(136108) aneb 2003 EL61 aneb ragby s TNO

Miloš Tichý - 9. 4. 2007

I když je možná název mírně zavádějící, transneptunické těleso (136108), známé pod předběžným označením 2003 EL61, vypadá podle posledních výzkumů opravdu jako ragbyový míč.

Toto těleso patří mezi nejroztodivnější tělesa, která jsme doposud v naší sluneční soustavě objevili. Ačkoliv jeho větší osa je o velikosti Pluta, nemá tvar kulový, jak by se u tak velkého transneptuňáka dalo očekávat, ale doutníkový. Dalo by se přirovnat k fotbalovému míči (s ohledem na autory originálního článku je pochopitelně míněn fotbal americký). Přesněji by se dal tvar tělesa popsat jako míč na americký fotbal, který je silně podhuštěný a nadto na něj ještě někdo šlápl ;-)

Pokud jde o rotaci této planetky, otočí se kolem své osy jednou za čtyři hodiny, což je dost rychlé na tak velké těleso. Z toho lze soudit, že jde o kamenné těleso, ale s vrstičkou/slupičkou ledu na povrchu. Je obíháno dvěma malými satelity, dvěma měsíčky, a na své dráze je následováno hejnem malách ledových těles.To svědčí o skutečnosti, že někdy v minulosti bylo toto těleso "trefeno" tělesem jiným, což mělo za následek právě vznik výše zmíněného hejna.

rotace (136108) 2003 EL61

Co vlastně o (136108) 2003 EL61 víme? Je to (zatím) třetí největší známé těleso v Kuiperově pásu za drahou planety Neptun (větší jsou jen Eris a Pluto). Když bylo toto těleso na snímcích ze 7. března 2003 objeveno, nevěděli jsme, jak je veliké, pouze jsme znali jeho jasnost. A z odhadu albeda, čili odrazivosti povrchu, jsme odhadovali jeho velikost. Ale v případě 2003 EL61 jsme měli větší štěstí. Brzy totiž byly objeveny jeho měsíčky. Během půl roku byly určeny nejen dráhy satelitů, ale byli jsme schopni určit, přesněji spočíst, hmotnosti jak mateřského tělesa tak i těchto měsíčků. Hmotnost představuje přibližně 32 procent hmotnosti Pluta, Ale hmotnost nám zase neříká nic o tvaru daného objektu, roli hraje jeho hustota, a tu jsme neznali.

měsíčky (136108) 2003 EL61 - snímek z 30 .června 2005

Pokud jde o velikost, pomohla rychlá rotace 2003 EL61. Pokud těleso rotuje rychle, musí se "natahovat" (podobně jako když se v italské restauraci dělá pravá pizza, s těstem formovaným vyhazováním do vzduchu). je jasné, že hustší těleso se natáhne méně než těleso řidší. Tudíž z prodloužení 2003 EL61 lze usuzovat na jeho hustotu, a následně z hustoty můžeme určit i jeho velikost. Ale toto těleso je dokonce protáhlejší, než by se dalo usuzovat z jeho hustoty. Nejdelší osa 2003 EL61 je o velikosti Pluta. Zatím nebylo v naší sluneční soustavě objeveno tak velké těleso tak protáhlé, jako je (136108), a nadto tak rychle rotující. Z rotace lze usuzovat, že jde o těleso kamenné, z odraženého světla usuzujeme, že jeho povrch je tvořen čistým ledem. Čili 2003 EL61 je těleso s kamenným jádrem a slabým filmem tvořeným ledem na povrchu.

(136108) 2003 EL61 - kamenné jádro s ledovým povrchem

Asi deset procent těles Kuiperova pásu má měsíčky. Před objevem dvojice měsíčků u 2003 EL61 nebylo v tomto pásu známo žádné těleso s více než jedním měsíčkem (dnes již víme, že Pluto má satelity tři). Tudíž lze předpokládat, že minimálně velká transneptunická tělesa budou mít kolem sebe systém několika měsíčků. Důkaz může podat další detailní průzkum těchto objektů, především pomocí Hubblova kosmického dalekohledu. Pokud jde o dráhu takového satelitu kolem mateřského tělesa, na její spočtení nám postačuje (nejméně) pět změřených pozic/pozorování.

Obrázek níže nám ukazuje dráhy těchto dvou satelitů (136108). Zdánlivě vypadají jejich dráhy protáhlé, ale ve skutečnosti jsou skoro kruhové (skoro, protože dráhy obou měsíčků se vzájemně ovlivňují), a vzájemně skloněné o přibližně 40 stupňů (zatím to vypadá tak, že dráhu druhého, slabšího měsíčku bude třeba ještě upřesnit dalšími pozorováními).

dráhy měsíčků kolem (136108) 2003 EL61

Z těchto dvou měsíčků, hlavně z parametrů jejich drah, můžeme zjistit několik zajímavých informací ohledně celého systému. O celkové hmotnosti je psáno již výše, dále se mohla určit hmotnost většího z měsíčků, která činí přibližně jedno procento hmotnosti centrálního tělesa, menší má pouze dvě promile hmotnosti mateřského tělesa. Jasnější z měsíčků má delší periodu, jeden oběh mu trvá celkem 49 dní (v porovnání s Plutem je to hodně - Charon oběhne Pluto za pouhých 6 dní). Tato dlouhá perioda oběhu je dána vzdáleností od tělesa a menší hmotností 2003 EL61 oproti Plutu.

O rychlé rotaci 2003 EL61 je psáno již výše. Ale proč je taková? A proč je toto těleso provázeno tak malými měsíčky? Dobrá otázka. Následuje i odpověď, přesněji řečeno - hypotéza vzniku. Před 4,5 miliardami let, při vzniku celé sluneční soustavy, bylo těleso 2003 EL61 vzorně kulaté, jak se na "velké" TNO sluší a patří. Z poloviny bylo tvořeno ledem, z poloviny bylo kamenné, velikostí srovnatelné s dnešním Plutem. A tehdy se to stalo. Jiné velké těleso Kuiperova pásu narazilo šikmo do 2003 EL61. Následky byly katastrofální. Srážka vyvrhla z původního 2003 EL61 prakticky všechen led, zbylo jen kamenné jádro pokryté ledovou slupičkou. Šikmý náraz měl za následek vznik rychlé rotace tohoto tělesa, která měla zase za následek vznik tvaru (136108) - tj. ragbyového míče. Část vyvržené hmoty vytvořila měsíčky (a v mnohem bližší vzdálenosti k povrchu, než je pozorujeme dnes). Vlastně šlo o podobnou srážku, kterou dnes vysvětlujeme vznik systému Země-Měsíc, či soustavy Pluto-Cháron. Všechny tyto děje se, řečeno kosmologicky, udály prakticky ve stejné době.

Jednou z pozoruhodných předpovědí, postavených na této teorii, je existence úlomků, menších pozůstatků této kolize. Měly by být tvořeny více či hlavně ledem než kamennou složkou. Samotné měsíčky by měl tvořit prakticky čistý led. A jak by to slo zjistit? Nejlepší cestou je se pokusit určit hustotu těles. Naneštěstí měsíčky jsou velmi malé na některé druhy měření. Nicméně můžeme zjistit složení povrchu jasnějšího ze satelitů. Bylo zjištěno, že stejně jako v případě povrchu vlastního 2003 EL61, je i povrch jasnějšího z měsíčků tvořen vodním ledem, a dokonce čistým vodním ledem. Samozřejmě nemůžeme si takto na dálku být nikdy jisti, zda uvnitř není něco jako kamenné jádro, ale indikace ČISTÉHO vodního ledu na povrchu je dobrým základním kamenem pro tuto hypotézu.

Zatímco poněkud zvláštní vzhled 2003 EL61 a jeho měsíčků směřoval k hypotéze o obří srážce z počátků sluneční soustavy, výzkum pokračoval dál, se zaměřením na ledové pozůstatky z vlastní srážky. Byla zjištěna přítomnost dalších pěti malých těles Kuiperova pásu, které vypadají podobně jako měsíčky 2003 EL61, a zdají se být dalšími kusy ledu, vyvrženými z původního tělesa. Ukazuje se, že tyto "drobty" by mohly tvořit až deset procent z celkové hmotnosti materiálu, vyvrženého při vlastní srážce. Je jasné, že část materiálu se nutně musela do okolního prostoru vypařit, ale určitě ještě nějací drobečci v okolí čekají na své objevení.

Bylo možné poznat, že tyto drobty jsou z 2003 EL61, protože jen malý počet těles Kuiperova pásu má povrch tvořen prakticky čistým ledem. Většina těchto vzdálených objektů sluneční soustavy má mnohem komplikovanější složení povrchu, který je z hlediska jejich vzniku mnohem těžší na prozkoumání a pochopení, zatímco 2003 EL61, jeho dva měsíčky a pět nově objevených těles se jeví z tohoto hlediska úplně unikátně. Při snaze o objasnění jejich vývoje došlo zčistajasna k objevu, že právě tato tělesa jsou na podobných drahách a, pokud uděláme dráhový vývoj do minulosti, bylo možno je obrazně řečeno spojit do tělesa jednoho.

Jak vzrušující historie. Nikdy předtím nebyl doposud předložen tak přesvědčivý důkaz o takovém katastrofickém rozpadu, obrovské srážce, ve sluneční soustavě. Je dost zřejmé, že něco podobného, ale asi v menším rozsahu, se muselo dít i v hlavním pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem.

Co je možná ještě zajímavější je skutečnost, že srážka se stala poblíž oblasti, kde objekty Kuiperova pásu nevegetují po dlouhou dobu, protože je tam jejich dráha nestabilní (je to totiž poblíž rezonance 7:12 s Neptunem). Dráha se tak vlivem Neptunu stává nestabilní a eventuelně se může změnit i natolik, že se těleso dostane až do vnitřních částí sluneční soustavy.

Ano, je to skutečně tak, I nyní se 2003 EL61 pohybuje na nestabilní dráze (nestabilní ale vnímejte v časové škále od statisícú po desítky milionů let, ne s ohledem na délku lidského života). A jelikož má na povrchu slupičku tvořenou ledem, tak kdyby toto opravdu nastalo a toto těleso se dostalo do vnitřních částí sluneční soustavy, měly by naši potomci nádhernou podívanou - mohli by spatřit kometu deset tisíckrát jasnější než byla kometa Hale-Bopp. Ale toto se může stát tak až za miliardu let...

A co se bude dít dál? Těleso 2003 EL61 neboli (136108) a jeho měsíčky určitě netrpělivě čekají na svá oficiální jména od Mezinárodní astronomické unie ;-)

Zdroj: Caltech, M. Brown