6. srpna 2017

Planetky v kurzu #2 - Kuiperův pás


   Malé planety neboli planetky, někdy nazývané také asteroidy, tvoří zdaleka nejpočetnější skupinu těles ve Sluneční soustavě. Od malých kamínků až po stakilometrové balvany jsou rozesety skoro po všech oblastech našeho systému. Jejich různé velikosti, odlišná složení i okolní podmínky vytváří téměř nekonečnou rozmanitost světů. Není proto divu, že se k různým typům těchto těles chystá hned několik průzkumných sond.

   Minule jsme se podívali na mise k planetkám blízkozemního regionu. Z okolí naší planety se nyní posuneme na opačný konec Sluneční soustavy, kde se za drahou Neptunu rozprostírá pás mnoha drobných i několika větších planetek.
   Oblastí Kuiperova pásu prolétá americká sonda New Horizons, která 1. ledna 2019 prozkoumá dosud nejvzdálenější těleso. Planetka (486958) 2014 MU69 byla v uplynulých měsících terčem rozsáhlé pozorovací kampaně, o jejímž průběhu jsem psal v několika článcích:


   Začátkem srpna astronomové zveřejnili předběžné výsledky a vypadá to, že se máme na co těšit. Planetka MU69 rozhodně není pravidelné kulaté těleso. Pozorování hvězdných zákrytů naznačují, že by mohlo jít o buď o značně protažený elipsoid nebo dokonce o binární objekt, jehož dvě složky obíhají velmi blízko sebe nebo se přímo dotýkají. Takovým případům říkáme kontaktní binární tělesa a nejlépe prozkoumaným zástupcem této třídy je kometa 67P/Čurjumov-Gerasimenková.
   Nejdelší rozměr planetky MU69 nebude větší než 30 km. V případě binární povahy pak každá složka bude mít průměr zhruba 15-20 km. Ve hře je ovšem i varianta, že se jedná o jediný objekt, ze kterého třeba nějaký náraz cizího tělesa urazil kus materiálu, a tak v sobě jinak relativně pravidelná planetka má 'vykousnutou' díru.

Jeden nebo dva? To uvidíme na přelomu roků 2018/2019
New Horizons' Next Target Just Got a Lot More Interesting
NASA / JHUAPL / SwRI / Alex Parker

   Tak či onak na nás v Kuiperově pásu čeká zajímavý svět. Dobrou zprávou je, že pozorovatelé nehlásí žádný prach, úlomky ani prstence kolem MU69, které by sondu přinutily proletět v bezpečnější vzdálenosti na úkor rozlišení snímků. Na planetku se tak budeme moci podívat pěkně zblízka. Před týmem New Horizons nyní stojí výzva co nejlépe naprogramovat příkazy pro jejich sondu, která bude opět muset všechna pozorování zvládnout v automatickém režimu. Rychlost sondy vůči planetce totiž bude kolem 14 km/s a signál mezi ní a Zemí navíc putuje šest hodin, takže přímé řízení průletu je vyloučené.
   Ještě během roku 2018 proběhnou další dvě okultace, kdy planetka MU69 na okamžik zakryje vzdálené hvězdy. Konstelace však nebudou tak příznivé jako při třech letošních zákrytech. Další pozorování by sice možná pomohlo ještě blíže upřesnit parametry planetky, nicméně stejně už bude asi příliš pozdě získané výsledky nějak zakomponovat do tou dobou jistě již hotového programu sondy New Horizons. Celou letošní pozorovací kampaň shrnuje článek na NASASpaceflight: New Horizons’ target a “science bonanza”, potential close or contact binary

Sonda New Horizons ještě před startem
NASA / JHUAPL / SwRI


---

Několik obyvatel Kuiperova pásu už jsme díky sondě New Horizons zblízka viděli. 
Jde samozřejmě o systém (134340) Pluto-Charon a jejich měsíce.

NASA / JHUAPL / SwRI


Pluto je největším členem Kuiperova pásu, zatímco Charon je zhruba poloviční. 
Oba jsou to světy planetárního charakteru s rozmanitou krajinou a geologií.

Zato jejich měsíčky rozměrově odpovídají tomu, co očekáváme u MU69.

NASA / JHUAPL / SwRI

New Horizons dokonce pozorovala další planetární objekt, neobvyklou planetku (50000) Quaoar.
Quaoar je trochu protažený elipsoid s průměrem 1100 km (čili skoro jako Charon) s vlastním malým měsíčkem. Vzdálenost mezi planetkou a sondou ovšem činila propastné 2 miliardy kilometrů, takže detailní obrázky jako u Pluta nehrozí.

I když je Quaoar na snímcích jen pohybujícím se bodem, pohled z jiné perspektivy než od Země se rozhodně hodí.
New Horizons Spies a Kuiper Belt Companion
NASA / JHUAPL / SwRI

Sonda New Horizons je sice nyní během přeletu v módu hibernace, před usnutím ovšem nezahálela a pozorovala i další, tentokrát již menší objekty Kuiperova pásu. Mezi nimi byla například 130 kilometrová planetka (15810) Arawn nafocená v listopadu 2015 ze vzdálenosti 280 miliónů kilometrů. To je sice podstatně blíže než Quaoar, ale pořád nesrovnatelně dál než Pluto.

Planetka Arawn byla objevena v roce 1994 a patří tak mezi první objevené planetky za Neptunem.
A Distant Close-up: New Horizons’ Camera Captures a Wandering Kuiper Belt Object
NASA / JHUAPL / SwRI

New Horizons se na Arawn podívala znovu v květnu 2016. Tehdy vzájemná vzdálenost činila dokonce jen 111 milónů kilometrů. Sice pořád příliš daleko na nějaké detailní snímky, ale zato dostatečně blízko, aby se dala určit alespoň rotační perioda planetky, která vychází na pět a půl hodiny.

Planetka Arawn je také jeden z mála již pojmenovaných objektů Kuiperova pásu.
Další cíl New Horizons planetka 2014 MU69 snad svoje jméno dostane již brzy.
New Horizons Collects First Science on a Post-Pluto Object
NASA / JHUAPL / SwRI

5. srpna 2017

Planetky v kurzu #1 - Blízkozemní objekty


   Malé planety neboli planetky, někdy nazývané také asteroidy, tvoří zdaleka nejpočetnější skupinu těles ve Sluneční soustavě. Od malých kamínků až po stakilometrové balvany jsou rozesety skoro po všech oblastech našeho systému. Jejich různé velikosti, odlišná složení i okolní podmínky vytváří téměř nekonečnou rozmanitost světů. Není proto divu, že se k různým typům těchto těles chystá hned několik průzkumných sond.


Odbočka k názvosloví:

   Malá tělesa obíhající Slunce ale nejevící kometární aktivitu se souhrnně nazývají MALÉ PLANETY (z anglického minor planets). V češtině máme hezký jednoslovný název PLANETKY. Slovo ASTEROIDY se často používá jako synonymum k planetkám, ale spíše by mělo být vyhrazeno jen pro tělesa obíhající v Hlavním pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem. Dále planetky, jež se přibližují k dráze Země, označujeme zkratkou NEOs (nebo NEAs) z anglického Near Earth Objects (respektive Near Earth Asteroids) tedy BLÍZKOZEMNÍ OBJEKTY (či BLÍZKOZEMNÍ ASTEROIDY).
   Další skupinou jsou planetky, které jsou zachyceny v Lagrangeových libračních centrech větších planet (zejména Jupiteru) a sdílejí tak s danou planetou oběžnou dráhu. Těm říkáme TROJANÉ. V oblasti, které kralují obří plynné planety, se potuluje také mnoho nevázaných planetek. Ty si zase vysloužily pojmenování KENTAUŘI
   Tělesa obíhající až za drahou Neptunu pak označujeme jako TRANS-NEPTUNICKÉ OBJEKTY (TNOs = Trans-Neptunian Objects). Mezi ně patří OBJEKTY KUIPEROVA PÁSU (KBOs = Kuiper Belt Objects) a OBJEKTY ROZPTÝLENÉHO DISKU (SDOs = Scattered Disk Objects).
   Pro planetky, které jsou dostatečně velké, aby byly vlivem vlastní gravitace zformované do koule, jsme v roce 2006 vytvořili kategorii TRPASLIČÍCH PLANET, zatímco planetky natolik maličké, že i označení asteroid je pro ně příliš honosné, nazýváme METEOROIDY. Uvést by se dalo ještě mnoho podskupin, jelikož podle shodných orbitálních a fyzikálních parametrů jednotlivých těles rozlišujeme různé rodiny asteroidů a dynamické skupiny planetek. Významnými příklady jsou třeba hildy v Hlavním pásu, plutina v Kuiperově pásu či sednoidy v Rozptýleném disku.

Blízkozemní planetky:

   Asteroidy pohybující se poblíž zemské orbity představují významnou oblast zájmu. Za prvé je to proto, že mohou naši planetu v budoucnu ohrozit, pokud by se ocitly na kolizní dráze. Za druhé se jedná o relativně snadno dostupné zdroje surovin, například vzácné kovy pro použití na Zemi nebo vodu pro využití při kosmických letech do větších vzdáleností. Některé firmy těžbu na asteroidech již zvažují a dokonce i plánují.
   Zatím jsme ale stále ve fázi prvotního průzkumu. Na přelomu milénia už sice americká družice NEAR Shoemaker obíhala a zblízka zkoumala druhý největší blízkozemní asteroid (433) Eros a pak na něm i přistála. Japonská Hayabusa dokonce dopravila na Zemi pár drobných zrníček odebraných z půlkilometrové hroudy suti nazvané (25143) Itokawa. A také čínská sonda Chang'e 2 byla po splnění své mise u Měsíce navedena na průlet kolem planetky (4179) Toutatis, kterou velmi těsně minula při rychlosti přes 10 kilometrů za sekundu. Přesto se pořád jedná jen o malý vzorek z celé rozmanité populace blízkých malých světů.

Blízkozemní asteroidy Eros (NASA), Itokawa (JAXA) a Toutatis (CNSA)

   Na cestě do blízkozemního regionu jsou nyní dvě sondy, které se ze svých cílových asteroidů dokonce pokusí odebrat vzorky a dopravit je zpět na Zemi. Americký robot OSIRIS-REx míří k asteroidu (101955) Bennu a japonská Hayabusa 2 navštíví planetku (162173) Ryugu. O obou asteroidech se dočtete v článku Ryugu a Bennu.

Umělecká představa, jak OSIRIS-REx odebírá vzorky z asteroidu Bennu pomocí speciálního robotického ramene. Odběrové zařízení je jakýsi převrácený vysavač, který vyfoukne stlačený dusík, čímž zvíří povrchový regolit, jenž se snad zachytí v připravené mřížce. Kamerou se ověří, podařilo-li se vzorek odebrat, a k dispozici kdyžtak budou další dva pokusy (celkem tři nádržky s dusíkem). Robotická paže pak misku s cenným nákladem přemístí do návratového pouzdra.
NASA / GSFC
Také japonská Hayabusa 2 zkusí pochytat trochu prachu. Zvíření regolitu ovšem docílí vystřelením projektilu. Sonda na povrch asteroidu Ryugu vysadí i několik hopsacích sondiček (3 × japonská MINERVA a jeden evropský MASCOT). Nese také imapktor/detonátor, který rychlostí až 2 km/s planetku zasáhne a odhalí tak ke studiu podpovrchové vrstvy. Hayabusa uvolní malou autonomní kamerku, která bude náraz impaktoru sledovat, zatímco mateřská sonda odmanévruje a schová se na druhou stranu asteroidu.
JAXA / Akihiro Ikeshita
Twitter: Hayabusa 2 | lander MASCOT

   Týmy obou misí samozřejmě rozvíjejí vzájemnou spolupráci, jelikož obě družice budou své cíle zkoumat ve stejném období - americký 'Rexík' se na dohled k Bennu přiblíží v září 2018 a japonský 'Sokol' doletí k Ryugu o dva měsíce později.

   Zatímco dva průzkumníci blízkozemních asteroidů letí vesmírným prostorem, na Zemi se do další fáze posunula příprava jiné mise. Americký projekt DART (Double Asteroid Redirection Test) má za úkol otestovat proveditelnost odklonění potencíálně nebezpečného asteroidu kinetickým nárazem. Právě probíhá finalizování designu sondy a vychytávání detailů v návrhu celé mise. Do projektu původně byla zapojená i Evropská kosmická agentura, která měla vyslat vlastní sondu AIM (Asteroid Impact Mission), jež by náraz americké sondy do asteroidu sledovala z povzdálí. ESA však od projektu odstoupila. Stále se však uvažuje nad tím, že by Evropa přecijen vyslala alespoň zjednodušenou a mnohem levnější verzi AIM Light nebo by alespoň na americkou sondu DART dodala samostatnou kameru, která by se oddělila chvíli před nárazem a mohla nám tak celou podívanou zprostředkovat.
   NASA už má s 'bombardováním' cizích těles jisté zkušenosti. V roce 2005 trefila impaktorem uvolněným ze sondy Deep Impact osmikilometrové jádro komety 9P/Tempel 1. Sonda tehdy sledovala zásah z povzdálí a analýzou vlastností vyvrženého materiálu zkoumala složení a vnitřní strukturu komety. Účelem mise DART však bude něco jiného. Vědci totiž chtějí zjistit, jak takový náraz ovlivní dráhu asteroidu Sluneční soustavou. Až bude jednou potřeba využít tuto techniku v praxi na asteroidu na kolizní dráze se Zemí, bude se každá zkušenost hodit.

Sonda DART bude co nejjednoduší, aby byla co nejlevnější. Pravděpodobně i odstartuje jako vedlejší náklad při startu nějaké komereční družice na geostacionární dráhu. Odtamtud pomocí iontového motoru nové generace zamíří ke svému cíli.
NASA / JHUAPL

   Terčem sondy DART bude dvojitý asteroid (65803) Didymos (δίδυμος v řečtině znamená dvojče či zdvojený). Sonda trefí menší ze složek - 170 metrový měsíc (přezdívaný 'Didymoon'), který obíhá okolo 780 metrového hlavního tělesa ('Didymain') ve vzdálenosti necelé dva kilometry. 'Didymain' poměrně rychle rotuje kolem vlastní osy - jedna otočka mu trvá jen dvě a čtvrt hodiny, zatímco 'Didymoonu' trvá oběh kolem primární složky dvanáct hodin. Parametry systému Didymos byly získány fotometrickou analýzou, na které odvedli hodně práce čeští vědci.
   Sonda DART odstartuje na začátku roku 2021, aby v říjnu 2022 zasáhla 'Didymoon' rychlostí kolem 6 km/s. Cestou navíc zvládne proletět kolem asteroidu (138971) 2001 CB21, na kterém si alespoň zkalibruje přístroje. Pro navigační systém sondy bude docela oříšek zaměřit se přesně na 'Didymoon', který je mnohem menší než v minulosti zasažená kometa Tempel 1. Navigační kamera rozliší svůj pohybující se terč jen tři hodiny před dopadem a další hodinu a půl bude trvat, než se na 'Didymoon' zacílí. Doufejme, že se 'Šipka' do 'Didyměsíčku' trefí a poučí nás o možnostech planetární obrany.

'Didymoon' zasáhne celá sonda DART, která nenese žádný samostatný projektil. Otázkou zůstává, jestli nějaké doplňující zařízení bude kolizi sledovat zblízka nebo budeme odkázáni měřit změny v oběžné dráze jen pozemskými teleskopy.
DART, la sonda de la NASA que chocará contra un asteroide cercano
NASA / Daniel Marín

   A co chystají Japonci? Po zkušenostech s odběrem vzorků z asteroidů pravděpodobně zkusí něco podobného u Marsu s družicí MMX (Martian Moons eXploration). Ta by měla odstartovat v polovině dvacátých let a bude zaměřená na marsovské měsíce, což jsou v podstatě takové dva asteroidy obíhající Mars. Z jednoho z nich pak odebere vzorky a pošle je na Zemi.
   Mezi dosud neschválenými návrhy je však i mise, která cílí opět na blízkozemní asteroid. Návrh sondy DESTINY se ucházel o financování již v roce 2013, ale vybrán nebyl. Nyní to zkouší znovu jako DESTINY PLUS (Demonstration and Experiment of Space Technology for INterplanetary voYage, Phaethon fLyby with reUSable probe).

Koncept sondy DESTINY z roku 2013
JAXA

   Cílem sondy DESTINY PLUS má být pětikilometrový asteroid (3200) Phaethon [Fejtón]. Ten se sice řadí mezi blízkozemní asteroidy, jelikož jeho dráha protíná orbitu Země, nicméně sám se pohybuje po velmi výstřední, takřka kometární dráze s docela vysokým sklonem k ekliptice (22°). Nejen kvuli neobvyklé oběžné dráze se Phaethonu někdy přezdívá 'kamenná kometa'. Phaethon totiž cestou trousí prach a droboučké úlomky, které pozorovatelé noční oblohy dobře znají jako padající hvězdy z pravidelného meteorického roje Geminidy. Země prolétá místem, kde dráha Phaetonu křižuje její orbitu, vždy kolem 14. prosince. Tehdy zdánlivě ze souhvězdí Blíženců vyletují desítky i stovky Geminid, které jsou v podstatě nejaktivnějším meteorickým rojem v roce.

Phaethon se v perihelu přibližuje ke Slunci více než planeta Merkur, zatímco na opačné straně odlétá až daleko za Mars.
The strange life of asteroid Phaethon - Source of the Geminid meteors

   Kvůli skloněné dráze Phaethonu bude mít DESTINY vůči němu vysokou rychlost (25 km/s) a nebude tedy možné přistávat a odebírat vzorky. Místo toho družice ponese analyzér prachu, jednu kameru s rozlišením 5 metrů na pixel, jednu multispektrální kameru a navíc malou samostatnou sondičku PROCYON mini. Ta se od mateřské DESTINY odpojí týden před průletem a upraví svou dráhu tak, aby prosvištěla jen pár kilometrů od Phaethonu a získala snímky s ještě lepším rozlišením a také prach z větší blízkosti. Samotná DESTINY proletí v bezpečnější vzdálenosti a pokud i PROCYON blížší průlet přežije, zase se s ní spojí a společně budou moci pokračovat k dalšímu blízkozemnímu asteroidu.

Současný koncept DESTINY PLUS se sub-sondou PROCYON mini
Destiny Plus, una sonda japonesa para estudiar el asteroide Faetón
JAXA / Daniel Marín

   Start sondy DESTINY PLUS by mohl přijít v roce 2022 na lehké raketě Epsilon, protože sonda bude vážit jen 440 kg. Pro opuštění zemské oběžné dráhy použije DESTINY iontový pohon a gravitační manévr u Měsíce. Během přibližování k Phaethonu se otestuje autonomní navigace sondy, jelikož vzájemná rychlost 25 km/s neposkytne příliš prostoru pro nějaké rozsáhlejší manévrování řízené ze Země. Asteroid Phaethon, zdroj Geminid, bychom mohli prostřednictvím tohoto ambiciózního robůtka spatřit v roce 2025, ovšem pouze bude-li mise DESTINY PLUS Japonskou kosmickou agenturou vybrána k realizaci.

   Pozadu ve výzkumu asteroidů nechce zůstat ani Čína. Její přístup je ale postupný. V současné době se soustředí na robotický průzkum Měsíce z nějž chce už letos dopravit na Zemi vzorky, k čemuž nedošlo už od dob sovětských Lunochodů. Pak přijde přistání na odvrácené straně Měsíce a nejspíš také pokus o oběžnici Marsu. Následovat by mohla mise k blízkozemnímu asteroidu. Respektive rovnou k několika asteroidům.

Nastíněný plán čínské mise ke třem různým asteroidům
Asteroid Detector: Planned to Launch in 2022
CNSA

   Čínská sonda by mohla vystartovat v roce 2022. O rok později by dorazila k asteroidu (99942) Apophis, který by půl roku zkoumala z bezprostřední blízkosti. Apophis měří zhruba 370 metrů a je jedním z nejznámějších blízkozemních asteroidů, protože v roce 2029 mine Zemi o pouhých 30 000 km.

Oběžná  dráha Apophise ve Sluneční soustavě
MSNBC / David Darling

   Sonda by se pak posunula dál a proletěla kolem dalšího asteroidu - buď (416032) 2002 EX11 nebo se vybere nějaký jiný, pokud by došlo k odkladům v časovém harmonogramu. Nakonec družice doletí k asteroidu (175706) 1996 FG3, který prozkoumá a pokusí se na něm přistát, k čemuž by mohlo dojít v polovině roku 2027.

Předpokládaný tvar asteroidu 1996 FG3 založený na fotometrické analýze.
Shape, Thermal and Surface Properties determination of a Candidate Spacecraft Target Asteroid (175706) 1996 FG3

   Indická ani Ruská kosmická agentura žádné konkrétní plány na průzkum blízkozemních asteroidů, pokud vím, nemají a soukromé firmy, které by rády asteroidy těžily, čeká ještě hodně práce. Výše nastíněný přehled je tedy asi vše, co nás v následujících letech v blízkozemní oblasti čeká. V kurzu jsou ale planetky všech oblastí Sluneční soustavy. Probíhá průzkum obou pásů: Kuiperovým pásem prolétá sonda New Horizons, jejíž cíl už nyní odkrývá některé své vlastnosti díky úspěšné pozemské pozorovací kampani; v Hlavním pásu pak stále operuje družice Dawn a v přípravě jsou i další mise k tamním světům. Minimálně jedna sonda se také vydá dokonce až k Jupiterovým trojanům. O těch všech však až někdy příště.
  

26. července 2017

Osamostatnění obřího ledovce


   Dvanáctého července 2017 se od jižního kontinentu odlomil jeden z největších zaznamenaných ledovců v historii. Antarktický ledový šelf nazývaný Larsen C tak přišel o bezmála 6 000 čtverečních kilometrů ledu, tedy zhruba 10% jeho původní rozlohy. Přes bilión tun vážící ledová kra o rozloze Moravskoslezkého kraje nyní volně pluje oceánem. Zemi snímkující družice si tuto událost samozřejmě nenechaly ujít...

Nejdříve se podíváme na letecké snímky praskliny mezi šelfem Larsen C a oddělujícím se ledovcem pořízené 10. listopadu 2016. Prasklina byla bedlivě sledována několik roků, ovšem během toho letošního nabralo její rozšiřování závratné tempo.


Prasklinu monitorovala například dvojice satelitů Sentinel-1A a Sentinel-1B evropského projektu Copernicus. Následující gif ukazuje její vývoj mezi lednem 2016 a lednem 2017.

ESA / Copernicus / Sentinel

Monitorování družicemi Landsat ukázalo, že než se prasklina dostala do stavu v roce 2016, trvalo jí to přes deset let.

NASA / USGS / Landsat

Družice Terra vyfotila zvětšující se trhlinu 22. srpna 2016 přístrojem MISR. Načervenalý odstín je způsoben nízko ležícm Sluncem, které se za jižním polárním kruhem v srpnu stále plouží jen těsně nad obzorem.

NASA / GSFC / JPL / Terra

Rozsah praskliny 17. června 2017 ukázaly termální snímky pořízené aparaturou TIRS na družici Landsat 8.

NASA / USGS / Landsat 8
NASA / USGS / Landsat 8

28. června 2017 se na prasklinu podíval svým radarem (SAR) satelit Sentinel-1A.

ESA / Copernicus / Sentinel-1A

Definitivní odlomení ledovce A-68 od šelfu Larsen C pak 12. července zaznamenalo hned několik satelitů.

Snímek z družice Sentinel-1B.

ESA / Copernicus / Sentinel-1B

Termální snímek aparaturou MODIS na družici Aqua (vlevo) a panchromatický snímek přístrojem VIIRS na družici Suomi NPP (vpravo).


Šelf Larsen C sledovala i japonská družice ALOS-2. Snímky před oddělením ledovce jsou z 19. srpna 2016 a po odlomení z 21. července 2017.


Jak je vidět, mezera mezi šelfem a ledovcem se od 12. července výrazně zvětšila a od ledovce A-68 se navíc začaly odlamovat menší kusy.

Na závěr si dáme opět infračervené snímky z družice Landsat 8. Ten poslední je z 21. července 2017.

NASA / GSFC / UMBC / JCET / Christopher A. Shuman

Vývoj a pohyb v současnosti největšího samostatně plujícího ledovce bude jistě nadále sledován. Jeho oddělení však s globální změnou klimatu přímo nesouvisí. Odlamování ledovců je běžný geologický proces, jehož hlubší souvislosti ještě nejsou zcela vysvětleny. Satelitní monitorování nám je však postupně pomáhá objasňovat.


Pluto od Seána a Romana


Fantastické obrázky a videa planetky Pluto pořízené sondou New Horizons

O různá zpracování se postarali šikovní umělci 
Seán Doran a Roman Tkachenko



 

Sputnik planitia

Vrstvy atmosféry nad mimozemskou krajinou

---

Do galerie přispívají i další umělci

Tartarus dorsa ve 3D
použijte červenomodré brýle
HSchirmer

Monochromatická pohlednice Pluta
vikingmars

Rotující Pluto

den na Plutu trvá přes 153 hodin
Herobrine


Alespoň jedno video si zaslouží i Plutův velký měsíc Charon
 

Nově také vyšly propracovanější topografické mapy Pluta i Charonu
 
PIA21862: Global Mosaics of Pluto and Charon

---

credit a zdroje

NASA / JHUAPL / SwRI


21. července 2017

Chariklo: Největší z kentaurů


   Ve Sluneční soustavě máme mnoho typů těles. Kolem centrální hvězdy obíhá osm planet a okolo šesti z nich krouží jejich měsíce. Říši kamenných světů a plynných obrů odděluje Hlavní pás tvořený asteroidy a za Neptunem Sluneční soustavu obepíná Kuiperův pás a další trans-neptunické objekty (TNO's). Největší představitelé obou pásů zároveň spadají do kategorie trpasličích planet. Některé planety (zejména Jupiter) jsou na svých drahách následovány tělesy, kterým říkáme trojané a mezi tím vším navíc poletují komety. Zvláštní skupinou jsou pak tělesa, která se pohybují mezi drahami plynných planet. Nepřísluší však k žádné z nich jako měsíce ani žádnou nenásledují jako trojané a zároveň se nikdy nedostávají ke Slunci blíže než Jupiter, aby se v nich zažehla aktivita a mohla tak být považována za komety. Takovým tělesům říkáme kentauři a dnes si blíže představíme největšího z nich:

(10199) Chariklo [Čárikló]

   Kentauři patří mezi malá tělesa Sluneční soustavy, která se katalogizují jako planetky, proto se před jménem uvádí v závorce jejich číslo. Chariklo známe zhruba dvacet let. Objevena byla 15. února 1997 v rámci přehlídky Spacewatch. Žádná kosmická sonda ji dosud nenavštívila a žádná se prozatím ani neplánuje, a proto jsme ve věci jejího studia odkázáni na teleskopická pozorování. 
   Dobře známe oběžnou dráhu Chariklo. Kolem Slunce oběhne jednou za bezmála 63 let na dráze s hlavní poloosou necelých 16 AU. To ji umísťuje akorát mezi dráhy Saturnu a Uranu, nicméně od oběžné roviny planet se odklání více než 23°. 

JPL / Small Body Database Browser

   Fotometrická analýza na přelomu milénia nedokázala jednoznačně určit rotační periodu Chariklo, jasnost planetky se však v průběhu let drobně měnila a infračervená pozorování ukazovala na přítomnost vodního ledu. Měření na milimetrových vlnách a v infračerveném oboru spektra naznačují velikost planetky mezi 200 až 300 kilometry, což z Chariklo činí jednoznačně největší těleso samostatně se pohybující mezi obřími planetami. V této rozměrové kategorii máme blíže prozkoumané dva objekty a oba se nacházejí v podobné oblasti jako Chariklo. Jedná se o dvě oběžnice Saturnu, které dost možná samy byly dříve kentaury a Saturn je později svou gravitací zachytil a udělal si z nich měsíce - Hyperion a Phoebe. Díky družici Cassini máme Hyperiona i Phoebe zblízka vyfoceny a jejich obrázky jsou tak možná nejlepší inspirací pro představy o možném vzhledu Chariklo:


   Pořádné překvapení nám Chariklo přinesla v roce 2013. Astronomové tehdy pozorovali zákryt vzdálené hvězdy planetkou Chariklo, čímž chtěli dále upřesnit její rozměry a tvar. Samotná planetka je na obloze příliš slabá, takže běžnými dalekohledy jí nevidíme. Z délky trvání hvězdného zákrytu však lze její rozměry odvodit. Místo toho ale astronomové učinili jiný nečekaný objev. Hvězda totiž těsně před zákrytem samotnou planetkou dvakrát blikla a stejné zamrkání předvedla i poté, co se zpoza planetky vynořila. Takový charakter zákrytu nenechal nikoho na pochybách: Jediné možné vysvětlení je, že Chariklo má prstence!

F. Braga-Ribas (Observatorio Nacional, Brazil), B. Sicardy, J. L. Ortiz et al.

   Prstence byly dříve objeveny pouze u obřích plynných planet - všichni čtyři obři v naší Soustavě nějakou formu prstenců mají. Nikdo však neočekával, že by bylo možné, aby taková struktura existovala kolem malých těles. Chariklo se ale evidentně u obřích planet něčemu přiučila : )
   Systém prstenců kolem Chariklo sestává ze dvou vláken širokých přibližně 7 respektive 3 kilometry. Mezi nimi je zhruba čtrnáctikilometrová mezera. Průměr prstýnků je okolo 800 km, přičemž Chariklo samotná má zhruba 250 km. Přítomnost systému prstenců navíc vysvětluje dva fenomény zmiňované výše: Měnící se jasnost Chariklo a náznaky vodního ledu v jejím spektru. Chariklo totiž až do roku 2008 mírně slábla, a pak začala zase zjasňovat. Analýza pozice prstenců ukázala, že právě kolem roku 2008 k nám byly natočeny svou hranou a nepřispívaly tak svojí plochou k celkové jasnosti Chariklo. Tou dobou navíc vymizely signatury vodního ledu ze spektra planetky. Tehdy se uvažovalo o kometární aktivitě, ale nyní mnohem větší smysl dává, že led se nachází právě v prstencích, které při čelním pohledu nebyly vidět.
   Následuje několik vizualizací kentaura Chariklo se systémem prstenců. Jednotlivá vlákna byla dokonce pojmenována: Oiapoque (vnitřní výraznější prstenec) a Chuí (vnější užší prstýnek)


 

Představu o měřítku navodí následující obrázek, který srovnává model Chariklo se skutečnými snímky několika asteroidů a měsíců.

Daniele Bianchino

   Objev prstenců kolem Chariklo obrátil zraky i k dalším planetkám. Dokonce hned druhý největší kentaur - Chiron - již dlouho vykazuje natolik podivné změny jasnosti, že ho klasifikujeme nejen jako planetku (2060) Chiron, ale také jako kometu 95P/Chiron. Vědci znovu analyzovali průběh několika dřívějších hvězdných zákrytů Chironem a zejména jeden z roku 2011 se nápadně podobá tomu, co předvedla Chariklo. Výsledky sice nejsou tak jednoznačné, ale když se přidají i data ze spektrálního rozboru a z fotometrické analýzy, vypadá to, že oba největší kentauři jsou nejspíš ozdobeni prstenci! Pro definitivní potvrzení bude ale potřeba pečlivě sledovat další zákryty hvězd. K nejbližší vhodné okultaci má dojít zanedlouho, konkrétně 15. srpna. Následující obrázek ukazuje, odkud bude zákryt pozorovatelný. Nechme se překvapit, co astronomové vysledují.

RECON / LESIA

   Nicméně zpátky k Chariklo. Vědci provedli mnoho simulací, ze kterých pro prstence i pro Chariklo samotnou vyplývá několik věcí. Není až tak překvapivé, že Chariklo by určitě měla mít vyšší průměrnou hustotu než tělíska v prstencích. Systém prstenců buď musí být velmi mladý (což není příliš pravděpodobné), nebo musí být prstýnky tvořeny velmi drobnými částečkami (možná). Nejuspokojivější však je varianta, že dlouhodobou stabilitu systému udržují tzv. pastýřské měsíce - satelity, které svým gravitačním působením 'hlídají' částečky prstenců a nedovolují jim unikat pryč. Bez pastýřů by se totiž v geologicky krátkém čase prstence rozptýlily kvuli vzájemným interakcím jednotlivých zrn. Detekovat takové měsíčky přímo však bude nesmírně obtížné. Vždyť i o prstencích víme jen díky hvězdným zákrytům.
   O původu prstenců kolem Chariklo existuje také několik možných scénářů. Možná měla Chariklo dříve vlastní satelit, který se k ní ovšem postupem času moc přiblížil, překročil Rocheovu mez a byl gravitací rozdrolen. Ze vzniklé suti se pak vytvořily prstence. Možná ten satelit roztrhalo blízké setkání s některou z obřích planet. Možná byl satelit zasažen cizím meteoroidem, rozsypal se a prstence vznikly z jeho zbytků. Možná Chariklo žádný satelit neměla, ale byla sama zasažena cizím tělesem a prstence se zformovaly z vyrženého materiálu. Možná se Chariklo potkala s jinou menší planetkou, ta měla svůj satelit a vzájemné gravitační interakce tří těles vyústily ve vznik prstenců. Nebo si snad Chariklo svou ozdobu půjčila od Saturnu? No dobře, tahle varianta se ve studii neuvažuje, ale co bych si nemohl představovat : ) Každopádně seriózní možnosti pěkně rozebírá článek na blogu Planetary Mechanics.
   Jsou opravdu prstence čtyř obřích planet, planetky Chariklo a možná Chironu jedinými známými případy prstencových struktur kolem planetárních těles ve Vesmíru? Pochopitelně nikoli. Již víme, že i exoplanety mohou mít prstence a některé náznaky dřívějších nebo budoucích prstenců známe i ze Sluneční soustavy. Na toto téma doporučuji pojednání Rings beyond the giant planets.
   Další studie se zabývá dynamickou historií planetky Chariklo. Ze simulací vychází, že Chariklo se z trans-neptunického regionu přesunula do populace kentaurů někdy v posledních dvaceti milionech let. Oproti ostatním kentaurům však obývá relativně stabilní dráhu a simulace naznačují, že setkání s obřími planetami mají na systém prstenců jen pramalý vliv. Je tedy možné, že si Chariklo udržela prstence z dávnějších dob, kdy obývala ještě vzdálenější oblasti Soustavy? Proč potom ale nenacházíme prstence při okultacích vzdálenými objekty Kuiperova pásu? Například tým New Horizons se vážně obával prstenců kolem Pluta, kvuli riziku pro jejich prolétající sondu. Ta naštěstí do žádných prstenců nenarazila a pokračuje k dalšímu tělesu, kolem kterého jsme taktéž hledali prstence. Zatím to ale ani tam na žádné nevypadá... Pěkný rozbor studie nabízí opět blog Planetary Mechanics.

Následující graf ukazuje parametry kentauří populace planetek. Vidíme vzájemnou velikost jednotlivých kentaurů, jejich střední vzdálenost od Slunce a úhel, který jejich oběžná dráha svírá s rovinou velkých planet. Čevené úsečky značí rozsah mezi periheliem a afeliem a na zelené stupnici se dá odečíst i oběžná perioda.

CC BY-SA 3.0

   Od objevu prstenců kolem Chariklo se nám je podařilo poměrně zevrubně prostudovat. Astronomové mezi roky 2014-2016 odpozorovali dvanáct dalších okultací a na jejich základě vznikl mnohem přesnější obrázek o struktuře prstenců, rozměrech Chariklo a dalších parametrech celého systému. Konkrétní postupy a výsledná čísla rozebírá studie The structure of Chariklo’s rings from stellar occultations.
   Mezi tím probíhají další okultace. Měření astrometrické družice Gaia zpřesnila pozice hvězd, a tak se dají sledování zákrytů lépe plánovat. Přelom loňského a letošního roku přinesl další tři úspěšná pozorovaní založená právě na datech od Gaii, která potvrzují předchozí závěry. Čtvrtý letošní zákryt jsem již zmiňoval na konci článku Odhalující okultace. Sekvenci snímků pořízených 22. června si tady ale ukážeme znova, protože je na ní krásně vidět, jak je hvězda nejprve na chviličku zakryta prstenci, poté na delší dobu planetkou a nakonec znova blikne, když projde za prstenci na druhé straně.

Mike Kretlow / IOTA-ES

   Informace o výše ukázaném zákrytu z 22. června shrnuje článek Chariklo Stellar Occultation Follow-up. Poprvé se podařilo odpozorovat zákryt samotnou planetkou ze čtyřech míst zároveň, což konečně pomůže přesněji určit tvar Chariklo. Bude spíše kulatá podobně jako Phoebe a tím pádem si nárokovat titul trpasličí planety? Bude to pravidelný elipsoid protažený rychlým otáčením (perioda rotace se dnes udává 7 hodin)? Nebo půjde o neforemnou 'bramboru' ve stylu Hyperiona? Další otázka, na kterou tento zákryt možná poskytne odpověď, je, zda-li se střed prstenců shoduje se středem planetky, či jestli se jedná o vychýlený systém. Zákryt prstenci byl totiž pozorován dokonce z pěti různých míst současně. Tento bezprecedentní úspěch byl umožněn předběžným uvolněním dat o zakrývané hvězdě z katalogu, který vytváří tým již zmiňované sondy Gaia a celý ho hodlá zveřejnit až v dubnu 2018.
   Zároveň byla uvolněna přesnější pozice další hvězdy pro zákryt, který nastane na novoluní 23. července. Chariklo přejde před hvězdou čtrnácté magnitudy a událost bude pozorovatelná z Jižní Ameriky. Podaří se překonat počet úspěšných pozorování z minulého zákrytu? Velmi precizně vypočtené parametry této okultace mají potenciál umožnit o největším z kentaurů odkrýt další zajímavé informace. Přeji astronomům jasnou oblohu a těším se na výsledky : )

LESIA / NIMA / GAIA / F. Braga-Ribas