Rudolf Mentzl: Černá labuť nebo bílá vrána?
Aldebaran bulletin

Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie.
Vydavatel: AGA & Štefánikova hvězdárna v Praze
Číslo 15 (vyšlo 18. května, ročník 16 (2018)
© Copyright Aldebaran Group for Astrophysics
Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno.
ISSN: 1214-1674,
Email: bulletin@aldebaran.cz

Hledej

Černá labuť nebo bílá vrána?

Rudolf Mentzl

Vezměte černý toner do tiskárny, smíchejte se sodovkou, pro jistotu do směsi několikrát plivněte, aby nechyběl organický materiál, a nechte hluboko zamrazit. To co získáte, bude údajně velice podobné pojivu, které k sobě lepí balvany, když vzniká kometa. Ten černý toner autoři receptu přidávají hlavně kvůli barvě. OdrazivostAlbedo – míra odrazivosti povrchu tělesa. Jde o poměr dopadajícího a odraženého elektromagnetického záření vyjádřený zpravidla v procentech nebo desetinných číslech. Pokud není specifikováno jinak, jde o viditelné světlo a kolmý dopad. Například albedo sněhu je 90 % (0,9), Země 31 % (0,31) a Měsíce 12 % (0,12). komet je překvapivě velice nízká, pohybuje se mezi dvěma až pěti procenty.

Když se taková kometa utrhne z místa svého promrzlého trvalého bydliště na okraji Sluneční soustavy a přiblíží se ke Slunci, začnou vodní i suchý led sublimovat, vytvoří dočasnou atmosféru, tzv. komuKoma – plynný obal jádra komety, vzniká při přiblížení komety ke Slunci. Koma může mít rozměry stovek až tisíců kilometrů., ze které tlak slunečního záření vypudí dlouhý chvost. Chvost se již na kometu nikdy nevrátí, ta s každým přiblížením ke Slunci hubne, až jednoho dne vyschne zcela a rozpadne se na menší kamenné části podobné planetkám. Bylo by však chybné mezi kometyKometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově oblaku za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 au. Některé komety pocházejí i z bližšího Kuiperova pásu.planetkyPlanetka – 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. dávat rovnítko.

Planetky jsou sice také potulné balvany, nicméně s úplně jiným rodokmenem. Předpokládá se, že jde o materiál, ze kterého se kdysi formovaly planety, ale jejich vývoj byl přerušen rušivými gravitačními vlivy rychle rostoucích planet, jako JupiterJupiter – největší a nejhmotnější (1,9×1027 kg) planeta Sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna, která je pozorována po několik století. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole.SaturnSaturn – druhá největší planeta sluneční soustavy. Je charakteristická dobře viditelným prstencem. Saturn je od Slunce desetkrát dále než Země, a proto je jeho teplota velmi nízká (−150 °C). Průměrná hustota planety 0,7 g·cm−3 je nejnižší z celé sluneční soustavy, dokonce nižší než hustota vody. Saturn patří k obřím planetám. Oběhne Slunce za 30 let, kolem vlastní osy se otočí za pouhých 10 hodin. Rychlá rotace způsobuje vznik pásů. V atmosféře jsou pozorovány velké žluté či bílé skvrny. Atmosféra je tvořena oblaky čpavku, vodíkem a heliem. V nitru je snad malé jádro z křemičitanů obklopené kovovým vodíkem. Vítr v atmosféře dosahuje rychlosti až 1 800 km/h. Magnetické pole má dipólový charakter s osou téměř rovnoběžnou s rotační osou.. Planetky se nacházejí především v tzv. Hlavním pásuHlavní pás – pás planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Největším tělesem je planetka Ceres (průměr 974 km) objevená v roce 1801. V roce 2005 překročil počet známých těles Hlavního pásu 100 000. Jejich úhrnná hmotnost je ale velmi malá. Existuje zde jen 16 těles s rozměry nad 240 km., jakési mezeře mezi oběžnými drahami MarsuMars – rudá planeta se dvěma malými měsíci, Phobosem a Deimosem, je v pořadí čtvrtým tělesem sluneční soustavy. Povrch planety je pokryt načervenalým pískem a prachem. Barva je způsobena vysokým obsahem železa. Načervenalá barva celé planety jí dala jméno (Mars je bůh válek). Na povrchu se nacházejí obrovské sopky, z nichž ta největší, Olympus Mons, je 24 km vysoká a její základna je 550 km široká. Na vrcholu je kráter o průměru 72 km. Pro Mars jsou charakteristické systémy kaňonů vzniklé pohybem kůry. Snímky ze sond ukazují místa, kudy dříve tekla voda. Zdá se, že Mars byl dříve vlhčí a teplejší, než je dnes. Rozpětí teplot, které na Marsu panují (zima ne větší než v Antarktidě) by bylo snesitelné pro některé primitivní formy života žijící na Zemi. Jejich existence se však dosud nepotvrdila. a JupiteruJupiter – největší a nejhmotnější (1,9×1027 kg) planeta Sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna, která je pozorována po několik století. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole.. Druhé takové hnízdo je za drahou NeptunuNeptun – poslední z obřích planet. Podobně jako ostatní obří planety má prstence, rozsáhlou soustavu měsíců a pásovitou strukturu atmosféry s obřími víry – skvrnami. Neptun je téměř stejně velký jako Uran. Průměrná hvězdná velikost je 7,8m, a proto nemůže být pozorován okem. Atmosféra má pásovitou strukturu, rotace je diferenciální s průměrnou periodou 19 hodin. Vlastní rotační perioda planety je 16 hodin, atmosféra tedy vzhledem k povrchu rotuje retrográdně. V atmosféře se nachází obří anticyklóny, například Malá a Velká temná skvrna. Atmosféra má zelenomodrou barvu, v horních vrstvách převládá vodík a helium. Modrozelené zabarvení je způsobeno stopami metanu. Rychlosti větru naměřené sondou Voyager 2 přesahují 2 000 km/h. Magnetické pole má dipólový charakter, osa je skloněna 47° vzhledem k rotační ose a posunutá od středu o 0,55 poloměru..

Hlavní pás planetek

Hlavní pás planetek. Zdroj: ESA/Hubble, M. Kornmesser.

MPI – Max Planck Institute, největší síť vědeckých ústavů v Německu s pobočkami v mnoha velkých městech.

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.

Planetka 288P – plným názvem (300163) 2006 VW139. Byla objevena v roce 2006. Obíhá v Hlavním pásu planetek na protáhlé dráze s perihelem 2.4358 au a afeliem 3.6619 au. Při přiblížení ke Slunci vzniká plynoprachový ohon. Jedná se o první kometu patřící do Hlavního pásu. V roce 2016 bylo potvrzeno dvojité jádro.

Kometa – těleso malých rozměrů obíhající kolem Slunce většinou po protažené eliptické dráze s periodou od několika let po tisíce roků. Při přiblížení ke Slunci se vypařuje část materiálu jádra a kometa vytváří komu a eventuálně ohon. Jde o pozůstatky materiálu z doby tvorby sluneční soustavy. Dnes se nacházejí v Oortově oblaku za hranicemi sluneční soustavy, ve vzdálenosti 20 000÷100 000 au. Některé komety pocházejí i z bližšího Kuiperova pásu.

Hlavní pás – pás planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Největším tělesem je planetka Ceres (průměr 974 km) objevená v roce 1801. V roce 2005 překročil počet známých těles Hlavního pásu 100 000. Jejich úhrnná hmotnost je ale velmi malá. Existuje zde jen 16 těles s rozměry nad 240 km.

Planetka nebo kometa?

V každé taxonomii panuje vzorný pořádek jen do té chvíle, kdy někdo přijde s první výjimkou. Ten někdo byl tým vědců vedený Jessicou Agarwal (Max Planck Institute for Solar System Research). Jejich výzkum se týkal planetky 288P z Hlavního pásuHlavní pás – pás planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Největším tělesem je planetka Ceres (průměr 974 km) objevená v roce 1801. V roce 2005 překročil počet známých těles Hlavního pásu 100 000. Jejich úhrnná hmotnost je ale velmi malá. Existuje zde jen 16 těles s rozměry nad 240 km., objevené již v roce 2006. V době objevu nebyla planetka ničím významná. Vzdálenost od Slunce kolísá mezi 2.4 až 3.7 auAstronomická jednotka – au (astronomical unit), původně střední vzdálenost Země od Slunce, v roce 2012 ji IAU definovala jako 149 597 870 700 m přesně a změnila zkratku z AU na au. Astronomická jednotka se používá především pro určování vzdáleností ve sluneční soustavě, pro přibližné odhady postačí hodnota 150 milionů kilometrů., oběžná doba je něco přes pět a čtvrt roku. Asi by upadla do pečlivě katalogizovaného zapomnění, kdyby nebyl v roce 2011 v její blízkosti zaznamenán prachový ohon.

Na další průlet perihelem v roce 2016 byli již astronomové připraveni. Čekání se vyplatilo. Když se planetka na své pouti Sluneční soustavou opět dostala do blízkosti Slunce, upozornila na sebe zářící komouKoma – plynný obal jádra komety, vzniká při přiblížení komety ke Slunci. Koma může mít rozměry stovek až tisíců kilometrů., posléze i ohonem. Obojí bylo tvořeno sublimujícím vodním ledem. Poprvé v historii jsme spatřili kometu Hlavního pásuHlavní pás – pás planetek mezi drahami Marsu a Jupiteru. Největším tělesem je planetka Ceres (průměr 974 km) objevená v roce 1801. V roce 2005 překročil počet známých těles Hlavního pásu 100 000. Jejich úhrnná hmotnost je ale velmi malá. Existuje zde jen 16 těles s rozměry nad 240 km..

Pozorování planetky – komety Hubblovým dalekohledemHST (Hubble Space Telescope) – Hubblův vesmírný dalekohled. Největší dalekohled na oběžné dráze kolem Země, kde byl v roce 1990 umístěn do výšky 614 km. Průměr primárního zrcadla je 2,4 m. Z hlediska kosmologie je zajímavý HST Key Project (klíčový projekt HST), který v roce 1999 posloužil k prvnímu přesnému určení Hubbleovy konstanty. V lednu 2004 NASA zrušila servisní mise k tomuto unikátnímu přístroji, nicméně v roce 2006 bylo rozhodnuto o poslední servisní misi, která měla proběhnout v roce 2008. Mise byla kvůli závadě na dalekohledu odložena a uskutečnila se v květnu 2009. přineslo dostatek dat k modelování a rekonstrukci dějů na jejím povrchu. V červenci 2016 vzrostla díky blízkosti Slunce produkce plynu natolik, že začal unášet až milimetrová zrnka prachu, která následně vytvořila prachový ohon. Později (od poloviny září až do konce pozorování v lednu 2017) klesala velikost dominantních prachových zrn až na 10 µm.

Snímky z Hubblova dalekohledu také rozlišily dvě jádra vzdálená 100 km. Na soustavě dvou vzájemně se obíhajících planetek byla nápadná už zhruba stejná velikost obou složek. Nebylo to však to nejzajímavější. Systém irituje astronomy i z mnoha dalších důvodů. Kometa hlavního pásu už samotnou svou existencí zamíchala představami o evoluci komet. To může mít dalekosáhlé důsledky v nazírání na mechaniku formování celé Sluneční soustavy.

Vývoj ohonu planetky – komety 288P

Vývoj ohonu planetky – komety 288P. Ohon komety mění svůj směr nejen díky změně geometrických podmínek během více než měsíčního pozorování, ale také díky velikosti dominujících prachových zrn. Na počátku ohon obsahuje hrubá zrna podléhající více sluneční přitažlivosti, později převládá jemný prach unášený ve směru slunečního záření. Zřetelně je vidět dvojité jádro. Zdroj: NASA, ESA, J. Agarwal, Max Planck Institute for Solar System Research).

Planetka – kometa 288P ztrácí při každém průletu perihelem takové množství vody, že by v pozorované podobě již dávno neměla existovat. Ledové planetky běžně komu ani ohon nevytvářejí a své vodní zásoby chrání před slunečními paprsky prachovým příkrovem. Tento stav je poměrně stabilní, dokáže účinně bránit sublimaci i po miliardy let. Z toho se usuzuje, že planetka byla ještě před pěti tisíci lety jediným tělesem, které se díky rychlé rotaci rozpadlo na dvě komponenty, odhalilo své ledové útroby a od té doby se chová jako kometa.

Vysoký obsah vodního ledu na planetce v Hlavním pásu naznačuje cesty, jakými se na Zem mohla dostat voda. Původní představy, že voda pochází z komet, jsou zpochybněny izotopovým složením kometárního ledu, které je jiné, než v pozemských oceánech. Mohly úlohu zavodnění Země splnit komety a ledové planetky Hlavního pásu? Otázka zůstává otevřená.

Odkazy

Valid HTML 5 Valid CSS!

Aldebaran Homepage