Zvětšit obrázek

Kreslířova představa jak by mohla dvojplanetka Patroclus – Menoetius vypadat.
(Kredit – Keck Observatory / Lynette Cook)

Bylo to kolem roku 1770, kdy se francouzský matematik Lagrange zabýval řešením problému pohybu těles v gravitačním poli a došel k závěru, že mezi každými dvěma tělesy existuje pětice bodů, ve kterých se jejich gravitační působení kompenzuje. Tyto body jsou po něm nazývány Lagrangeovy. Teprve na počátku minulého století objevili astronomové první tělesa, která stabilitu takového systému skutečně ilustrovala. Jedná se o tzv. Trójany, planetky, které obíhají kolem Slunce ve stejné vzdálenosti jako Jupiter, ale o zhruba 60º jej předbíhají či se naopak za ním opožďují. Tyto planetky dostávají jména po hrdinech Homérova eposu Iliada. Vzhledem k tomu, že jich dnes známe asi 1700, je dodržení této tradice značně problematické.

První dvojitý Trójan

Je dosud nezodpovězenou otázkou, jak se Trójané na své současné pozice dostaly. Existuje hned několik vysvětlení. Přímou podporou pro jedno z nich jsou nově zveřejněné poznatky o planetce Patroclus. Ta bylo objevena v roce 1906 jako druhá v pořadí mezi Trójany a to v bodě ležícím 57º za Jupiterem. Až donedávna se astronomové domnívali, že je to jedno těleso o průměru 150 km. Nedávná pozorování havajským dalekohledem Gemini North ale prokázala, že se ve skutečnosti jedná o dvojplanetku, vůbec první mezi Trójany objevenou. Překvapující jsou velmi podobné rozměry obou těles. Zatímco Patroclus má průměr 122 kilometrů, jeho průvodce Menoetius je jen o deset kilometrů menší. Obě tělesa obíhají kolem společného těžiště každé čtyři dny a to ve vzdálenosti 680 kilometrů od sebe.

Zvětšit obrázek

Ilustrace Lagrangeových bodů soustavy Jupiter – Slunce. Vlivem gravitačního působení ostatních planet neleží všechna tělesa přesně na 60º, ale jsou podél Jupiterovy dráhy rozptýlena v pásech 15º až 20º dlouhých.
(Kredit – IMCCE / UC Berkeley)

Skutečnost, že se jedná o dvojitou planetku, má zásadní význam pro určení základních parametrů tělesa. Změřením jejich vzájemného vlivu jsou totiž astronomové schopni zjistit rozměry, hmotnost a hustotu. Alternativou k tomu je vyslání kosmické sondy a změření vlivu planetky na její dráhu. Což je samozřejmě poněkud nepraktická varianta, jež byla zatím využita jen pro několik planetek.

Ledová tělesa

Franck Marchis z Kalifornské university v Berkeley a jeho spolupracovníci z pařížské hvězdárny a Keckovy observatoře na Havaji této skutečnosti využili a za pomoci systému adaptivní optiky 10m Keckova dalekohledu obě tělesa skutečně změřili a zvážili. Zjištěná čísla jsou poněkud překvapující – obě tělesa mají hustotu pouhých 800 kg/m3. Tedy asi třikrát menší než je hustota kamenných planetek. Znamená to tedy, že jsou více podobné kometám, jejich hustota – daná převážně hustotou vodního ledu – je rovněž výrazně nižší než u planetek. Oba Trojané tak nemohly vzniknout ze stejného materiálu a na stejném místě protosolární mlhoviny jako Jupiter. V takovém případě by totiž připomínaly Jupiterovy velké, kamenné měsíce jako je Ganymed či Kalisto.

Velké planetární putování

Naměřené hodnoty zejména přivítal jiný tým astronomů, který v loňském roce publikoval alternativní teorii vývoje Sluneční soustavy. Podle jejich počítačové simulace vznikly velké planety Jupiter, Saturn, Uran a Neptun spojením obrovského množství malých planetesimál výrazně blíže ke Slunci než se nacházejí dnes. Trvalo ještě 650 miliónů let než se přesunuly na své současné pozice. Při tomto putování gravitačně „zametly“ vzdálenější části mladé Sluneční soustavy a většinu z přítomných těles odsunuly do oblastí za dnešní drahou Neptuna, kde je dnes pozorujeme jako objekty Edgeworthova-Kuiperova (dále EK) pásu. Některé z nich ale při putování zachytily ve svých Lagrangeových bodech.

Zvětšit obrázek

Laserový paprsek vybíhající z jedné z kopule jednoho z Keckových dalekohledů slouží systému adaptivní optiky ke korekci vlivu zemské atmosféry na světlo vzdálených objektů. (Kredit – Keck observatory)

Protože tělesa EK pásu jsou převážně ledová, znamená nízká hustota dvou změřených Jupiterových Trójanů značnou podporu pro tuto teorii. Hal Levison (Southwest Research Institute, Boulder), který je hlavním autorem této simulace, to pro časopis New Scientist komentoval slovy: „To hřeje mé srdce.“

Astronomové jsou si samozřejmě vědomi, že dvojice těles ještě není dostatečným důkazem pro tuto teorii. „To co potřebujeme, je nalézt více binárních Trójanů,“ říká Franck Marchis. „Pak můžeme říci jestli je nízká hustota charakteristikou všech Trójanů.“ Podobně to vidí i další expert na asteroidy William Bottke (SwRI), který rovněž upozorňuje na to, že jedno měření nedokazuje teorii. „Ale je minimálně konzistentní s myšlenkou, že tato tělesa mohou být velmi podobná s objekty Kuiperova pásu.“ Zároveň připomíná, že pokud by se teorie potvrdila, znamenalo by to rovněž významnou finanční úsporu pro případnou kosmickou výpravu k objektům EK pásu. Vypravit sondu do vzdálenosti Jupitera by bylo výrazně levnější než za Neptun a přitom by zde nalezla podobná tělesa.

Zdroje:
NewScientist.Com
Space.Com
W.M.Keck Observatory
Velká encyklopedie astronomie