Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Jak Jupiter okradl planetu Mars

Jak Jupiter okradl planetu Mars

Porovnání velikosti Venuše, Země a Marsu
Porovnání velikosti Venuše, Země a Marsu
Astronomy dlouho trápila otázka, proč má Mars pouze poloviční rozměr v porovnání se Zemí a proč má pouze desetkrát menší hmotnost. Protože sousední planety ve vnitřní části Sluneční soustavy se nepochybně zformovaly současně, nabízí se otázka: Proč nemá Mars stejnou velikost a hmotnost jako Země či Venuše? Článek publikovaný 5. 6. 2011 v časopise Nature poskytuje první souhrnné vysvětlení a odhaluje nečekaný "tanec" v počátcích existence planet Jupiter a Saturn.

Kevin J. Walsh, vědecký pracovník na Southwest Research Institute, vedl mezinárodní tým provádějící počítačové simulace dějů na počátku existence Sluneční soustavy za účelem zjištění, jak se mohl "mladistvý" Jupiter stěhovat (migrovat) do vzdálenosti 1,5 astronomické jednotky od Slunce (jedna astronomická jednotka - AU - je vzdálenost zhruba odpovídající vzdálenosti mezi Sluncem a Zemí). Přitom si přivlastnil velké množství hmoty z tohoto regionu a vznikající planeta Mars tak v podstatě přišla o potřebný materiál pro svůj růst.

"Planeta Jupiter se přemístila dovnitř směrem ke Slunci ze svého místa zrodu až na vzdálenost 1,5 AU od Slunce a potom kolem něj v této vzdálenosti obíhala, jak to naznačují počítačové modely. Nakonec následovala jeho migrace ven směrem k současné poloze. Toto putování Jupiteru omezilo distribuci pevných částic ve vnitřní oblasti Sluneční soustavy ve vzdálenosti asi 1 AU, což vysvětluje malou hmotnost planety Mars," říká Kevin Walsh. "Problémem bylo, jestli vnitřní a vnější migrace Jupiteru v oblasti 2 až 4 AU je slučitelná s existencí současného hlavního pásu planetek ve stejné oblasti. Proto jsme začali uskutečňovat velké množství počítačových simulací."

"Výsledky jsou fantastické," říká Walsh. "Námi provedené simulace ukazují nejen že migrace Jupiteru je v souladu s existencí pásu asteroidů, ale rovněž vysvětluje jeho vlastnosti, které jsme do té doby zcela nepochopili."

Pás asteroidů je tvořen dvěma rozdílnými typy těles. Jednak se jedná o velmi suchá tělesa, a dále zde nacházíme tělesa s vysokým obsahem vody, podobající se spíše kometám. Kevin Walsh se svými spolupracovníky ukázal, že průchody planety Jupiter nejprve vyprázdnily a posléze znovu "zalidnily" oblast pásu asteroidů tělesy z vnitřní části, která vznikla v rozmezí 1 až 3 AU, stejně tak i tělesy z vnější oblasti, která mají původ v prostoru mezi a za drahami obřích planet. Díky gravitačnímu působení Jupiteru zde pozorujeme příznačné složení těles s rozdílnými vlastnostmi napříč hlavním pásem planetek i v současné době.

Migrace obřích planet v rané fázi vývoje planetární soustavy
Migrace obřích planet v rané fázi vývoje planetární soustavy
Členové výzkumného týmu nazvali svoji počítačovou simulaci termínem "Grand Tack Scenario" (scénář velkého křižování) na základě nenadálých změn v pohybu planety Jupiter až na vzdálenost 1,5 AU od Slunce, podobně, jako když plachetnice křižuje kolem bóje. Migrace obřích plynných planet je rovněž podpořena pozorováním četných extra-solárních planet objevených v širokém rozsahu vzdáleností od svých mateřských hvězd (sluncí), což naznačuje, že migrace planet je jev vyskytující se všude ve vesmíru.

Podle nového modelu se planeta Jupiter zformovala ve vzdálenosti 3,5 AU od Slunce. Protože v té době stále ještě existovalo v okolí Slunce velké množství plynů, obří planeta byla bržděna plynnými proudy a byla "tažena" směrem ke Slunci. Jupiter se pomalu pohyboval po spirále smrti směrem dovnitř do té doby, než se zastavil ve vzdálenosti 1,5 AU od Slunce, tj. v místě, kde nyní obíhá planeta Mars (která zde ještě nebyla, obíhala blíže ke Slunci).

"Předpokládáme, že Jupiter zastavil svoji další migraci směrem ke Slunci kvůli Saturnu," říká Avi Mandel, planetolog NASA a spoluautor článku. Podobně jako Jupiter i planeta Saturn se posouvala krátce po svém vzniku blíže ke Slunci, avšak modely ukazují, že jakmile se obě hmotné planety přiblížily dostatečně blízko jedna k druhé, jejich osudy se už napořád provázaly.

Postupně byl veškerý plyn mezi oběma planetami vypuzen pryč, což vedlo k zastavení pohybu po spirále smrti a nakonec byly obě planety nasměrovány k pohybu opačným směrem, tj. směrem od Slunce. Obě planety se vzdalovaly společně, dokud Jupiter nedosáhl své nynější polohy ve vzdálenosti 5,2 AU od Slunce a Saturn se zastavil zhruba na 7 AU (později jiné síly posunuly Saturna do současné vzdálenosti 9,5 AU).

Donedávna se astronomové domnívali, že hlavní pás asteroidů existuje proto, že planeta Jupiter svojí gravitací bránila v této oblasti slepování materiálu dohromady a vytvoření další planety; předpokládali, že místo toho zde zůstala spousta volného materiálu - dnešních planetek. Někteří astronomové již dříve zvažovali možnost, že Jupiter mohl v určitém období obíhat blíže ke Slunci, avšak jeho přítomnost zde vyvolávala velký problém: Jupiter svým působením rozptyloval materiál v oblasti pásu asteroidů natolik, že tento útvar zkrátka podle dřívějších počítačových simulací nemohl existovat.

Doba, kterou Jupiter trávil ve vnitřních oblastech Sluneční soustavy, měla další důležitý efekt: jeho přítomnost způsobila, že planeta Mars je mnohem menší, než by byla za jiných okolností. "Proč je Mars tak malý, to byl donedávna neřešitelný problém pro teorie vzniku naší Sluneční soustavy," říká Avi Mandel.

Protože se Mars vytvářel dále od Slunce než Venuše a Země, měl k dispozici více surového materiálu a měl by být tedy větší než tyto dvě planety. Místo toho je menší. To dlouho nedávalo smysl. Avšak jak naznačuje model Grand Track, Jupiter strávil určitou část svého života "zaparkován" ve vnitřní oblasti Sluneční soustavy a svojí přítomností rozházel část materiálu, který byl k dispozici pro formování planet. Většina materiálu z okolí 1 AU byla rozptýlena a unikla tak z dosahu "hubené" planety Mars. Naopak Země a Venuše se vytvářely v oblasti poměrně bohaté na stavební materiál.

Zdroj: www.physorg.com a www.spaceref.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.



35. vesmírný týden 2025

35. vesmírný týden 2025

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 25. 8. do 31. 8. 2025. Měsíc po novu se koncem týdne objeví na večerní obloze. Ráno můžeme pozorovat všechny planety kromě Marsu. Aktivita Slunce se možná zvýší. SpaceX se chystá k 10. testu Super Heavy Starship. První stupeň Falconu 9 se chystá k 30. znovupoužití. Tato raketa má letos za sebou již více než 100 startů a v uplynulém týdnu vynesla i vojenský miniraketoplán X-37b a nákladní loď Dragon na misi CRS-33 k ISS. Před 50 lety zazářila v souhvězdí Labutě poměrně jasná nová hvězda, nova V1500 Cygni.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Temná mlhovina Barnard 150

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2025 obdržel snímek „Temná mlhovina Barnard 150“, jehož autorem je astrofotograf Václav Kubeš       Dávno, opravdu dávno již tomu. Někdy v době, kdy do Evropy začali pronikat Slované a začala se formovat Velkomoravská říše, v době, kdy Frankové

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

IC 1396 Sloní chobot

IC 1396 je veľká emisná hmlovina v súhvezdí Cefea. Nachádza sa pod spojnicou hviezd alfa a zéta Cephei a je v nej aj premenná hviezda Erakis. Hmlovina zaberá oblasť s priemerom niekoľko stoviek svetelných rokov a jej svetlo k nám letí asi 3 000 rokov. Na nočnej oblohe je jej zdanlivý priemer desaťkrát väčší ako priemer Mesiaca v splne, čo je 170´ (5°). Má celkovú magnitúdu 3,0, ale je taká roztiahnutá, že voľným okom nemáme šancu ju vidieť. Hmotnosť hmloviny je odhadovaná na 12 000 hmotností Slnka. Hmlovinu vzbudzuje k žiareniu najmä veľmi hmotná a veľmi mladá hviezda HD 206267 v strede oblasti. Hviezdu obklopujú ionizované mraky vytvárajúce okolo nej vo vzdialenosti 80 až 130 svetelných rokov prstencový útvar. Sú to zvyšky molekulárneho mraku, z ktorého sa zrodila hviezda HD 206267 a ďalšie hviezdy v tejto oblasti, ktoré spolu tvoria hviezdokopu s označením Tr37. Ďalej od centrálnej hviezdy sú pásma tmavého a chladného materiálu. Známou časťou hmloviny je obrovský tmavý molekulárny mrak pomenovaný hmlovina Sloní chobot. Jej tvar vymodeloval hviezdny vietor z HD 206267. Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800 (200/600 F3), Starizona Nexus 0.75x komakorektor, Touptek ATR585M, AFW-M, Touptek LRGBSHO filtre, Gemini EAF focuser, guiding TS Off-axis + PlayerOne Ceres-C, SVBony 241 power hub, automatizovaná astrobúdka s mojím vlastným OCS (observatory control system). Software: NINA, Astro pixel processor, GraXpert, Pixinsight, Adobe photoshop Lights 65x120sec. R, 63x120sec. G, 52x120sec. B, 120x60sec. L, 186x600sec Halpha, 112x600sec.+18x900sec. O3, 144x600sec. S2, master bias, flats, master darks, master darkflats Gain 150, Offset 300. 9.6. až 23.8.2025 Belá nad Cirochou, severovýchod Slovenska, bortle 4

Další informace »