Velké měsíce v naší Sluneční soustavě by mohly obsahovat některé objekty s kandidáty na potenciálně… obíhající vlastní měsíce. Pokud by se mnoho těchto měsíců nacházelo na různých místech, astronomové by je definovali jako planety. Podle toho, kde se nacházejí, je všech sedm největších neplanet ve Sluneční soustavě měsíci.
Emily Lakdawalla, via http://www.planetary.org/multimedia/space-images/charts/the-not-planets.html. Měsíc: Gari Arrillaga. Další údaje: NASA/JPL/JHUAPL/SwRI/UCLA/MPS/IDA. Zpracovali: Ted Stryk, Gordan Ugarkovic, Emily Lakdawalla a Jason Perry
Astronomicky musí tělesa ve Sluneční soustavě splnit tři kritéria, aby získala tolik ceněný status planety:
- Gravitačně se stáhnout do sféroidálního tvaru, kde získají hydrostatickou rovnováhu,
- obíhat kolem Slunce v elipse a kolem žádného jiného menšího mateřského tělesa,
- a vyčistit svou oběžnou dráhu od všech podstatně hmotnějších objektů.
Osm planet naší sluneční soustavy a naše Slunce, v měřítku velikosti, ale ne z hlediska oběžných… vzdáleností. Všimněte si, že se jedná o jediných osm objektů, které splňují všechna tři planetární kritéria stanovená IAU.
Uživatel Wikimedia Commons WP
V naší Sluneční soustavě se vzhledem k těmto kritériím do výběru dostalo pouze osm světů. Čtyři kamenné planety (Merkur, Venuše, Země, Mars) a čtyři světy plynných obrů (Jupiter, Saturn, Uran, Neptun) jsou jediné, které lze podle těchto definic nazvat planetami. Vše ostatní, bez ohledu na to, jak je velké nebo hmotné, nesplňuje jedno z posledních dvou kritérií.
Pokud posuzujete, zda je objekt planetou, nebo ne, podle kritérií IAU, splňuje to planety v… naší sluneční soustavě, ale žádné jiné. Pokud se však podíváte na hmotnost vzdáleného světa, jeho orbitální parametry a stáří sluneční soustavy, můžete definici IAU reprodukovat pro více než 99 % nám známých světů.
Margot (2015), via http://arxiv.org/abs/1507.06300
Jednoduchý vztah mezi hmotností a vzdáleností by mohl tuto definici rozšířit i na jiné sluneční soustavy, čímž by se současná definice IAU změnila na univerzální, která by definovala „planety“ i pro exoplanetární systémy.
Ačkoli to zatím není všeobecně přijato, tento jasný vztah ukazuje, že definice IAU není jednoduše libovolná, ale má základní fyzikální mechanismus, který by mohl vysvětlit takové klasifikační schéma.
Hustoty různých těles ve Sluneční soustavě. Všimněte si vztahu mezi hustotou a vzdáleností… od Slunce, podobnosti Tritonu s Plutem a toho, jak se i Jupiterovy satelity, od Io po Callisto, nesmírně liší v hustotě.
Karim Khaidarov
Ještě to, že je planeta, není z definice všechno. Mnohé z neplanét, dokonce i v naší sluneční soustavě, jsou samy o sobě fascinující. Zde je 10 největších z nich, které známe, spolu s tím, čím jsou tak zajímavé.
Tento přirozený barevný snímek Ganymedovy protijupiterské polokoule pochází ze sondy Galileo. Má… vodní led na svých pólech až po 40° zeměpisné šířky a řídkou atmosféru z atomů kyslíku a vodíku, která pravděpodobně vznikla z vypařeného ledu. Podzemní oceán může obsahovat více vody než celá Země dohromady.
NASA/JPL (upraveno uživatelem Wikimedia Commons PlanetUser)
1). Ganymedes: Největší Jupiterův měsíc je největší neplanétou ve Sluneční soustavě. S průměrem 5 268 km je o 8 % větší než planeta Merkur, ačkoli má méně než polovinu hmotnosti nejvnitřnější planety naší Sluneční soustavy, neboť je tvořen převážně ledem a křemičitanovými minerály. S pouhými 45 % hmotnosti Merkuru má spíše hustotu podobnou asteroidům než hustotu srovnatelnou s terestrickými planetami.
Přesto má železné jádro, které vytváří vlastní magnetické pole, jež dominuje velmi blízko povrchu i nad obrovským magnetickým polem blízké mateřské planety Jupiter. Pozorování naznačují, že má pod povrchem podzemní oceán, který možná obsahuje ještě více vody, než má planeta Země. Jeho atmosféra téměř neexistuje:
Na tomto snímku Titanu je metanová mlha a atmosféra zobrazena téměř průhlednou modrou barvou a pod mraky jsou zobrazeny… povrchové prvky. K vytvoření tohoto snímku byla použita kompozice ultrafialového, optického a infračerveného světla.
NASA/JPL/Space Science Institute
2). Titan: Obrovský satelit Saturnu dává Ganymedovi šanci stát se největší neplanétou ze všech. Titan svou velikostí překonává i Merkur, ale s prakticky bezvzdušným Ganymedem má společného jen málo. Titánova atmosféra je nejbohatší ze všech měsíců Sluneční soustavy a atmosférický tlak na jeho povrchu je vyšší než dokonce na Zemi. Na jeho pólech, nad metanovými mlhovinami, které dominují jeho atmosféře, se vytvářejí sezónní mraky a povětrnostní podmínky.
Tlak na povrchu umožňuje přítomnost kapalin, z nichž nejvýznamnější je metan. Sonda Huygens objevila na povrchu Titanu metanová jezera a dokonce vodopády, zatímco infračervená kamera sondy Cassini dokázala zmapovat povrch Titanu skrze mraky. V mnoha ohledech se ze všech nám známých měsíců nejvíce podobá ostatním kamenným planetám Sluneční soustavy.
Jasné jizvy na tmavším povrchu svědčí o dlouhé historii dopadů na Jupiterův měsíc Callisto na… tomto snímku Callista ze sondy Galileo NASA. T
NASA/JPL/DLR(German Aerospace Center)
3). Callisto: Callisto, nejstarší a nejsilněji kráterovaný měsíc ve Sluneční soustavě, je největším měsícem o velikosti Merkuru, který vykazuje jen velmi málo vlastností, jež bychom nazvali „diferenciací“ mezi jeho vrstvami. Callisto je nejvzdálenějším ze čtyř Galileových měsíců kolem Jupiteru, na tak velkou vzdálenost se na něj dostává jen velmi málo slapového tepla a není uzamčen na stejných rezonančních drahách jako Io, Europa a Ganymedes. Má nejnižší hustotu a povrchovou gravitaci ze všech galileovských satelitů.
Přestože je slapově vázán na Jupiter a jeho povrch je stále stejnou stranou obrácen ke svému jupiterskému rodiči, zdá se, že je extrémně starý. Je to nejsilněji kráterovaný známý svět ve Sluneční soustavě, předpokládá se, že má nejstarší povrch ze všech. Ze všech nám známých velkých měsíců vykazuje Callisto nejmenší rozdíly ve složení jádra, pláště a kůry, což je pravděpodobně způsobeno jeho vznikem pomalou akrecí v tak velké vzdálenosti (a s tak malým slapovým ohřevem) od Jupiteru.
Jupiterův nejvnitřnější galileovský satelit Io je pestrobarevný v důsledku síry, ledu a vulkanické… činnosti. Absence kráterů svědčí o téměř neustálém vynořování, což mu dává nejmladší povrch ze všech známých objektů ve Sluneční soustavě.
NASA/JPL/University of Arizona
4). Io: Jupiterův vulkanický svět je neustále rozrýván přílivem a odlivem a sám se znovu vynořuje prostřednictvím svého roztaveného lávového nitra. Io je v mnoha ohledech protipólem Callisto a ukazuje, jak může vypadat velký měsíc s mimořádně silným slapovým ohřevem způsobeným obíháním příliš blízko plynného obra. Io vykazuje:
- celkem více než 400 aktivních sopek, což z něj činí geologicky nejaktivnější objekt vůbec,
- výtrysky síry a oxidu siřičitého, které stoupají až 500 km nad jeho povrch,
- a více než 100 hor, z nichž mnohé se tyčí výše než pozemský Mt. Everestu, v důsledku vyzdvižení uvnitř Io.
Io nemá prakticky žádné krátery, protože se neustále vynořuje, a mnoho oblastí s roztavenou lávou viditelnou v každém okamžiku. Io je světem nejchudším na vodu/led v celé Sluneční soustavě, složený převážně z křemičitanových hornin s jádrem bohatým na kovy.
Maria – neboli moře – na povrchu Měsíce viditelná na blízkém místě. Moře klidu (Mare… Tranquillitas) bylo místem, kde přistálo Apollo 11. Náš Měsíc pravděpodobně vznikl v důsledku obřího impaktu desítky milionů let po vzniku ostatních planet a činí z našeho Měsíce jediný dosud známý velký satelit terestrické planety.
NASA/GSFC/Arizona State University, anotace: Stardate / The University of Texas McDonald Observatory
5). Měsíc: Jediný satelit kamenného světa na tomto seznamu, náš Měsíc, je dost možná nejmladším velkým objektem ve Sluneční soustavě. Podle našich nejlepších teorií vznikl pozemský Měsíc v důsledku dávného obřího nárazu, k němuž došlo asi 50 milionů let po vzniku ostatních planet a jejich satelitů, přičemž úlomky se spojily v souputníka Země, jak jej známe dnes.
Stejně jako všechny ostatní měsíce na tomto seznamu je náš Měsíc slapově vázán na svou mateřskou planetu, přičemž k našemu světu směřuje stále stejnou stranou. Má však vlastní vnitřní zdroj tepla: především z rozpadu radioaktivních prvků. Složení Měsíce je velmi podobné složení pozemských hornin, což z něj činí unikát mezi všemi velkými mimoplanetárními tělesy ve Sluneční soustavě.
Europa, jeden z největších měsíců Sluneční soustavy, obíhá kolem Jupiteru. Pod jejím zmrzlým, ledovým povrchem se nachází… kapalná voda oceánu ohřívaná slapovými silami od Jupiteru.
NASA, JPL-Caltech, SETI Institute, Cynthia Phillips, Marty Valenti
6). Europa: Europa, nejmenší a nejpohostinnější ze čtyř velkých Jupiterových měsíců, je pokryta vodním ledem s podpovrchovým tekutým oceánem. Podobně jako Ganymed má i Europa velmi řídkou atmosféru tvořenou převážně kyslíkem, a to v důsledku sublimace těkavých ledů na jejím povrchu. Na rozdíl od ostatních měsíců v tomto seznamu, které jsme zatím uvedli, je však Europa díky svému ledovému povrchu a velkému objemu nejhladším objektem ve Sluneční soustavě, a to i přes svůj pruhovaný vzhled.
Předpokládá se, že teplo ze slapového ohybu, vyvolaného gravitační přitažlivostí Jupiteru, způsobuje, že podpovrchový oceán zůstává tekutý a pohání pohyb ledu podobně jako desková tektonika. Vzhledem k aktivnímu transportu povrchových chemických látek do podpovrchového oceánu pod ním a hydrotermálnímu ohřevu zespodu mohou oceány Europy potenciálně ukrývat mimozemský život. Kryovulkanické chocholy, podobné Saturnovu Enceladu, byly poprvé zjištěny v roce 2013.
Globální barevná mozaika Tritonu, pořízená v roce 1989 sondou Voyager 2 během průletu kolem Neptunovy soustavy….. Barva byla syntetizována kombinací snímků s vysokým rozlišením pořízených přes oranžový, fialový a ultrafialový filtr; tyto snímky byly zobrazeny jako červený, zelený a modrý obraz a spojeny do této barevné verze. Předpokládá se, že načervenalá barva u pólu je výsledkem reakce ultrafialového světla s metanem, podobně jako to bylo nedávno pozorováno na Plutu, což ukazuje na podobný původ.
NASA / JPL / USGS
7). Triton: Neptunův největší měsíc byl kdysi největším objektem Kuiperova pásu Sluneční soustavy, ale byl již dávno gravitačně zachycen. Obíhá v těsné blízkosti ve střední vzdálenosti pouhých 355 000 km, prstence i měsíce kolem Neptunu nenajdete, dokud se nedostanete do více než patnáctkrát větší vzdálenosti. Triton musel během svého zachycení vyklidit obrovskou část Neptunovy soustavy!“
Triton obíhá retrográdně (proti směru hodinových ručiček, na rozdíl od hodinových ručiček) a je jediným velkým měsícem, který tuto vlastnost vykazuje, což je další důkaz jeho zachycení. Je to aktivní svět, který se v průběhu času sám vynořuje, s vybuchujícími gejzíry, řídkou atmosférou podobnou Plutu a pokrytý směsí ledu dusíku, vody a oxidu uhličitého. Jeho kryovulkány vydávající kouř poukazují na podpovrchový oceán a pokračující aktivitu.
Triton tvoří 99,5 % hmoty obíhajícího Neptunu: největší poměr ze všech soustav planeta-měsíc s více než jednou přirozenou družicí.
Pluto a jeho měsíc Charon; kompozice snímků sešitá z mnoha snímků sondy New Horizons. Pluto je… 8. největší neplanéta v naší Sluneční soustavě; Charon je na 17. místě.
NASA / New Horizons / LORRI
8). Pluto: Konečně se dostáváme ke všem oblíbené bývalé planetě a prvnímu neměsíčníkovi na našem seznamu. Pluton, který je menší a daleko méně hmotný než Triton a má méně než polovinu průměru Merkuru, je první soustavou v Kuiperově pásu, kterou se podařilo zobrazit z bezprostřední blízkosti. Jeho velký přirozený satelit Charon vznikl pravděpodobně v důsledku obřího nárazu, stejně jako jeho další čtyři měsíce:
Zejména Charon je tak velký, že z Plutonské soustavy dělá binární soustavu, jejíž hmotný střed leží mimo samotné Pluto. Jeho geologická historie rovněž ukazuje na aktivní svět, neboť obří ledové hory, sněhy, údolí a sublimující pláně ukazují na zmrzlý svět v pohybu. Spolu s mnoha světy na tomto seznamu má Pluto pod povrchem pravděpodobně kapalný oceán, což vyvolává více otázek o biochemii a organických látkách, než odpovědí.
Eris lze jen stěží zobrazit i těmi nejvýkonnějšími dalekohledy, protože její extrémní vzdálenost od… Slunce, dokonce i její bílá barva a velké rozměry, znemožňují její rozlišení současnou technologií. Vše, co o ní víme, muselo pocházet z velmi chytrých měřicích technik spolu s trochou náhody.
Wikimedia Commons uživatel Litefantastic
9). Eris: Eris, která je téměř stejně velká jako Pluto, ale je hmotnější, se v současné době nachází poblíž afélia své dráhy a její vzdálenost od Slunce k Plutu je přibližně trojnásobná. Až do minulého měsíce byla Eris s výjimkou některých dlouhoperiodických komet nejvzdálenějším známým objektem ve Sluneční soustavě. Zákryt hvězdy Eris v roce 2010 nám umožnil změřit její velikost na 2 326 km: jen o 2 % menší než průměr Pluta, který činí 2 372 km.
Kromě hmotnosti, velikosti a oběžné doby je o Eris vzhledem k její obrovské vzdálenosti známo jen velmi málo. Má přinejmenším jednu přirozenou družici: Dysnomia, má bělejší barvu než Triton nebo Pluto, obsahuje povrchový led a řídkou atmosféru podobnou oběma těmto světům a jeden oběh kolem Slunce jí trvá 558 let. Pokud bychom v roce 2032 zahájili let k Eris, gravitační asistence Jupiteru by tam sondu dostala za pouhých 24,7 roku.
Tato barevná kompozice Titanie s vysokým rozlišením byla vytvořena ze snímků Voyageru 2 pořízených 24. ledna 1986,… když se sonda blížila k Uranu. Úzkoúhlá kamera sondy Voyager pořídila tento snímek Titanie, jednoho z velkých měsíců Uranu, přes fialový a čirý filtr. Sonda byla od nás vzdálena asi 500 000 kilometrů.
NASA / Voyager 2
10.) Titania: Teprve po cestě až k desáté největší neplanétě Sluneční soustavy můžeme konečně dorazit k jednomu z Uranových měsíců, z nichž největší je Titania. Titania je podstatně menší než Eris, má průměr necelých 1 600 km a skládá se přibližně ze stejného množství ledu a hornin. Na hranici jádra a mantlu tohoto světa se může nacházet tenká vrstva kapalné vody a vykazuje mírné krátery, které ukazují na vynoření relativně brzy v jeho historii, poté, co již došlo k většině impaktů postihujících ostatní blízké měsíce.
Na povrchu Titanie se nachází jak vodní led, tak led oxidu uhličitého, což může naznačovat velmi řídkou a slabou atmosféru oxidu uhličitého. Zákryty hvězdy však neodhalily vůbec žádnou atmosféru; pokud nějaká existuje, bylo by jich pravděpodobně zapotřebí přibližně deset bilionů, aby se vyrovnaly tlaku na povrchu Země. Zblízka byla studována pouze jednou: sondou Voyager 2 v roce 1986.
Pokud seřadíte všechny měsíce, malé planety a trpasličí planety v naší Sluneční soustavě, zjistíte, že… mnoho z největších mimoplanetárních objektů jsou měsíce, přičemž několik z nich jsou objekty Kuiperova pásu. Až po Sednu nebo Ceres najdeme svět, který nespadá do jedné z těchto dvou kategorií.
Montáž Emily Lakdawalla. Data z NASA / JPL, JHUAPL/SwRI, SSI a UCLA / MPS / DLR / IDA, zpracovali Gordan Ugarkovic, Ted Stryk, Bjorn Jonsson, Roman Tkachenko a Emily Lakdawalla
Mezi další největší objekty na seznamu patří další měsíce Saturnu (jako Rhea a Iapetus) a Uranu (např, Oberon), následované ostatními trpasličími planetami Kuiperova pásu a obřím měsícem Pluta, Charonem. Pokud se ukáže jako správná myšlenka, že ve vzdálenosti ~200 AU od nás existuje velké těleso, které se předběžně nazývá buď „planeta devět“, nebo „planeta X“, může srazit všechny objekty na tomto seznamu o jednu příčku dolů, nebo dokonce může být samo klasifikováno jako planeta.
Mnoho objektů, o kterých si v současnosti myslíme, že mají ve Sluneční soustavě nějaký význam, jako je Ceres, největší planetka (na 25. místě), nebo Sedna, možný objekt Oortova oblaku (na 23. místě), se do první desítky ani zdaleka nedostane. Při pohledu na to, co je kolem nás a kde se nachází, se toho můžeme hodně naučit. Spíše než se dohadovat o klasifikaci bychom měli ocenit náš vesmírný dvorek přesně takový, jaký je, a všechno bohatství, které je v něm obsaženo.