Kentauři: Kde se vzaly záhadné planetky u obřích planet?

Chariklo je v současné době největším potvrzeným Kentaurem. Kolem Slunce obíhá ve vzdálenosti 13–18,7 astronomické jednotky (AU), mezi drahami Saturnu a Uranu, přičemž trajektorii druhého z nich dokonce protíná. Planetku objevil v roce 1997 americký astronom James V. Scotti pomocí dalekohledu Spacewatch. Tehdy dostala prozatímní označení 1997 CU26 a po upřesnění dráhy se dočkala definitivního pojmenování po nymfě Chariklo, manželce kentaura Chirona.

Prstence se přitom dosud podařilo pozorovat jen u velkých planet – Jupitera, Saturnu, Uranu a Neptunu. Jejich výskyt u tak malého objektu byl vskutku nečekaný. Chariklo tedy i díky prstencům charakterizuje skupinu Kentaurů jako rozmanité světy skrývající celou řadu překvapení.

Mezi velkými planetami

Ve Sluneční soustavě nalezneme několik oblastí, kde se vyskytují planetky. Mezi nejdůležitější a nejvíce „osídlené“ patří hlavní pás planetek mezi Marsem a Jupiterem a dále Kuiperův pás, který se rozprostírá za oběžnou dráhou Neptuna. Nejedná se ovšem o jediné lokality výskytu malých těles. Jednu ze zvláštních skupin, jež nepatří do uvedeného výčtu, tvoří tzv. Kentauři.

Obvykle se definují jako malá tělesa, jejichž velká poloosa dráhy zasahuje do oblasti velkých planet. Nejčastěji se pohybují mezi Jupiterem a Neptunem a jejich trajektorie kříží dráhy jedné či více velkých planet. Mezi Kentaury se však počítají i některé další objekty, jež aktuálně trajektorie členů Sluneční soustavy neprotínají, ale v blízké budoucnosti začnou. Existují také další definice pro zařazení do uvedené skupiny, pro naše účely však postačuje ta zmíněná výše.

Vůbec prvním objeveným Kentaurem se stala v roce 1920 planetka Hidalgo. Ovšem až do odhalení tělesa Chiron v roce 1977 astronomové Kentaury neidentifikovali jako zvláštní populaci asteroidů. Největším zástupcem je Chariklo s průměrem 260 km, přestože ztracená planetka 1995 SN55 by mohla být větší. Jelikož se ji však v roce 1995 podařilo pozorovat pouze po dobu 36 dnů, nebylo možné dostatečně dobře určit její dráhu a v současnosti neznáme její polohu.

Jak vyplývá z několika uvedených příkladů, dostávají tato tělesa jména po postavách z řecké mytologie, které byly napůl koňmi a napůl lidmi. Databáze Jet Propulsion Laboratory (JPL) uváděla k září 2014 celkem 282 objektů klasifikovaných jako Kentauři.

Nesourodá skupina

Při pohledu na trajektorie Kentaurů zjistíme, že jde o poněkud nesourodou skupinu. Splňují sice základní požadavek na velkou poloosu oběžné dráhy kolem Slunce, v jiných parametrech se však navzájem dost liší. Nalezneme mezi nimi tělesa na téměř kruhových drahách (například Chariklo, Thereus), ale také na velmi protáhlých trajektoriích (Obolus, Asbolus, …). Extrémní případ představuje z tohoto hlediska objekt 1999 XS55 s excentricitou 0,947, který se v perihelu dostává až dovnitř zemské dráhy (0,94 AU od Slunce) a v afelu naopak až za Neptun. Proto byl také klasifikován jako blízkozemní asteroid typu Apollo. 

Velký rozptyl panuje i ve sklonech drah Kentaurů. Nejmenší sklon vykazuje těleso nesoucí označení 2001 XZ255 (< 3°), zatímco třeba trajektorie Damokla svírá s rovinou ekliptiky úhel 62°. Někteří z Kentaurů se pohybují na tzv. retrográdních drahách, se sklonem větším než 90°, a ve srovnání s převážnou částí ostatních objektů Sluneční soustavy tedy obíhají „v protisměru“. Tyto vysoké sklony mimo jiné znamenají, že ve skutečnosti Kentauři dráhy velkých planet přímo nekříží – protínají je pouze projekce trajektorií do roviny ekliptiky.

Dynamické studie naznačují, že jednotlivá tělesa splňují definici pro zařazení mezi Kentaury jen po omezenou, relativně krátkou dobu. Jejich dráhy jsou totiž velmi nestabilní. Objekt se v této oblasti udrží zhruba 1–10 milionů let, načež ji vlivem gravitačních poruch velkých planet opustí. Kentauři tak pravděpodobně představují jakousi přestupní stanicí mezi Kuiperovým pásem a Jupiterovou rodinou komet.

Odkud pocházejí?

V poslední době se sice objevilo relativně hodně studií o původu Kentaurů, nicméně stále ještě narážejí na poměrně omezené množství fyzikálních dat. Simulace naznačují, že Kentaurem se stává těleso přicházející z Kuiperova pásu, které v této poklidné oblasti něco vyruší. Z dynamického hlediska by k nejvhodnějším kandidátům patřily objekty tzv. rozptýleného disku, ale jejich charakteristiky neodpovídají tomu, co mezi Kentaury astronomové pozorují. 

Z tohoto pohledu vykazuje podobné vlastnosti jiná skupina Kuiperova pásu, tzv. Plutina. Jejich dráhy se zdají být stabilní, ale ukazuje se, že tomu tak nemusí být vždy. Některá z těchto těles může rušit gravitační vliv Pluta, tudíž se mohou posunout směrem do nitra Sluneční soustavy.

Objekt přicházející z Kuiperova pásu nejprve kříží dráhu Neptunu a gravitačně s ním interaguje. Následkem toho se postupně posouvá právě mezi Kentaury, ovšem ani zde není jeho dráha stabilní, protože ji neustále ovlivňuje gravitace jedné nebo i více planet. Nakonec tedy oblastí Kentaurů „projde“ a pokračuje dál do vnitřních částí našeho solárního systému. 

Vykazuje-li Kentaur kometární aktivitu, může rozšířit Jupiterovu rodinu komet. Častější setkání se zmíněným plynným obrem mají za následek další zkracování velké poloosy oběžné dráhy, jež může vyústit až v pád do Slunce nebo ve srážku s některou z planet. Pro jiná tělesa končí setkání s Jupiterem naopak vymrštěním ze Sluneční soustavy.

Kentauři a komety

Jedním z nejzajímavějších Kentaurů je Chiron, u kterého se podařilo detekovat kometární aktivitu. V letech 1988 a 1989, v blízkosti perihelu, se kolem tělesa vytvořila koma – oblak prachu a plynu, jenž se vypařoval z povrchu. Jasnost objektu tak vzrostla o 75 %. Chiron se momentálně klasifikuje zároveň jako asteroid i kometa (95/P Chiron). Na druhou stranu je ve srovnání s běžnými vlasaticemi příliš velký – jeho průměr může podle měření Spitzerovým dalekohledem činit až 233±14 km. Existence tak rozměrného kometárního jádra vzbuzuje jisté kontroverze. Spektrum Chirona se podobá asteroidům typu C nebo také jádru Halleyovy komety. 

Podobně se klasifikují ještě Echeclus a 166P/NEAT. První zmíněný objekt se po objevu zařadil mezi asteroidy, ale o pět let později se u něj rovněž podařilo odhalit komu. Dostal tedy i kometární označení 174P/Echeclus. Naopak u tělesa 166P detekovali jeho objevitelé komu ihned, a proto zamířilo rovnou mezi komety, ovšem jeho dráha je typická pro Kentaury. Ostatně pohled mezi vlasatice ukazuje, že se i další z nich pohybují po podobných trajektoriích – například 29P/Schwassmann-Wachmann či 39P/Oterma. 

O proměnlivosti této oblasti Sluneční soustavy svědčí i případ komety 78P/Gehrels, jejíž afel se v současnosti nachází v blízkosti Jupitera. Častá setkání s obří planetou dráhu vlasatice narušují a výpočty naznačují, že po roce 2200 se stane Kentaurem. Jelikož se její perihel zároveň posune dále od Slunce, jako kometa pravděpodobně „usne“.

V Tajemství vesmíru jsme již psali o kometách hlavního pásu. Nyní vidíme, že tělesa na rozhraní obou kategorií nacházíme i v jiných částech našeho solárního systému. Stále více se zdá, že přechodová hranice mezi těmito dvěma třídami je velmi nezřetelná a u řady objektů nelze přesně určit, kam patří. Můžeme se tedy těšit na další zajímavé objevy, které nepochybně přijdou s rozvojem pozorovací techniky i teoretických modelů.