Katedra fyziky FPV UKF v Nitre

Predstava umelca o systéme Pluto a Charon z povrchu jedného z kandidátov na mesiac Pluta. Ďalší, štvrtý člen systému sa nachádza tesne nad horizontom, vľavo od Pluta (kliknutím na obrázok si môžete pozrieť v plnom rozlíšení (485 kB)). Najväčšie teleso je Pluto, vpravo od neho sa nachádza Charon, zatiaľ jediný potvrdený mesiac.
Uznanie: NASA, ESA and G. Bacon (STScI)

Pluto nie je osamotený pútnik našej slnečnej sústavy - brázdi vesmír v spoločnosti troch mesiacov. Ak Pluto môže mať toľko satelitov, prečo ho nemajú objektu v Kuiperovom páse?
Pluto bolo považované dosť dlho za osamoteného pútnika, než v roku 1978 bol spozorovaný jeho mesiac Charon - teraz znova priťahuje našu pozornosť. Charon šokoval svojou veľkosťou (jeho priemer je 1200 kilometrov, čo predstavuje polovičku Pluta). Je tak veľký, že ich spoločný hmotný stred sa nachádza mimo Pluta, obiehajú spoločne bod, ktorý leží medzi nimi, vo vesmíre.

Len pre porovnanie: Polomer Zeme je 6378 km, polomer Mesiaca je 1737 km, obiehajú spoločný hmotný stred, ktorý sa nachádza v hĺbke 1700 km pod povrchom Zeme (to spôsobuje príliv opakujúci sa dvakrát v priebehu 24 hodín - síce táto otázka je trošku komplikovanejšia). Je to napriek veľkej vzdialenosti medzi nimi, čo v priemere je okolo 384 tisíc kilometrov. Spoločné ťažisko je predsa tak blízko, lebo Mesiac má 81 krát menšiu hmotnosť, než Zem. Z povrchu Zeme má tanier Mesiaca priemer 0,5° (stačí nám palec na konci vystretej ruky, aby sme ho zakryli na oblohe).
Pluto je oproti Zemi drobček, jeho polomer je len 1151 km (menej, než má náš Mesiac) a má aj podstatne menšiu hmotnosť (asi pätinu hmotnosti nášho Mesiaca). Charon polomer 593 km a hmotnosť asi osminu hmotnosti Pluta. Sú k sebe relatívne blízko, len vo vzdialenosti 19 600 km a bod, ktorý obiehajú spoločne, sa nachádza 2170 kilometrov nad povrchom Pluta, vo vesmíre. Z povrchu Pluta sa Charon zdá byť obrom, jeho kotúč má v priemer 3,6°, na jeho zakrytie by ste potrebovali celú svoju dlaň (3,6° je sedem krát viac, než 0,5°!)

Príbeh sa tým ale nekončí. V súčasnosti skúma Pluto Hubblov vesmírny teleskop a zistilo sa, že Pluto má aspoň dva Ďalšie satelity. Sú podstatne menšie ako Charon, a vďaka tomu zrážky s inými menšími telesami z nich môžu uvolniť materiál na tvorbu prstenca, alebo oblúkov obiehajúcich Pluto. Zmapovanie okolia Pluta má mimoriadny význam, než tam v roku 2015 dorazí misia vypustená nedávno.

Na tomto obrázku Hubblovho vesmírneho teleskopu vidieť veľký mesiac Charon a dvojicu kandidátov, 15-ho a 18-ho mája 2005. Z nášho pohľadu obiehajú okolo Pluta (ale skôr spoločného hmotného stredu vo vesmíre) v smere proti hodinových ručičiek. P1 a P2 obiehajú podstatne pomalšie, lebo sú viac vzdialené. Fotografia bol digitálne upravená, svetlosť Pluta a Charonu potlačená. Kliknutím na obrázok si môžete pozrieť v podrobnostiach bohatší obrázok.
Poďakovanie: NASA, ESA, H. Weaver (JHU/APL), A. Stern (SwRI), and the Hubble Space Telescope Pluto Companion Search Team

Pluto bolo objavené pomerne nedávno, v roku 1930, na základe jeho vplyvu na Neptún. Otázka bola, či má satelit, ale odpoveď sa mohla nájsť až planéta pricválala bližšie k Slnku a tak bol v roku 1978 objavený pozemskými teleskopmi Charon. Ďalší výskum ukázal tiež, že nemá žiadny Ďalší satelit, ktorého priemer by bol väčší, než 160 kilometrov (to bola hranica, ktorú dovoľovali pozemské teleskopy ešte rozpoznať).
V máji 2005, pred vypustením misie (a motivovaný práve touto misiou) sa k Plutu obrátil Hubblov vesmírny teleskop, aby zistil prítomnosť objektov s rozmermi nad 25 km. Boli nájdené objekty dva. Porovnaním májového pozorovania s pozorovaním z roku 2002 ukázali prítomnosť dvoch objektov, ktoré obiehajú dvojsystém Pluto-Charon (vzhľadom na ich relatívnu veľkosť vlastne tvoria skoro niečo ako dvojitú planétu, než planétu a mesiac).
Priemer dvojice satelitom nazvaných nápadité P1 a P2 je len okolo 50 a 60 kilometrov, pokiaľ ich povrch má podobnú odrazivosť, ako Charon (na tak veľkú vzdialenosť nie je v silách Hubblovho vesmírneho teleskopu ukázať geometrický rozmer týchto telies, ale z ich jasu sa dá usúdiť).

Na obrázku s krátkou expozičnou dobou (vľavo hore) zo dňa 11-ho júna 2002, kandidáti P1 a P2 nie sú vidieť. Objavujú sa však na prostrednom a pravom obrázku, kde sa použila podstatne dlhšia expozičná doba (dôsledkom čoho Pluto a Charon sú preexponované a sú výrazne viditeľné vzniklé lúče, čo sú dôsledkom určitej nedokonalosti snímacej optiky)
Poďakovanie: NASA, ESA, H. Weaver (JHU/APL), A. Stern (SwRI), and the Hubble Space Telescope Pluto Companion Search Team

Čo však najviac udivuje vedeckú verejnosť, ich dráha je skoro kružnicová, a obiehajú v rovnakej rovine ako Charon. Kým Charon obehne okolo Pluta dvanásť krát P1 obehne presne dvakrát a P2 skoro trikrát, sú v takzvanej rezonancii. Takáto zhoda v pohybe je nie je pravdepodobná, pokiaľ by P1 a P2 boli gravitačne zachytené pri ich púti vesmírom, keď sa priblížili k Plutu. Slapové sily Pluta a Charonu nie sú dostatočné k takému zachyteniu, pri ktorom by sa začali pohybovať v rezonančných vzdialenostiach v rovnakej rovine, ako Charon. Najpravdepodobnejšie je, že Charon, P1 aj P2 sú plodom gigantickej zrážky. Materiál vyvrhnutý do vesmíru zrážkou najprv sformoval disk, z ktorého vznikol Charon a mesiačiky P1 a P2. Rezonančné miestečká, ktoré obývajú P1 a P2 môžu byť zberné miestečká alebo miesta dlhodobej gravitačnej stability, podobne ako trójske telesá v Lagrangeových bodoch L4 a L5 v blízkosti Zeme.
Pozorovania potvrdili, že Urán má tiež prstenec a odhaduje sa, že každé piate teleso v Kuiperovom páse má satelit, alebo tvorí dvojsystém. Pluto je ale prvým známy systémom, ktorý má až tri satelity. Môže to ale byť len špičkou ľadovca. Pri zložitosti gravitačného poľa tak podivuhodného systému ďaleko od Slnka a obrých planét ešte môže priniesť prekvapenia. Napríklad pri zrážke telies so satelitmi P1 a P2 môžu vyvrhnúť materiál, ktorý ľahko opustí tieto minisatelity, ale gravitačné okolie Pluta a Charonu už nie. Tým sa môžu tvoriť okolo Pluta prstence.
Prvoradou úlohou je momentálne presnejšie zmapovanie okolia Pluta, aby sme pochopil, ako sa také systémy môžu vytvárať a aký bezpečný let je možný do ich blízkosti.

-AT-

< Späť -- Úvodná stránka -- Ďalší >