Hýbe kometami neznámá planeta za Plutem? Český astronom věří v černou díru

Spisovatel a zámožný obchodník Percival Lowell si přečetl knihu o Marsu a koncem 19. století se rozhodl stát se astronomem. Byl nejen vědec (studoval matematiku na Harvardu), ale také trochu fantasta: existenci Marťanů dokazoval slavným omylem o kanálech na Marsu, i na Venuši viděl podivné tvary.

Měl však prostředky na podporu opravdové vědy. Založil Lowellovu observatoř, kde astronomové dostali mj. úkol hledat devátou planetu sluneční soustavy. Oběžné dráhy Uranu a Neptunu se totiž zdály podezřele vychýlené – ovlivňuje je gravitace nějakého dalšího tělesa?

Český prcek, Muskův obr, závody lunochodů, vrtulník na Marsu. Co čeká vesmír roku 2021?

V závěti (zemřel roku 1916) tomuto úkolu odkázal milion dolarů, tehdy ohromné peníze. Výsledek nebyl úplně to, co si Lowell představoval. Roku 1930 na jeho observatoři objevili Pluto, daleko menší, než aby mohlo přitahovat masivní sousedy.

Pátrání po planetě X (jakože desáté a také záhadné) pokračovalo, dokud roku 1989 kolem Neptunu neprosvištěla sonda Voyager 2. Z jejího pozorování astronomové upřesnili odhad hmotnosti planety, totiž o půl procenta ho snížili. Dost na to, aby se vysvětlily pochybnosti stran její oběžné dráhy kolem Slunce. Žádná další planeta Neptun nevychyluje.

Pluto není planeta

Za pár let přišel další význačný objev: Kuiperův pás, oblast od oběžné dráhy Neptunu (30 astronomických jednotek – AU, čili vzdáleností Země-Slunce) až po 55 AU. Jednoduše řečeno zóna plná komet, planetek (nesprávně asteroidů) a dalších těles zejména z ledu či zmrzlého metanu a amoniaku. Některá jsou skoro tak velká jako Pluto, které proto astronomové roku 2006 (na kongresu v Praze) „degradovali“ na trpasličí planetu.

Zároveň objevy trpasličích planet znovu zažehly hledání po tajemné planetě. Například Sedna, objevená roku 2012, se nepohybuje, jak by podle výpočtů měla. Její oběžná dráha je hodně výstředná („placatá“) elipsa; nejblíž bývá od Slunce 65 AU (to nastane roku 2078), nejdál přes 2000. Oběh jí trvá asi 11 tisíc let.

Mike Brown („Muž, který zabil Pluto“ objevem trpasličí planety Eris) pozoroval vedle Sedny dalších šest podezřele seskupených objektů. Zatímco planety obíhají kolem Slunce víceméně v jedné rovině, oběžné dráhy těchto těles s rovinou svírají úhel 12 stupňů.

„Aby to byla náhoda, je šance jen 0,007 %,“ napsal s kolegou Konstantinem Batyginem v magazínu Astronomical Journal. „Takové seskupení by se působením gravitace planet po dostatečně dlouhé době rozptýlilo,“ cituje BBC Batygina. Oba vědci tak vypočítali, že vysvětlením by byla planeta asi desetkrát těžší než Země, která by obíhala Slunce v podobně nepředstavitelné vzdálenosti (od nejbližšího bodu cca 300 AU po nejvzdálenějších 600). To bylo před pěti lety, od té doby nacházejí další, stejně vychýlené trpaslíky, které jejich teorii posilují. „Už jich máme celkem 19,“ dodává Batygin.

Remkův nástupce na Měsíc? Agentura hledá posily, bere i padesátileté Čechy

Pokud má vážit jako deset Zemí, jedná se patrně o svět podobný Neptunu a Uranu: kamenné jádro obalené ledem.

Kde se vlastně záhadná planeta vzala, respektive proč je tak výrazně dál než ostatní? Je nepravděpodobné, aby v té dálce dlela od vzniku sluneční soustavy. Nebo ji Slunce „ukradlo“ od jiné hvězdy, když ještě bylo blíž ke galaktickému jádru? „Takové vysvětlení má problém, že stejně snadno by pak zase planetu ztratilo. Statisticky tento model nevyhovuje,“ říká Batygin.

Spíš se planeta zformovala mnohem blíž ke Slunci v době, kdy vznikaly i ostatní. „Visela v oblasti formování obřích planet, než ji odklonil Jupiter nebo Saturn, a pak její oběžnou dráhu ovlivnily další hvězdy,“ nabízí Batygin nejpravděpodobnější, byť ne zcela jisté vysvětlení.

Najde planetu nový teleskop?

A proč ji astronomové zatím nenašli, když už dokázali detekovat stovky exoplanet, tedy světů obíhajících jiné hvězdy, čili ještě mnohem dál?

„Tak těžké pátrání to je proto, že většina astronomického průzkumu nepátrá po jedné konkrétní věci,“ vysvětluje Batygin. „V současnosti lze k nalezení Planety devět využít jen teleskop Subaru. S Mikem nám tam přidělí možná tři noci v roce. Dobrá zpráva je, že teleskop Very Rubinové se spustí v příštích letech, a tam ji pravděpodobně najdou.“

Teleskop Subaru provozují na havajské sopce Mauna Kea Japonci. Překonat ho má Observatoř Very Rubinové, kterou v chilských Andách staví Američané (mezi řadou menších partnerů je i Fyzikální ústav Akademie věd ČR). První obrázky má poskytnout už letos, plné uvedení do provozu se plánuje za dva roky.

„Je to vzrušující, je to děsivé! Někdy mám období, kdy si zoufám, že ji nenajdeme, ale další den se seberu a zase věřím,“ přiznává Mike Brown. „Nejjednodušší vysvětlení je planeta, ale možná se tam děje něco fakt divného, co nás ani nenapadlo,“ přiznává v rozhovoru pro NASA.

Černá díra za Plutem

„Veškeré důkazy pro existenci takového objektu jsou gravitační,“ řekl pro BBC James Unwin, profesor fyziky Illinoiské univerzity. Spolu s českým astronomem Jakubem Scholtzem z Turínské univerzity (dříve Harvard, Durham) nabízejí divočejší teorii: „Gravitaci mohou generovat i jiné věci, daleko exotičtější.“

„Neříkáme, že by se neměla hledat planeta, naopak, ale dívejme se nejenom optickými teleskopy, ale sledujme i gama záření a rentgenové spektrum,“ doplňuje na svém webu Scholtz.

Nobelovka za výzkum černých děr: Cenu za fyziku dostali Brit, Němec a Američanka

Mají totiž na mysli černé díry: tělesa z koncentrované hmoty, která mají tak silnou přitažlivost, že pohltí i fotony, tedy světlo. Proto jsou dokonale černé. Vznikají z hvězd, když se zhroutí samy do sebe; známe černé díry třikrát těžší než Slunce nebo ještě větší. Přitom ale mají průměr jen pár desítek kilometrů. Superobří černé díry ve středech galaxií pak mívají hmotu jako desítky miliard sluncí.

Spekuluje se ale také o existenci daleko menších černých děr, jež by vznikaly jinak než kolapsem hvězdy. „Rodily se v raných stádiích vesmíru. Hmoty v takové černé dírce může být daleko, daleko méně než ve hvězdě – klidně jen pár kilo,“ argumentuje Unwin. Podle gravitačních výpočtů by tato měla plus minus desetinásobek zemské hmotnosti, čemuž odpovídá rozměr tenisáku.

Jak známo, černá díra všechno pohltí, hrozí nějaké riziko, pokud ji máme „za humny“? „Z takové vzdálenosti by měla stejný vliv jak planeta stejné hmotnosti – takže když pro nás není hrozbou Neptun, tak ani černá díra,“ uklidňuje Scholtz.