Uprchlá planetka objevena na periferii Sluneční soustavy

Dalekohledy ESO nalezly první uhlíkatou planetku v Kuiperově pásu

Počáteční fáze vývoje Sluneční soustavy byly velmi bouřlivým obdobím. Současné teoretické modely období ukazují, že obří plynné planety krátce po svém vzniku začaly putovat Sluneční soustavou a přitom vypuzovaly malá kamenná tělesa z vnitřních oblastí na protáhlé oběžné dráhy daleko od Slunce [1]. Konkrétně tyto modely předpovídají, že současný Kuiperův pás (Kuiper Belt) – chladná oblast Sluneční soustavy za drahou planety Neptun – by měl obsahovat malý počet na uhlík bohatých planetek (C-type, carbonaceous asteroids [2]) pocházejících z vnitřní Sluneční soustavy.

Nedávno publikovaná práce prezentuje první spolehlivá pozorování na uhlík bohaté planetky v Kuiperově pásu a přináší tak silný důkaz podporující předpovědi teoretických modelů popisujících bouřlivé mládí naší Sluneční soustavy. Malému týmu astronomů pod vedením Toma Seculla (Queen’s University Belfast, UK) se na základě pečlivých pozorování získaných pomocí řady přístrojů pracujících s dalekohledem ESO/VLT (Very Large Telescope) podařilo změřit složení neobvyklého tělesa Kuiperova pásu 2004 EW₉₅. Zjistili, že se jedná o planetku typu C, a to by znamenalo, že původně vznikla ve vnitřní části Sluneční soustavy a na svou současnou dráhu se přesunula až později [3].

Na neobvyklé vlastnosti tělesa s katalogovým označením 2004 EW₉₅ poprvé upozornila rutinní pozorování pomocí kosmického teleskopu HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope), která pořídil Wesley Fraser, astronom z Queen’s University Belfast a člen týmu vědců podepsaných i pod touto prací. Spektrum záření odraženého od povrchu (reflectance spectrum) planetky 2004 EW₉₅ se výrazně liší od dalších malých těles Kuiperova pásu – ta většinou mají spektra bez nápadných struktur, která umožňují zjistit jen málo informací o složení povrchu.

„Spektrum záření odraženého od povrchu tělesa 2004 EW₉₅ se nápadně odlišuje od dalších objektů nacházejících se ve vnější Sluneční soustavě,“ vysvětluje Tom Secull. „Na první pohled se nám objekt zdál natolik podivný, že jsme se rozhodli na něj zaměřit podrobněji.“

Vědci pozorovali objekt 2004 EW₉₅ pomocí spectrograf X-Shooter a FORS2, dalekohledem ESO/VLT. Citlivost těchto přístrojů vědcům pomohla získat detailnější měření vlastností odraženého světla, což jim umožnilo učinit závěry týkající se složení povrchu.

Přes velkou sběrnou plochu dalekohledu VLT bylo pozorování objektu 2004 EW₉₅ velmi obtížné. I když těleso má nejspíše průměr přes 300 kilometrů, nachází se v současnosti asi 4 miliardy kilometrů od nás. Posbírat dostatečné množství světla odraženého od jeho tmavého povrchu proto bylo velmi náročným úkolem.  

„Je to jako pozorovat na dálku horu uhlí proti tmavému pozadí noční oblohy,“ říká spoluautor práce Thomas Puzia (Pontificia Universidad Católica de Chile).

„Nejen že je těleso 2004 EW95 velmi slabé, ale ještě k tomu se pohybuje,“ doplňuje Tom Secull. „Museli jsme použít velmi sofistikovanou metodu zpracování dat, abychom z nich získali co nejvíce informací.“ Dvě vlastnosti spektra sledovaného objektu však byly očividné a způsobují je oxidy železa a fylosilikáty. Přítomnost těchto materiálů nebyla dosud u těles Kuiperova pásu potvrzena, a naznačuje, že 2004 EW₉₅ se zformovalo ve vnitřní části Sluneční soustavy.

Tom Seccull dodává: „Vzhledem k současné dráze tělesa 2004 EW₉₅ v chladných vnějších oblastech Sluneční soustavy naše výsledky naznačují, že objekt byl do této oblasti vypuzen následkem migrace velkých planet v raných fázích vývoje Sluneční soustavy.“

„I když se v minulosti vyskytly zprávy o dalších netypických objektech Kuiperova pásu, u žádného se nepodařilo tyto vlastnosti potvrdit s takovou přesností,“ komentuje objev astronom ESO Olivier Hainaut. „Nalezení uhlíkaté planetky v Kuiperově pásu je klíčovým potvrzením jedné ze zásadních předpovědí dynamických modelů raného vývoje Sluneční soustavy.“

Poznámky

[1] Současné dynamické modely raného vývoje Sluneční soustavy jako je hypotéza ‚grand tack‘ (grand tack hypothesis) nebo Nice model předpovídají, že obří planety nejprve migrovaly směrem ke Slunci a následně zpět. Svým působením přitom rozrušily pás planetek a vypudily některá tělesa také do vnějších částí Sluneční soustavy. Proto se očekává, že následkem tohoto procesu by na drahách v dnešním Kuiprově pásu (Kuiper belt) a Oortově oblaku (Oort Cloud) měla existovat malá populace kamenných těles.

[2] Uhlíkaté planetky jsou tělesa, která obsahují uhlík nebo různé varianty jeho sloučenin. Planetky s těmito vlastnostmi označujeme jako C (C-type) a je možné je identifikovat díky tmavému povrchu, jehož vlastnosti jsou dány právě přítomností uhlíkatých sloučenin.

[3] Ve vnějších částech Sluneční soustavy byla již v minulosti detekována tělesa pocházející z vnitřních oblastí. Toto je však první planetka typu C, která byla nalezena v Kuiperově pásu.

Další informace

Výzkum byl prezentován v článku “2004 EW₉₅: A Phyllosilicate-bearing Carbonaceous Asteroid in the Kuiper Belt” autorů T. Seccull a kol., který byl publikován ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters.

Složení týmu: Tom Seccull (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, UK), Wesley C. Fraser (Astrophysics Research Centre, Queen’s University Belfast, UK), Thomas H. Puzia (Institute of Astrophysics, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile), Michael E. Brown (Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology, USA) a Frederik Schönebeck (Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Německo).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace v Evropě, která v současnosti provozuje nejproduktivnějších pozemní astronomické observatoře světa. ESO má 15 členských států: Belgie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie a dvojici strategických partnerů – Chile, která hostí všechny observatoře ESO, a Austrálii. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a provoz výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také hraje vedoucí úlohu při podpoře a organizaci celosvětové spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal, nejvyspělejší astronomické observatoři světa pro viditelnou oblast, pracuje Velmi velký dalekohled VLT a dva přehlídkové teleskopy – VISTA a VST. Dalekohled VISTA pozoruje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým teleskopem světa, dalekohled VST je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy ve viditelné oblasti spektra. ESO je významným partnerem zařízení APEX a revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Nedaleko observatoře Paranal, na hoře Cerro Armazones, staví ESO nový dalekohled ELT (Extremely Large Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 m, který se stane „největším okem lidstva hledícím do vesmíru“.

Odkazy

• odborný článek
• snímky dalekohledu VLT

Kontakty

Viktor Votruba; národní kontakt; Astronomický ústav AV ČR, 251 65 Ondřejov, Česká republika; Email: votruba@physics.muni.cz

Jiří Srba; překlad; Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o., Česká republika; Email: jsrba@astrovm.cz

Tom Seccull; Postgraduate Research Student — Queen's University, Belfast; Belfast, United Kingdom; Tel.: +44 2890 973091; Email: tseccull01@qub.ac.uk

Wesley C. Fraser; Lecturer — Queen’s University, Belfast; Belfast, United Kingdom; Tel.: +44 28 9097 1084; Email: wes.fraser@qub.ac.uk

Thomas H. Puzia; Professor — Institute of Astrophysics, Pontificia Universidad Catolica; Santiago, Chile; Tel.: +56-2 2354 1645; Email: tpuzia@astro.puc.cl

Calum Turner; ESO Assistant Public Information Officer; Garching bei München Tel.: +49 89 3200 6670; Email: calum.turner@eso.org

Richard Hook; ESO Public Information Officer; Garching bei München, Germany; Tel.: +49 89 3200 6655; Mobil: +49 151 1537 3591; Email: rhook@eso.org

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] tisková zpráva ESO1814