Do klubu planet chce další člen... Autor: Lsmpascal, CC BY-SA 3.0, Wikipedia

Před několika dny se objevily informace o možném objevu planety daleko za dráhou Neptunu. Připravili jsme odpovědi na většinu otázek, které vás v souvislosti s planetou Devět mohly napadnout.

Byla tedy objevena planeta ve vnějších končinách Sluneční soustavy?

Ne, nebyla. Pouze dráhy asi šesti těles daleko za dráhou Neptunu ukazují, že by tam taková planeta měla být.

Takže Sluneční soustava nekončí Plutem?

Ani náhodou. Za Neptunem se nachází další tělesa. Panuje zde trochu terminologický chaos, ale pro nás je důležité, že tělesům za dráhou Neptunu říkáme transneptunická a že se do vzdálenosti asi 50 AU (1 AU = střední vzdálenost Země od Slunce) nachází Kuiperův pás, tvořený mnoha ledovými tělesy a to včetně Pluta. Ještě mnohem, mnohem dál je pak Oortův oblak – zásobárna kometárních jader.

Známá tělesa Kuiperova pásu k lednu 2016. Zobrazené jsou také obří planety J = Jupiter, S = Saturn, U = Uran, N = Neptun. Autor: WilyD, CC BY-SA 3.0, Wikipedia

Proč si astronomové myslí, že taková planeta existuje?

Objekty Kuiperova pásu začali astronomové objevovat v 90. letech. Některé z nově objevených objektů ale obíhají po poněkud zvláštních drahách a dostávají se až stovky AU daleko. Příčina této anomálie nebyla známá, ale vědělo se, že nebude souviset s gravitačním vlivem Neptunu.

Šest těles, jejichž dráhy ukazují na přítomnost planety Devět.

V roce 2014 si Chadwick Trujillo a Scott Sheppard (Carnegie Institution for Science) všimli, že několik těles se zmíněnou „anomálii“ má podobné dráhové elementy. Konkrétně se jedná o šest těles, které mají podobný argument šířky v perihelu (viz obrázek níže). Podle nové studie, která je založena na výsledcích zmíněných pánů, existuje jen velmi malá šance (0,007 %), že dráhy těchto těles jsou takto orientovány náhodně. Viníkem má být vliv planety Devět.

Sedna je prototypem skupiny těles, které mají podobné dráhové elementy – s přísluním (bodem nejblíže ke Slunci) ve vzdálenosti větší než 30 AU a odsluním (bodem nejdál od Slunce) za 150 AU. Podobný je také sklon k rovině ekliptiky a argument šířky perihelu – co to je, jsem se pokusil alespoň zběžně načrtnout. Původní obrázek: CC BY-SA 3.0, Lasunncty, Wikipedia

Kdo za „objevem“ stojí?

Autory nové studie jsou Mike Brown (*1965) a Konstantin Batygin (*1986). Oba pracují na California Institute of Technology. Slavnější z dvojice je nepochybně Brown, který je expertem na transeptunická tělesa – celkem stál u objevu 36 z nich a to včetně takových jako Haumea, Sedna a především Eris. Její objev přispěl k vyřazení Pluta ze seznamu planet v roce 2006 v Praze, neboť je o více než 20 % hmotnější než Pluto. Brown se sám označuje jako „zabiják Pluta“.

Planeta Devět je konečný název?

Ne, nevíme ani zda existuje, je to spíše pracovní název, který vymysleli autoři nové studie.

Jak vypadá dráha případné planety Devět?

Dráha planety Devět by měla být velmi protáhlá s excentricitou 0,6. Nejblíže se tak ke Slunci dostane na vzdálenost 200 AU, nejdál se pak dostane asi 1 200 AU daleko. Velká poloosa dráhy je 700 AU a sklon vůči rovině ekliptiky asi 30 stupňů. Nutno podotknout, že se jedná pouze o odhady! Pro srovnání: dráha Neptunu je asi 30 AU, Pluto se dostává maximálně 49 AU od Slunce. Oběžná doba planety bude 10 až 20 tisíc let.

Takže, astronomové vědí, kde ji mají hledat?

Částečně ano, vědí, jak by měla vypadat dráha planety Devět, ale samozřejmě netuší, kde na své dráze se momentálně nachází. Pokud bychom to promítli na nebe, perihelium bude přibližně okolo rektascenze 16 hodin a afélium okolo rektascenze 4 hodin. To vám asi nic neřekne, ale řekněme, že perihelium budete mít nad hlavou v květnu, afélium v listopadu. Určité omezení ale možná existuje – viz další otázka.

Nechápu, oblohu přece monitorují automatické dalekohledy, proč ji nenašli?

Ano. Existují automatické přehlídky oblohy, které hledají asteroidy. Kromě toho zde máme kvalitní infračervenou přehlídku oblohy družice WISE, která je poměrně nová. Autoři studie tento fakt dokonce používají k jistému omezení toho, kde na své dráze se planeta Devět nachází. Víme, jak slabá tělesa mohou přehlídky najít a od kdy fungují. Vzhledem k tomu, že nic nenašly, může to znamenat, že se planeta Devět momentálně pohybuje v aféliu, tedy že je nejdál od Slunce na své dráze. Je to dokonce pravděpodobnější. Těleso na protáhlé dráze má proměnlivou rychlost. V periheliu se pohybuje mnohem rychleji než v aféliu, takže okolo afelia tráví i více času.

Jak je planeta Devět vlastně velká?

Hmotnost se odhaduje na nejméně 10 Zemí. Podle toho a očekávané hustoty lze odhadnout poloměr na 2 až 4 Země. Neptun má mimochodem hmotnost 17 Zemí a poloměr 3,8 Země.

Může být planeta Devět nebezpečná pro Zemi?

Ne, její perihelium leží nejméně 200 AU daleko a i když je oběžná doba 10, 20 tisíc let dlouhá, s hlediska historie Země či života to tak dlouhá doba není. A jak je patrné, jsme tady. Neexistuje momentálně důkaz o souvislosti třeba s masovými vymíráními v geologické historii Země.

Takže je to plynný obr nebo planeta zemského (terestrického) typu?

Ano, planety se ve Sluneční soustavě dělí na terestrické (Merkur, Venuše, Země, Mars) a plynné obry (Jupiter, Saturn, Uran a Neptun). Pluta, které tak nějak nepatřilo nikam, jsme se před 10 lety zbavili.

Zajímavé jsou ovšem objevy planet mimo Sluneční soustavu. V případě exoplanet se ukazuje, že nejpočetnější nebo minimálně velmi rozšířenou skupinou planet jsou super-země. Přesná definice neexistuje, ale řekněme, že je to planeta o hmotnosti větší než Země a menší než 10 Zemí. Planeta Devět tak super-země spíše nebude, i když terminologie v tomto ohledu není přesná. Spíše bychom ji (po inspiraci u exoplanet) mohli nazvat mini-neptunem, což je termín, který se v odborné literatuře vyskytuje. Pokud si dobře pamatuji, tak poprvé byl použit u sytému HD 40307 v roce 2009.

Co bude dál?

Existují v zásadě tři možnosti. Tou první a nepochybně nejlepší je, že se planetu Devět podaří objevit – tedy pozorovat přímo. Méně atraktivní variantou je objev dalších těles, které mají podobné dráhové elementy jako současná „šestka“, na jejichž elementech je hypotéza založena.

Ale je zde ještě třetí možnost, o níž se nemluví – objevení pana Probléma. Takhle jsme nazvali objekt, který má také značně podezřelé dráhové elementy ale jiné, než dosud známá šestka. Pan Problém by na celou hypotézu vrhl jiné světlo. Ukázal by, že se daleko za dráhou Neptunu pohybuje více těles s podivnými dráhami, které ale nemusí souviset s existencí nějaké planety.

Jak se vlastně planeta Devět na obloze pozná?

Také vás okolo Vánoc všude pronásledovala ona virální kampaň, kdy jste měli mezi sněhuláky najít pandu (a pak x variací)? Planetu Devět na obloze nerozeznáte od hvězd, bude jen jedním z mnoha bodů.

Dostupná samozřejmě bude jen velkými dalekohledy, ale na snímku ji nepoznáte. Astronomové ovšem mají v rukávě dva pomocníky. Podobná chladná a ne příliš jasná tělesa je vhodné hledat v infračervené části spektra. Možná máte IR záření spojené spíše s „teplými“ tělesy, ale pro hledání studených těles je vhodnější. Navíc oproti hvězdám bude na infračerveném snímku planeta zřetelnější. Druhým pomocníkem je pohyb. Planeta Devět se totiž vůči hvězdnému pozadí pohybuje.

Planeta Devět se pohybuje po obloze? Jak a proč? Pohybují se i hvězdy, ne?

Ano, hvězdy se pohybují po obloze, ale vinou rotace Země. Pokud byste se otáčeli s celou oblohou (dalekohledy to umí), bude hvězdné nebe „statické“ – sice ne po miliony let ale my teď řešíme jednu noc. Tělesa Sluneční soustavy se budou na této hvězdné kulise pohybovat, neboť obíhají okolo Slunce a jsou relativně blízko. Země třeba v kosmu urazí 30 km/s. Planeta Devět je ale od Slunce mnohem dál, a tak se pohybuje možná sotva rychlostí 1 km/s. To není moc. Její vlastní pohyb bude malý, ale...!

Vyzkoušejte si můj oblíbený experiment. Položte prst na nos a zavřete jedno oko, pak ho rychle otevřete a zavřete druhé... a tak stále dokola. Palec se „pohybuje“, i když je stále na nose. Takhle funguje paralaxa. Vypůjčil jsem si i pěknou definici z Wikipedie – úhel, o který se na obloze nebeské těleso posune, je-li pozorováno z krajových bodů vhodně zvolené základny.

Paralaxou se měří vzdálenost hvězd. Základnou je v tomto případě oběžná dráha Země – pozorujete hvězdu dnes a pak za půl roku, kdy se Země dostane při svém oběhu kolem Slunce „na druhou stranu“. Planeta Devět je samozřejmě blíže než nejbližší hvězdy, takže nepotřebujete tak velkou základnu, stačí vám menší... a za hodinu vám Země urazí nějakých 100 tisíc km. To není špatné. Běžný objekt Kuiperova pásu se pohne za hodinu vlivem paralaktického pohybu asi o 3 vteřiny, Eris o 1,5 vteřiny.

Jak je planeta jasná?

Záleží, kde se momentálně nachází. Odhaduje se, že to bude okolo 18 až 24 mag. Tedy až 10 000x slabší než Pluto.

Čím budou astronomové planetu Devět hledat?

Astronomové chtějí využít dalekohledu Subaru o průměru 8,3 m, který se nachází na Havaji.

Suberu, autor: Denys, CC BY 3.0, Wikipedia

Jaké nejvzdálenější těleso ve Sluneční soustavě známe?

Napoví vám tato tabulka:

Perihélium - nejbližší bod dráhy ke Slunci
Afélium - nejvzdálenější bod dráhy od Slunce

Objevujeme planety u cizích hvězd a planetu „doma“ nenajdeme. Není to divné?

To je poměrně častý dotaz. Divné to není. Abychom něco našli, máme v zásadě dvě možnosti: vidět to přímo nebo prostřednictvím vlivu toho něčeho na okolí.

V případě exoplanet třeba pozorujeme poklesy jasnosti hvězdy nebo posuvy spektrálních čar. V případě planety Devět (možná) pozorujeme její vliv právě na dráhy šesti transneptunických těles. Najít planetu Devět přímo je samozřejmě těžké, zvláště, když se nevědělo, že existuje a nevědělo se, kde hledat. Je pravdou, že některé exoplanety pozorujeme přímo, ale to jsou povětšinou takové, které jsou mladé a tedy ještě horké a vyzařují dost záření.

Takže Nibiru?

Nevím, jaká verze Nibiru nyní frčí, ale pokud si matně pamatuji, vždy nás měla vyhladit (narazit do nás nebo způsobit kdesi cosi co nás vyhladí). Od planety Devět nebezpečí nehrozí a kolem Země neprolétá...

Je vůbec planeta Devět planetou? Podle definice?

Ano, od roku 2006 máme definici. Planeta Devět určitě bude splňovat to, že obíhá okolo Slunce, se svou odhadovanou hmotností bude mít i kulový tvar a nebude měsícem. Problém nastává u bodu, který zjednodušeně řečeno říká, že planeta musí být ve svém okolí dominantní, případně že dokázala své okolí vyčistit.

Tak třeba Ceres není planeta, protože v hlavním pásu planetek je sice největší, ale nevyčistil to tam, že...

Daleko za dráhou Neptunu bude obíhat více těles. Splňuje tedy planeta Devět podmínku? To není tak jednoduché. Autoři studie přicházejí s argumentem, že narušené dráhy pozorovaných šesti těles jsou dostatečným důkazem „dominance“.

Nedávno na toto téma vyšla zajímavá studie, jejímž autorem je Jean-Luc Margot, což je mimochodem student Browna. Ten zavedl jakousi „břitvu“, která diskusi o dominanci převádí do poněkud exaktnější podoby. Planeta Devět břitvou projde.

Může mít planeta Devět měsíce?

Možné je vše...

Jak se tam dostala a proč má tak výstřední dráhu?

Planeta Devět (pokud existuje, nezapomeňte) určitě nevznikla tam, kde obíhá, ale mohla tam být vystrčena gravitačními interakcemi s jinými planetami krátce po svém vzniku. Existuje hypotéza, že Sluneční soustava skutečně kdysi měla o jednu obří planetu více a ta byla vypuzena ven. V případě cizích hvězd nacházíme planety i na vzdálených drahách, nacházíme planety, které mají velkou výstřednost (i větší než 0,6) a taky takové, které mají nakloněné oběžné dráhy.

Pořád píšete o nové studii. Mohu ji někde veřejně najít?

Ano, zde: http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-6256/151/2/22

A další informace?

Autoři spustili speciální web – http://www.findplanetnine.com/ Oba objevitelé jsou také na twitteru: @plutokiller, @kbatygin

Podílejí se na hledání planety Devět nějak čeští astronomové?

Na pozorování ne. Autoři nové studie ale poděkovali za připomínky pěti lidem a to včetně českého astronoma Davida Nesvorného, který působí v USA a s jeho jménem se můžeme často setkat také u exoplanet.

www.exoplanety.cz