsíc. Dráha Pluta je mimořádně excentrická, v některých obdobích je blíže ke Slunci než Neptun (1979–1999). Sklon dráhy k rovině ekliptiky je 17°. Sklon rotační osy je 123°! Pluto se podobně jako Uran spíše odvaluje v rovině dráhy než rotuje. Pluto s Charonem jsou velká tělesa z Kuiperova pásuKuiperův pás – oblast malých těles za drahou Neptunu. Vnitřní okraj pásu se nachází ve vzdálenosti asi 30 a vnější asi ve vzdálenosti 500 astronomických jednotek od Slunce. Je „položen“; do roviny ekliptiky. Dnes známe tisíce objektů Kuiperova pásu a předpokládá se, že existuje přes 100 000 objektů s velikostí větší než 100 kilometrů. Průměry těles nepřesahují (až na ojedinělé výjimky) 400 km. Celková hmotnost všech těles se odhaduje na 0,1 hmotnosti Země. Nejznámějším tělesem Kuiperova pásu je Pluto. Odhaduje se, že v Kuiperově pásu se může nacházet řádově miliarda kometárních jader. . Podobných těles zde bude několik desítek. Na přelomu tisíciletí byly například objeveny Ixion, Quaoar, Varuna, Orcus, Sedna a Eris, jež mají obdobnou velikost jako Pluto. Zatím jedinou sondou, která se dostala do blízkosti Pluta, byla americká New Horizons.
Pluto a Charon. V dolní polovině planety je vidět planina
ve tvaru srdce
pokrytá ledem (Tombaugh Regio). Zdroj: NASA/New Horizons.
Základní parametry Pluta
| hmotnost | 1,3×1022 kg |
| průměr | 2 380 km |
| průměrná hustota | 1,86 g/cm3 |
| teplota | −230 °C |
| geometrické albedo | 0,55 |
| doba otočení kolem osy | 6d 9h 17min |
| doba oběhu kolem Slunce | 248 let |
| průměrná oběžná rychlost | 4,7 km/s |
| střední vzdálenost od Slunce | 5,906×109 km |
| excentricita dráhy | 0,25 |
| inklinace | 17,2° |
| počet měsíců | 5 |
| sklon rotační osy | 120° |
Pouhých 15 minut po těsném průletu zachytily kamery na New Horizons tento ledový a hornatý terén na okraji Sputnik Planum (vpravo) v protisvětle. Na snímku se dole v temnotě ztrácí Pandemonium Dorsa. Vysoké pohoří v popředí na snímku vlevo je Norgay Montes. Na obzoru se vypínají Hillary Montes. Některé hory dosahují až do výše 3 500 metrů nad okolní terén. Snímek byl pořízen ze vzdálenosti 18 000 km od Pluta a zobrazená oblast měří napříč 380 km. Zřetelné je také rozvrstvení atmosféry, která je dle zjasnění zřetelně vrstevnatá a hustší při povrchu Pluta. Zdroj: JHU.
Milníky ve výzkumu Pluta
| 1930 | Mladý asistent Clyde Tombaugh nalézá pod vedením Vesto Sliphera planetu, která je později pojmenována Pluto. První dvě písmena připomínají iniciály zakladatele observatoře Percivala Lowella. |
| 1978 | Americký námořní astronom James Christy objevuje Charon na Observatoři amerického námořnictva (United States Naval Observatory). |
| 1985 | Začíná pětiletá série zákrytů Pluta a Charona, která umožní určit relativní jasnosti a velikost obou těles. |
| 1990 | Začíná plodný výzkum Pluta Hubblovým vesmírným dalekohledem. Až do příletu sondy New Horizons jde o nejkvalitnější obrazový materiál o Plutu. |
| 2005 | Na snímcích z Hubblova vesmírného dalekohledu jsou nalezeny měsíce Nix a Hydra. Objevil je vědecký tým, v němž klíčovou roli při analýze snímků sehráli Max Mutchler a Andrew Steffl. |
| 2006 | Na zasedání v Praze zařazuje Mezinárodní astronomická unie Pluto do nově vzniklé kategorie trpasličích planet. |
| 2011 | Na snímcích z Hubblova vesmírného dalekohledu je nalezen měsíc Kerberos, o rok později měsíc Styx. Objevitelský tým vedl americký astronom Mark Showalter. |
| 2015 | Sonda New Horizons prolétá kolem Pluta a pořizuje detailní snímky Pluta a jeho měsíců. |
| 2017 | Aldebaran navštěvuje Lowellovu observatoř ve Flagstaffu a proniká do dílen s rozebraným přístrojem, kterým bylo Pluto objeveno. |
Rozmanitost povrchu na Plutu – průlet nad Sputnik Planum. Zobrazení začíná v nízkých šířkách nad pohořím Norgay Montes, severněji pokračuje nad Sputnik Planum a Cthulhu Regio, závěrečný pohled je nasměrován směrem východním, a to na Tombaugh Regio. Zdroj: JHU/New Horizons.
Další výzkum trpasličích planet
Po historickém průletu sondy New Horizons kolem Pluta v roce 2015 a tělesa Arrokoth v roce 2019 se výzkum nejvzdálenějších oblastí Sluneční soustavy přesunul do fáze vzdáleného pozorování a teoretických příprav další mise. Samotná sonda New Horizons pokračuje v měřeních na vnějším okraji Kuiperova pásu, přičemž její mise byla schválena až do konce její životnosti (předpokládané kolem roku 2030). Hlavní slovo ve výzkumu trpasličích planet mají v současnosti pozemské observatoře a Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), který podrobně zkoumá složení povrchů a řídkých atmosfér těles jako Makemake, Eris či Haumea. Pro budoucí průzkum existují různé ambiciózní koncepty misí. Nejvýznamnějším z nich je projekt Persephone pod hlavičkou Jihozápadního výzkumného institutu (SwRI), což je návrh těžké sondy, která by jako první vstoupila na oběžnou dráhu Pluta a dlouhodobě studovala jeho případný podpovrchový oceán. Vzhledem k obrovským vzdálenostem a finanční náročnosti se však realizace jakékoliv nové sondy k trpasličím planetám neočekává dříve než v průběhu 30. až 40. let 21. století.
Snímky malých měsíců Pluta v nejvyšším prostorovém rozlišení
pořízené
sondou New Horizons. Zdroj: NASA/New Horizons, H. A. Weaver et al.
