Záhadná planeta X: Najdeme někdy dalšího člena Sluneční soustavy?

Dva vědečtí pracovníci z Kalifornského technologického institutu (Caltech) přišli s důkazy o existenci obří planety obíhající po velmi protáhlé eliptické dráze ve vnějších oblastech Sluneční soustavy. Objekt, kterému astronomové přezdívají planeta Devět (Planet Nine), má kroužit zhruba 20× dál od Slunce než Neptun a jeden oběh údajně absolvuje za 10–20 tisíc let. Hypotetická „Devítka“ může být podobně jako Uran či Neptun plynným tělesem, asi 10× hmotnějším než Země (Neptun dosahuje 17násobku hmotnosti naší planety). Někteří astronomové ji označují „planeta X“.

Nepřímé důkazy

Konstantin Batygin a Michael Brown z Caltechu odhalili existenci planety na základě matematického modelování a počítačových simulací, avšak těleso se dosud nepodařilo pozorovat přímo. Jeho přítomnost se odvozuje z pohybu několika objektů na vnější hranici Kuiperova pásu, jak se nazývá oblast za trajektorií Neptunu, rozkládající se ve vzdálenosti 30–50 AU (astronomických jednotek) od Slunce.

Podle Browna je domnělá devátá planeta přibližně 5 000× hmotnější než Pluto, a tudíž dostatečně velká: Na rozdíl od třídy menších objektů, které označujeme jako trpasličí planety, svému okolí gravitačně dominuje. Batygin a Brown odvodili její přítomnost ze specifického shlukování šesti známých těles kroužících za drahou Neptunu, jež nesou označení 2007 TG422, 2013 RF98, 2004 VN112, 2012 VP113, 2010 GB174 a Sedna. Podle vědců udržuje dosud nepozorovaná planeta zmíněné objekty na zvláštních eliptických drahách skloněných vůči rovině planetární soustavy: O náhodu se přitom jedná s pravděpodobností pouze 0,007 %. Pokud „Devítka“ skutečně existuje, měly by mít další potenciálně objevené objekty podobné trajektorie jako popsaná šestice. V opačném případě je existence hypotetické planety ohrožena.

Historie se opakuje?

Batygin a Brown prohlásili, že hlavním cílem jejich výpočtů a simulací paradoxně bylo prokázat omyl kolegů, kteří s podobnou informací přišli o dva roky dřív. Chad Trujillo a Scott Shepherd publikovali v březnu 2014 článek o několika nejvzdálenějších objektech Kuiperova pásu, jejichž dráhy nejspíš ovlivňuje neznámé těleso – údajně planeta. Ve vědeckém časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters zveřejnili vědci studii, v níž tvrdili, že daleko za trajektorií Neptunu – minimálně 500 AU od Slunce – by se mohly nacházet dokonce dvě velké planety, dosahující zhruba 2–15násobku hmotnosti Země.

Objev nové planety na základě jejího gravitačního působení na jiná tělesa by každopádně nebyl prvním případem v dějinách. Neptun se v roce 1846 podařilo nalézt díky zjištěným odchylkám v dráze Uranu. A pozorované nepravidelnosti v pohybu Neptunu pak vedly astronomy k pátrání po další neznámé planetě: Pluto bylo nakonec nedaleko předpovězené pozice objeveno v roce 1930. Podle současných poznatků je však zřejmé, že se jednalo o náhodu – jeho hmotnost by totiž nemohla pozorované odchylky vyvolat.

Hledá se malý plynný obr

Podle Batygina a Browna držíme nyní poprvé za víc než 150 let v ruce data, která říkají, že Sluneční soustava není s osmi planetami kompletní. Oba vědci se kloní k názoru, že máme co do činění s malým plynným obrem, který vznikl mnohem blíž ke Slunci, načež se z nějakých důvodů vzdálil. Batygin navíc připomíná, že mezi exoplanetami hojně figurují plynná tělesa o hmotnosti maximálně 10 zeměkoulí, zatímco ve Sluneční soustavě žádnou takovou planetu neznáme.

Potenciální nový člen našeho systému může podle simulací dosahovat až velikosti Neptunu, přičemž by měl kolem centrální hvězdy kroužit po eliptické dráze ve vzdálenosti zhruba 200–1 200 AU: A v dané lokalitě určitě nemohl vzniknout při formování planet. Simulace raných fází vývoje Sluneční soustavy provedené v dřívějších letech naznačují, že planet typu neptun se mohlo skutečně utvořit víc a jedna z nich mohla být v důsledku vzájemných gravitačních vlivů ze své dráhy vymrštěna. Ačkoliv simulace ukazovaly, že těleso zcela opustilo Sluneční soustavu, možná tomu tak nebylo a zůstalo zachyceno na vzdálené orbitě.

Na rádiových vlnách

Neznámá tělesa ve vzdálených končinách Sluneční soustavy detekovali astronomové údajně také koncem roku 2014 při pozorování na rádiových vlnách. Za objevy stojí dva nezávislé týmy, jeden ze Švédska a druhý z Mexika, přičemž oba studovaly data z chilského radioteleskopu ALMA neboli Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Jeden objekt by se měl nacházet na obloze poblíž hvězdy W Aquilae v souhvězdí Orla, druhý pak ve směru známé Alfa Centauri. Ukázalo se, že se tělesa vzhledem k okolním stálicím pohybují – a vědci proto usoudili, že leží v našem vesmírném sousedství a nejspíš krouží kolem Slunce.

Oba týmy údajně disponují dostatkem dat, aby vyloučily, že se jedná o blízké hvězdy. Švédi „svůj“ objekt pokřtili Gná, podle bohyně ze severské mytologie. Rovněž přitom zdůraznili, že jej nepovažují za bájnou planetu X, ale spíš za velkou planetku o průměru asi 800 km, obíhající mezi drahami Saturnu a Neptunu. Pokud by totiž šlo o planetu, musela by se nacházet ve vzdálenosti asi 4 000 AU. Co se týče neznámého tělesa poblíž Alfa Centauri, nabízejí vědci tři možná vysvětlení: Buď je to malý ledový objekt ve vzdálenosti 93 AU, nebo superzemě – planeta X – obíhající asi 300 AU od Slunce, případně hnědý trpaslík ve vzdálenosti přibližně 20 000 AU.

Většina ostatních astronomů se však k těmto pozorováním staví s neskrývanou nedůvěrou. Mohlo by se jednat například o náhodný šum v datech radioteleskopů, mylně považovaný za známku existence skutečného tělesa. Další týmy proto směrují své přístroje do určených oblastí oblohy, aby údajné objevy vyvrátily, či naopak potvrdily.

Nemesis a Tyche 

Kouzlo planety X má ovšem delší trvání. Například v 80. letech minulého století někteří vědci navrhovali, že dosud nespatřený hnědý trpaslík Nemesis – kroužící kolem Slunce po velmi protáhlé eliptické dráze – by mohl způsobovat periodická vymírání živočichů na Zemi jako důsledek srážek s kometami. Nemesis měla přibližně každých 26 milionů let „vyrušovat ze spánku“ vlasatice v oblasti Oortova oblaku a posílat spršky ledových těles do vnitřních částí Sluneční soustavy. Některé z těchto komet se pak měly srazit se Zemí, což mohlo mít katastrofální důsledky pro život. Objekt pojmenovaný po řecké bohyni odplaty by tedy vysvětloval periodická velká vymírání pozemských druhů. 

Nedávné vědecké analýzy však nepodporují představu, že hromadné vyhynutí organismů nastávalo v pravidelných intervalech, a hypotetická Nemesis tak už nepřipadá v úvahu. Stále ovšem existuje možnost, že má Slunce vzdáleného, dosud nespatřeného průvodce planetárních rozměrů s dobou oběhu několika milionů let, který nemusí mít na pozemský život devastující vliv. 

Astrofyzikové John Matese a Daniel Whitmire vyslovili v roce 2010 názor, že by se tato potenciální planeta větší než Jupiter měla nacházet v oblasti Oortova oblaku, v daleké zásobárně ledových těles na okraji Sluneční soustavy. Vědci předpokládali, že by nám důkazy o existenci tělesa pojmenovaného Tyche mohla poskytnout družice NASA nazvaná WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), zkoumající vesmír v oboru infračerveného záření. Pokud by totiž vzdálená planeta Tyche existovala, byla by velmi studená a zářila by příliš slabě, než abychom ji mohli zaznamenat ve viditelném světle. Přestože však WISE pořídila víc než 2,7 milionu fotografií vesmírných objektů od dalekých galaxií až po planetky a komety v blízkosti Země, hypotetickou planetu neodhalila. 

Objevíme devátou planetu?

Po vyhodnocení dat získaných družicí WISE nenašli astronomové jediný důkaz existence planety X. Nedávná studie vede k závěru, že se žádné těleso o velikosti Saturnu či větší nevyskytuje do vzdálenosti 10 000 AU od Slunce, a žádný objekt větší než Jupiter se nenachází dokonce do vzdálenosti 26 000 AU. (Pro srovnání: Pluto obíhá v průměrné vzdálenosti 40 AU.) Podle Kevina Luhmana z Penn State University neukrývají vnější oblasti našeho solárního systému s největší pravděpodobností plynnou obří planetu či malou stálici jako průvodce Slunce. Výzkum však odhalil 3 525 hvězd a hnědých trpaslíků, které od nás dělí maximálně 500 světelných roků.

Vypočítaná planeta Devět, o jejíž existenci jsou přesvědčeni Batygin a Brown, každopádně představuje nový impulz pro zkoumání vzdálených částí Sluneční soustavy. Astronomové budou nyní po devátém členovi našeho planetárního systému usilovně pátrat. Znají však pouze jeho přibližnou oběžnou dráhu a samozřejmě netuší, kde přesně by se na ní měl nacházet. Pokud se pohybuje poblíž perihelia, tedy nejblíž ke Slunci, měli bychom jej objevit už na snímcích z předešlých průzkumů oblohy. Je-li však nedaleko afelia, mohou ho nalézt jen největší teleskopy – a půjde o hledání jehly v hodně velké kupě sena. Druhá možnost je přitom pravděpodobnější, přičemž v náš neprospěch hraje i další skutečnost: V souladu se zákony nebeské mechaniky se těleso v afeliu pohybuje nejpomaleji, tudíž tam setrvává dlouhou dobu.

TIP: Do pátrání po tajemné planetě Devět se teď může zapojit každý

Přestože se do pozorování zapojí největší pozemní dalekohledy, otázku týkající se existence deváté planety možná zodpoví až James Webb Space Telescope (JWST), jehož vypuštění se bohužel neustále odkládá. V polovině příštího desetiletí pak NASA plánuje vypustit nový infračervený Wide-Field InfraRed Survey Telescope (WFIRST), jehož výzkum naváže na družici WISE. A v ještě vzdálenější budoucnosti možná spatří světlo světa kosmická observatoř High Definition Space Telescope (HDST) s průměrem 12 m.