Novákoviny

V těchto dnech americká sonda Dawn přilétá k trpasličí planetě Ceres. Už během přibližování začala s jejím výzkumem a vše nasvědčuje tomu, že o dramatické objevy  nebude nouze: snímky ukázaly záhadné zářivé skvrny, další měření prozrazují existenci vulkánů chrlících vodní páru. Ceres je všechno jen ne mrtvé těleso, jak se dosud předpokládalo - a překvapení nejspíš teprve začínají.

 

Snímky pořízené začátkem února sondou Dawn při přibližování k Ceres vzbudily senzaci: ukázala se na nich jasná zářící skvrna v jednom z kráterů. Podezření, že jde o vadu na fotografii rozptýlilo zjištění, že objekt rotuje společně s povrchem planetky. Další obrázky z větší blízkosti navíc ukázaly, že v kráteru jsou světla dvě. Záznam odvysílaný 19. února, kdy se Dawn nacházela ve vzdálenosti 46 000 kilometrů, už vypovídal zcela jasně o tom, že na dně kráteru je jeden větší a jeden menší jasně zářící objekt. Další pak jsou nejspíš i na jiných místech povrchu.

 

Podzemní oceán

Ceres je největší těleso v pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem - jedni ji považují za trpasličí planetu, jiní za obrovský asteroid. Má průměr 960 kilometrů (Země 12 700 km) a obíhá Slunce ve vzdálenosti 2,8 astronomických jednotek - což znamená, že je od Slunce 2,8krát dál než Země.

 

 

obr: Dvojice záhadných světel vyfotografovaných sondou Dawn na dně kráteru

Foto: NASA

 

 

To, že na těchto tělesech může být větší množství vody, se předpokládalo už delší dobu, ovšem měla být ve zmrzlém stavu, protože planetka se nachází daleko za tzv. ledovou hranicí, kde už sluneční paprsky led neroztají. Nepředpokládal se ani žádný jiný zdroj tepla, který by ji udržel tekutou. Vulkány sice prokazatelně existují na měsících Jupitera a Saturnu, které jsou od Slunce ještě dál, jenže tam jejich jádro zahřívají slapové síly vznikající pohybem v silném gravitačním poli mateřské planety. Ceres ovšem putuje vesmírem osamoceně.

Astronomové si proto donedávna mysleli, že Ceres je jen koule z ledu a kamení. V lednu loňského roku ale zveřejnili vědci z Herschelovy kosmické observatoře hypotézu, podle níž jsou na planetce vulkány chrlící vodní páry. Zdrojem tepla by pak nejspíš byl rozpad radioaktivních izotopů v kamenném jádře tělesa. Pokud tomu tak je, mohly by hlubších vrstvách být oceán tekuté vody. Ceres se tak přiřadila k dalším tělesům sluneční soustavy, na nichž může být život.

Už analýzy prvních snímků pořízených kamerami přibližující se Dawn ukázaly, že na tom nejspíš něco bude: povrch Ceres rozrývají dlouhé pukliny mnohem mladší než okolní terén. Vědci nevylučují možnost, že jsou tektonického původu, což poprvé napovědělo, že Ceres opravdu je geologicky aktivnější, než se dosud soudilo.

"To bylo zatím vůbec největší překvapení, jaké jsme se během této mise dočkali, prohlásil pro Discovery Channel Marc Rayman, jeden z šéfů týmu mise Dawn. "Jsou tam podzemní nádrže, nebo celý oceán? Ja se sonda přibližuje, tak se každým dnem dovídáme nové detaily a modelujeme všechny možnosti. Je to velmi vzrušující".

"Pokud tomu tak je, vrhá to nové světlo na vnitřní procesy pod povrchem trpasličích planet," domnívá se Mark Sykes z Planetary Science Institute, který se podílí na vědeckém programu sondy Dawn.

"Sluneční soustava je obrovská a my toho o ní pořád ještě víme velmi málo," komentoval už před startem sondy Dawn její úkoly Jim Green, který v kosmické agentuře NASA řídí oddělení planetárního výzkumu. "Dawn je sonda, která nám může při relativně nízkých nákladech na misi řadu záhad vysvětlit."

"Data z výpravy budou představovat revoluci v poznání tak unikátního tělesa, jakým je Ceres," dodává planetoložka Carol Raymond z Laboratoře tryskového pohonu (JPL), která řídí vědecký program mise.

Teď se začíná zdát, že to bude ještě větší revoluce, než kdo mohl očekávat: po Marsu, Europě a Enceladu máme další svět,kde je nejspíš tekutá voda a šance pro nalezení života.

 

Prchající hvězda

Roku 1772 napadlo pruského astronoma Johanna Daniela Tituse, že vzdálenosti planet od Slunce nejsou náhodné, ale v jejich pořadí je jakási matematická zákonitost. Ve skutečnosti to nebyla myšlenka moc originální, protože něčím podobným se už dřív zabýval také Johannes Kepler.

 

 

obr: Pravděpodobné složení nitra trpasličí planety Ceres

 

 

Na obloze to přesně odpovídalo - zvlášť, když o 9 let později objevil William Herschel planetu Uran přesně tam, kam podle Titova pravidla patřila. Zákonitost měla jen jednu vadu na kráse: předpovídala také planetu mezi Marsem a Jupiterem, jenže místo toho tam zela jen velká prázdnota. Už Kepler i Titus soudili, že tam přesto něco je; stačí jen lépe hledat.

A tak se hledalo - jenže náhoda, která jak známo přeje připraveným, provedla jednu ze svých oblíbených zlomyslností: hledající týmy vynikajících astronomů nenašly nic, zatímco štěstí přálo někomu, kdo hledal něco úplně jiného. Roku 1801 italský kněz, matematik a astronom Giuseppe Piazzi při práci na katalogu hvězd zjistil, že jedna z nich mu ze zaměřené pozice utekla. Začínal tušit, že je na stopě velkého objevu.

"Její svit byl slabý a barvou připomínala Jupiter, jinak ale vypadala úplně stejně, jako všechny ostatní objekty této hvězdné velikosti. Už jsem si byl jistý, že to není žádná z hvězd zaznamenaných v katalozích. Následujícího večera jsem provedl nové pozorování a zjistil, že souřadnice se změnily... Čtvrtého večera jsem zjistil, že objekt se posunul o stejnou vzdálenost, jako v předešlých dnech."

Piazzi novou planetu pojmenoval Ceres Ferdinandea po starořímské bohyni úrody a sicilském králi Ferdinandu IV. Jenže další měření ukázala, že objekt je na planetu moc malý. A ještě ke všemu astronomové začali v přibližně stejné vzdálenosti od Slunce objevovat další tělesa. Postupně se ukázalo, že místo jedné planety se tu pohybuje velké množství malých objektů, z nichž Ceres je největší. Tak byl objeven pás asteroidů mezi Marsem a Jupiterem.

 

Elektrický pohon

Projekt sondy Dawn měl dramatické osudy. Cílem mise plánované řadu let bylo prozkoumat trpasličí planety Ceres a Vesta v pásmu asteroidů. Program byl poprvé zrušen roku 2003, poté obnoven, roku 2006 jej však NASA znovu z úsporných důvodů zrušila. Stalo se tak i navzdory tomu, že již byly proinvestovány dvě třetiny z celkových 373 milionů dolarů na misi.

 

 

obr: Sonda Dawn má revoluční elektrický pohon

Kresba: NASA

 

 

Krátce na to ale vedoucí představitelé agentury oznámili, že se sondou Dawn ve svém rozpočtu opět počítají. Stalo se tak po intenzívním lobování vědců z USA i ze zahraničí. Rozpočet byl dokonce ještě zvýšen o 14 milionů dolarů.

Téhož roku došlo k ještě jedné změně - tentokrát ale ve vesmíru. Mezinárodní astronomická konference v Praze řešila problémy, co s tělesy, které jsou menší než běžné planety, avšak větší než komety nebo asteroidy. Vznikla kategorie trpasličích planet, do nichž se (společně s Plutem a dalšími tělesy) dostala i Ceres.

Sonda Dawn váží 1,2 tuny, je dlouhá přibližně 2,4 metry a její solární panely mají rozpětí bezmála 20 metrů. Potřebuje tak vydatný zdroj energie především proto, že má netradiční pohon: místo klasického chemického paliva ji pohání iontový motor. V takovém motoru je pracovní látka (například xenon) vysokofrekvenčním zářením "rozbíjena" na elektricky nabité ionty, které pak urychluje elektrické pole na rychlost až 60 km/h. Když opouštějí trysku, jsou neutralizovány přidáním elektronů, aby nedocházelo k elektrickému nabíjení kosmické sondy. Zdrojem energie pro takový motor jsou dnes obvykle sluneční panely (právě jako v sondě Dawn), pro větší sondy se ale do budoucna uvažuje také o jaderných reaktorech.

Výhodou takového pohonu je, že může pracovat po dlouhou dobu, zatímco klasický chemický motor by k tomu potřeboval obrovské zásoby pohonných hmot - Dawn pro daleký let stačí zásoba jen necelé půl tuny xenonu. Kromě toho ale má i několik menších klasických motorů poháněných hydrazinem. Jsou určené pro manévrování v blízkosti cíle.

Do vesmíru Dawn odstartovala po několika odkladech 27. září 2007 na špici rakety Delta II. Na palubě byl - kromě vědeckých přístrojů - také mikročip se jmény 300 000 nadšenců toužících, aby se výpravy mohli zúčastnit aspoň tímto způsobem. Vesmírem se pohybovala metodou kosmického kulečníku, kdy je pro urychlení využíváno gravitační pole planet. Proto Dawn v únoru 2009 prolétla v těsné blízkosti Marsu, který ji nasměroval k Vestě. Tam dorazila v červenci 2011 a po delším manévrováni se v září dostala na oběžnou dráhu kolem ní.

 

Překvapení na Vestě

Planetku Vesta objevil v březnu 1807 brémský astronom Heinrich Wilhelm Olbers. Dostala jméno podle starořímské bohyně domácího krbu - sestry bohyně úrody Ceres. Má průměr okolo 350 kilometrů a velmi světlý povrch dobře odrážející světlo. Navíc se nachází na vnitřní straně pásu asteroidů, takže může být - jako jediné těleso z této oblasti - občas na hranici viditelnosti prostým okem.

 

 

obr: Krajina na planetce Vesta, jak ji vyfotografovala sonda Dawn

Foto: NASA

 

 

Informace získané sondou Dawn ukázaly, že Vesta se mnohem víc podobá klasickým planetám pozemského typu než asteroidům, a má nečekaně pestrou morfologii povrchu. Mimo jiné potvrdily, že některá tělesa tohoto typu prošla složitým geologickým vývojem. Vesta se zřejmě začala formovat v přibližně stejné době, jako naše Země - před 4,7 miliardami let shlukováním menších těles z původní pralátky sluneční soustavy.

Když se jich nashromáždilo dostatečné množství, radioizotopy začaly uvolňovat teplo, které nakonec vedlo k roztavení hmoty planetky. Těžké kovy klesly do středu a vytvořily kovové jádro, lehčí křemičité horniny zůstaly výš. Povrch vychládal a byl opakovaně rozrýván erupcemi žhavé lávy z nitra, zatímco hlubší vrstvy se proměňovaly působením vysokých tlaků a teplot. Vznikly tak horniny podobné pozemským - Vesta má se Zemí pravděpodobně společného víc, než náš Měsíc.

Jeniffer Scully z University of California, Los Angeles (UCLA) se domnívá, že těch podobností je ještě víc - věří, že na snímcích pořízených sondou Dawn našla stopy tekoucí vody. Stěna jednoho z geologicky mladých kráterů je zbrázděná rýhami, které pravděpodobně vytvořila nějaká tekutina. Vědci z JPL to nevylučují.

"Tyto údaje, stejné jako mnohé další, které přinesla mise Dawn, ukazují, že na Vestě se odehrávají procesy, které jsme předtím očekávali pouze u planet pozemského typu," řekl Christopher Russell, jeden z vědců mise Dawn.

V červnu 2012 sonda opustila oběžnou dráhu Vesty a zamířila k Ceres, kam dorazila začátkem března 2015. Už nyní je zřejmé, že výsledky budou ještě zajímavější, než od Vesty.

 

Jan A. Novák

Sestaveno z několika mých článků 

 

You have no rights to post comments