Planéty

29.11.2006

 

Späť -- Úvodná stránka      -- Ďalší >



Naša slnečná sústava, samozrejme len schematicky so zoradenými planétami (a s Plútom).
Uznanie: IAU - INTERNATIONAL ASTRONOMICAL UNION




Počas celej histórie názov planéta znamenal mnoho vecí a často protirečiace. Pomenovanie zaviedli pôvodne Gréci. Pre nich planéta znamenala objekt na oblohe, ktorý putoval na hviezdnom pozadí (ktoré sa považovalo za nemenné). Slovné spojenie astares planetai znamená doslovne "hviezdy putujúce".
V staroveku a v stredoveku bolo spomínaných 5 planét (nepočítajúc Zem) -- pravda Sumerovia hovorili v mýte o stvorení sveta (Enuma Eliš) o 12-ich planétach (do čoho započítali aj Zem, Mesiac a Slnko). V roku 1781 sa situácia zmenila, keď astronóm William Herschel objavil novú planétu, ktorá bola pomenovaná Urán. Pôvodne si myslel, že sa jedná o kométu, ale ukázalo sa, že teleso sa pohybuje v rovnakej rovine ako ostatné planéty, a čo bolo dôležití, jej dráha bola skoro kružnicová. Vrátane Zeme sme zrazu mali planét 7.


Slnečná sústava a ďalšie kandidáty.
Poďakovanie: IAU

Neočakávaným výsledkom Herschelovho objavu bolo, že zdal sa potvrdiť Bodeho zákon o rozmiestnení planét. Prvý taký pokus uverejnil Johannes Kepler vo svojom diele Mysterium Cosmographicum, ktoré považoval za svoje vrcholné dielo až do konca svojho života. Veril v to uveriť rád stvorenia, keď našiel zákon určujúci vzdialenosť, v ktorej planéty obiehajú okolo Slnka. Bodeho zákon je aritmetickým vyjadrením podobného zákona. Dnes už vieme, že vzdialenosti planét od Slnka sa skutočne riadia určitou zákonitosťou.

Objav novej planéty spustil nekončiacu debatu o snahe definovať čo je planéta. V lete tohoto roku sa o to pokúsila medzinárodná komunita astronómov (International Astronomical Union - IAU) v Prahe. Vzájomná dohoda medzi astronómami malo viacero vád na kráse. Aby sme pochopili zložitosť problému, tak sa môžeme pozrieť na historické snaženie definovať planéty.

Mike Brown (California Institute of Technology) navrhoval, aby planétou bolo prehlásený objekt, ktorého hmotnosť prevyšuje hmotnosť zbytku telies na podobnej dráhe. Zrejme každý rýchlo pochopí, že takáto definícia by mala mnoho slabín. (Takto by sa planétou mohlo stať aj teleso veľkosti tenisovej loptičky, pokiaľ by na jeho dráhe a v blízkom okolí by sa nepohybovalo žiadne významnejšie teleso.)

Zrodila sa tiež snaha zosadiť Pluto z podstavca určeného pre planéty Medzinárodná astronomická spoločnosť (IAU) v roku 1999 vydalo prehlásenie, že zatiaľ nevidí dôvod meniť postavenie Pluta medzi planétami. Pluto zostalo planétou.

Tak, ako sa zlepšovali pozorovacie schopnosti a pozorovacia technika, boli objavené telesá veľkosti Pluta, väčšinou za dráhou Neptúnu (napr. Quaoar a Sedna, o ktorých objave sme hovorili už dávnejšie). To vyvrátilo názor, že Pluto by bol výnimočným telesom, skôr sa zdalo, že za Neptúnom je veľké množstvo objektov veľkosti Pluta. V roku 2003 objavil Mike Brown teleso, ktoré je väčšie ako Pluto, pôvodné označenie dostalo 2003 UB313. V septembri tohoto roku mu bolo priznané meno Eris, a rozhodnuté, že sa jedná o trpasličiu planétu (ktorého prototypom je Pluto). Eris má aj mesiac, ktorý dostal meno Dysnomia.


Zem a ďalšie kandidáty (Na tejto ilustrácii Eris ešte ako 2003 UB313).
Poďakovanie: IAU

IAU sa dostalo pod paľbu kritikov, aby začalo konať a vypracovalo konečne definíciu planéty. V októbri 2005 pripravila už (od objavu Sedny v roku 2003) existujúca 19 členná pracovná skupina zoznam požiadaviek, ktoré planéta má spĺňať. Názory síce neboli jednotné, ale znenie možnej definície sa zúžil na menší počet možností
- planéta je objekt obiehajúca okolo Slnka, ktorá má priemer viac ako 2000 km (11 hlasov),
- planéta je objekt obiehajúca okolo Slnka, jej tvar je stály vďaka svojej vlastnej gravitácii (8 hlasov),
- planéta je objekt, obiehajúca okolo Slnka, ktorá dominuje svojmu bezprostrednému okoliu.

Nakoľko nebolo možné dôjsť ku všeobecnému súhlasu v názoroch, výbor sa rozhodol tieto tri možné definície predložiť Valnému zhromaždeniu Medzinárodnej astronomickej spoločnosti pri jeho zasadnutí v Prahe, v auguste 2006. 26-ho augusta bola zhromaždeniu predložená záverečná podoba definície na odsúhlasenie. Táto záverečná podoba bola stmelením všetkých uvedených definícií. Táto nová kvalifikácia jasnejšie vymedzila pojem medzi planétou a trpasličou planétou, tj. menšími telesami slnečnej sústavy (nový názov trpasličia planétka zápasí o svoje miesto so skorším pomenovaním planétka). Nová klasifikácia zvrhla Pluto z rodiny planét medzi trpasličie planéty. Samotného hlasovania sa zúčastnilo len 474 astronómov (to neskôr vyvolalo pobúrenie, lebo samotná IAU má okolo 10000 členov).

Definícia planéty


IAU sa rozhodlo, že planéty a ostatné telesá slnečnej sústavy spadajú do troch kategórií:

(1) Planéta je vesmírne teleso, ktoré
a) obieha okolo Slnka,
b) má dostatočnú hmotnosť, aby jej vlastná gravitácia prevládala nad silami pôsobiacimi medzi pevnými telesami, tak, aby stanovila tvar (približne okrúhly) daný hydrodynamickou rovnováhou
c) vyčistilo blízke okolie svojej trajektórie.
(2) Trpasličia planéta, planétka, alebo planetoid je vesmírne teleso, ktoré:
a) obieha okolo Slnka,
b) má dostatočnú hmotnosť, aby jej vlastná gravitácia prevládala nad silami pôsobiacimi medzi pevnými telesami, tak, aby stanovila tvar (približne okrúhly) daný hydrodynamickou rovnováhou
c) nevyčistilo blízke okolie svojej trajektórie, ale súčasne nie je satelitom inej planéty.
(3) Menšie telesá slnečnej sústavy, ktoré nepatria do predchádzajúcich kategórií.

*späť Je známe, že na Zemi nemôžu byť pohoria o moc vyššie, než 10 km vysoké. Hora vysoká 20 km by pôsobila na svoje podložie s tak obrovským tlakom, že horniny by sa stali plastickými a začali by tiecť, ako cesto a hora by sa ponorila do svojho podložia. Na Marse je najvyššou horou Olymp, svoju fantastickú výšku vďačí tomu, že Mars je menší ako Zem. Gravitačne pôsobí menej na svoje hory a tie môžu byť vyššie, ich podložie vďaka menšej gravitácii unesie podložia väčšiu horu. Tiecť hornina podložia začne pri rovnakom tlaku aj na Marsu, ale na vyvolanie rovnakého otlaku je treba väčšej hmotnosti v dôsledku menšej gravitácie (hľa, tu je rozdiel medzi tiažou a hmotnosťou). späť

Výsledkom tejto definície je, že máme osem planét


Trpasličie planéty sú

Zatiaľ.
Počet kandidátov na trpasličie planéty je skutočne veľký.


Kandidátov je veľa a tvary je skutočne rozmanité.
Poďakovanie: IAU

Napriek oficiálne uznanej definícii zostalo mnoho vecí nevyjasnených. Definícia sa zdá byť svojvoľná a Alan Stern, vedúci misie letu k Pluto, necháva kolovať petíciu medzi astronómami, aby sa definícia zmenila. Stern protestuje, lebo definíciu odsúhlasilo len 5% astronómov, čo nie je reprezentatívna vzorka komunity astronómov. Poukazuje na niektoré nejednoznačnosti v definícii.

Vyčistí svoje okolie


Vyčistenie okolia je málo hovoriacim popisom procesu formovania planéty. Táto fráza má svoj pôvod v článku, ktorý valnému zhromaždeniu IAU predniesol v roku 2000 sám Alan Stern spolu s Haroldom Levisonom. V tomto článku autori zaviedli množstvo podobných termínov, aby dali teoretickú možnosť popísať, či nejaký objekt obiehajúci nejakú hviezdu je dostatočne zaujímavý z pohľadu tvorby planét a jemu podobných vesmírnych telies. Tento pojem, "schopný vyčistiť svoje okolie", dali do súvislosti s hmotnosťou objektu a s dobou obehu.
IAU použilo práve túto koncepciu na rozlíšenie planéty od trpasličej planéty. Povedalo, že planéta je teleso, ktoré má dostatočnú hmotnosť, aby bolo schopné vyčistiť svoje okolie. Prehlásilo súčasne, že Plúto je trpasličia planéta. IAU však nestanovil ako určiť mieru "vyčistenosti" okolia nejakého telesa.
Fráza hovorí o tom, že planéta, alebo protoplanéta (to, čo sa planétou ešte len stane), vymetá svojim gravitačným pôsobením svoje okolie. Po mnohých obehoch veľké teleso buď zachytí menšie telesá (či už zrážkou, alebo tým, že sa z menších telies stanú jeho satelity), alebo zmení dráhu menších telies tak, že sa s nimi už nebude stretávať. Dôsledkom je, že po určitej dobe sa už nedelí o svoj priestor s iným hmotnejším telesom. Priestor ovláda, sú tu len telesá, ktoré sú jeho satelity, alebo sú iným spôsobom podriadené jeho gravitácii. Táto definícia vylučuje z hry objekty, ktoré môžu krížiť jeho dráhu, ale nikdy sa nezrazia v dôsledku rezonancie (ako napríklad Jupiter a Trójany, Zem a 3753 Cruithne, Neptún a Plutína).

Vo svojom článku o planétach navrhuje Steven Soter definíciu Mika Browna: ak obiehajúce teleso má hmotnosť stonásobne väčšiu, ako hmotnosť zvyšku hmoty v zóne jeho pohybu, potom sa teleso nazýva planétou. Podľa tejto definície, ktorú IAU je ochotná tiež akceptovať, by sa Pluto a menšie telesá stali planétami v prázdnej časti priestoru. V blízkosti hmotnejších telies sa však stávajú trpasličími planétami.

Guľatosť


Podľa definície IAU má mať planéta dostatočnú hmotnosť, aby jej gravitácia ho sformovala do guľatého tvaru. Táto nenápadne vyzerajúca časť definície je komplikovanejšia, než by sa mohlo zdať na prvý pohľad. V matematickom zmysle slova by guľatosť znamenala sféroid vytvorený rotáciou elipsy okolo jednej jej osi. Toto teleso teda má dve rovnako veľké osi, kým tretia os môže byť menšia, alebo väčšia. Teleso predstavuje vlastne guľu, ktoré bolo rovnomerne deformované v jednom smere. Rez kolmo k jednej osi dá kružnicu, kým kolmo k ostatným dvom dá elipsu.
V definícii sa termín guľatý používa v zmysle elipsoidu s tromi (prípadne) odlišnými osami. Vesmírne telesá sú naviac z topografického pohľadu nepravidelné, aj keď bývajú medzi nimi aj výrazné rozdiely. Napríklad Enceladus je v podstate elipsoidovitý ale nepravidelný útvar, kým Neptúnov mesiac Protesu nie je práve moc guľatý.
Aj keby sme sa obmedzili len na približne guľaté tvary (odhliadnuc od absolútnej matematickej presnosti), zistíme, že gravitácia o guľatosti v plnej miere nerozhoduje. Objekty tvorené z ľadu a snehu ako Enceladus a Miranda nadobúdajú guľatý tvar podstatne jednoduchšie, ako kamenné objekty podobné Veste alebo Pallasu. Teplo uvoľnené zo zhrútenia sa, stáleho bombardovania menšími telesami, uvoľnené zo slapových síl alebo z rádioaktívneho rozpadu a iné zdroje napomáhajú k tomu, aby sa teleso "zaguľatilo". Napríklad ľadový mesiac Mimas je guľatý, ale podstatne hmotnejší Neptúnov mesiac Proteus nie je. Je síce podobného zloženia ako Mimas, ale je podstatne ďalej od Slnka, vo väčšom chlade.
Poznamenajme tiež, že Ceres je guľatý kým objekt 2003 EL61 v Kuiperovom páse nie je napriek tomu, že jeho hmotnosť je mnohonásobne väčší, ako Mimasova hmotnosť. Je silne pretiahly v dôsledku svojej veľmi rýchlej rotácie. Jupiter a Saturn sú tiež veľmi sploštené planéty v dôsledku ich mimoriadne rýchlej rotácie. Mimas, Enceladus a Miranda sú zdeformované slapovými silami svojich väzniteľov, planét.

Dvojplanéty


Aktuálna definícia vylučuje satelity (mesiace planét) z kategórie trpasličích planét. Priamo sa definícii satelitov nevenuje. V prapôvodnom náčrte definície bola robená výnimka pre Pluto a jeho najväčší satelit Charon. Táto dvojica obieha okolo svojho spoločného ťažiska. Sú dostatočne ďaleko od seba a majú dostatočne malý rozdiel medzi svojimi hmotnosťami, čoho dôsledkom je, že ich spoločné ťažisko sa nachádza mimo Pluta (a samozrejme aj mimo Charonu). Obiehajú spoločne okolo Slnka vytvárajúci tandem. Preto sa nazvali dvojplanétou. Záverečné znenie definície planét rozhodlo aj v tejto veci. Nezávisle od toho, či tvoria tandem alebo nie, ani jedna nie je planéta, ale sú trpasličou planétou.
Podľa stávajúcej definície Zema Mesiac nie sú dvojplanétou, lebo ich spoločné ťažisko leží (presnejšie: pohybuje sa) pod povrchom Zeme. Napriek tomu, že pokiaľ by sme sa pozerali na Mesiac bez Zeme pri jeho dráhe okolo Slnka, nevznikajú na nej slučky. Nikdy sa nepohybuje smerom späť. Obieha okolo Zeme pomaly a okolo Slnka vždy v rovnakom smere ako Zem sama. Akoby sa pohybovala po svojej vlastnej "nezávislej" trajektórii.
To ale platí pre každý mesiac, ktorý je od svojej planéty dostatočne ďaleko. Takto ďaleko je ich rýchlosť okolo planéty vždy menšia ako rýchlosť planéty okolo Slnka. Slučky (spätný pohyb z pohľadu Slnka) nenastáva. Inými slovami, slučka nie je nutným kritériom k tomu, aby teleso bolo mesiacom (satelitom) nejakej planéty.
Vrátiac sa k otázke dvojplanét, ak satelit je od planéty dostatočne ďaleko, nerobí slučky na svojej trajektórii, čo ho nerobí ešte dvojplanétou (zostáva mesiacom). V opačnom prípade by sme Jupiter a Callisto, alebo Saturn a Iapetus museli prehlásiť za dvojplanétu.
Otázka mesiacov a planét je skomplikovaná aj tým, že mnohé mesiace majú vlastnosti, ktoré by ich mohli urobiť planétou. Napríklad veľkosť. Jupiterov mesiac Ganymed alebo Saturnov mesiac Titán, má väčší priemer, ako Merkúr. Titán má hrubšiu atmosféru, než Zem. Mesiace Io a Triton sa vyznačujú s veľmi aktívnou geologickou aktivitou (Mars a Merkúr ich už vôbec nevykazujú). Ganymedes má významné vlastné magnetické pole. Z pohľadu definície je dôležité rozhodnúť, či sú telesá planéty, alebo nie. Zrovna tak ako v prípade dvojhviezd, nezáleží na tom, či sa jedná o nejaké partnerstvo vplyvom gravitácie. Dôležité je, či sa jedná o hviezdy alebo nie. Rovnakou logikou by sme mohli povedať, že telesá obiehajúce okolo planéty, ktoré majú vlastnosti planéty, môžeme tiež nazývať planétami.

Pokúsili sme sa aspoň na pár riadkoch priblížiť zložitosť, ktorým IAU musí zápasiť, keď sa pokúša rozhodnúť o tom, či nejaké teleso je alebo nie je planétou. Je to nakoniec ale vždy otázkou dohody, lebo vždy budú existovať hraničné prípady.
Pravda, pôsobí zvláštne, že keď pozorovacia technika sa zlepšuje a každý by očakával objavenie novej planéty, padne rozhodnutie, že planét nie je 9 ale 8. Je to zrejme dobrým dôvodom preskúšať študentov, či vôbec vedia, koľko máme planét a ktoré to vlastne sú. Nezabudnime však, že tieto objekty sa len kvôli zmene definície sa nezačnú chovať odlišne, než doteraz a už vôbec nie, že by prestali existovať. Oni sú stále tam ... niekde vonku.

Ako rozpoznáte na nočnej oblohe planétu od hviezd?
Odpoveď:

Planéty sa pohybujú, pravda, tento pohyb vyžaduje sledovanie po dobu viac dní. Existuje však ešte jeden celkom spoľahlivý spôsob. Hviezdy blikajú, lebo sú len malými bodmi a vlniaci sa vzduch spôsobuje "vibrovanie" ich svetla. Planéty sú síce tiež malé svetelné zdroje, ale predsa väčšie a vlnenie vzduchu nemá na ich svetlo tak výrazný vplyv. Neblikajú. .






-AT-


< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >