Pásma planétok v slnečnej sústave

Za Marsom nasleduje široká medzera, vyplnená tisíckami menších telies ktoré sa nazývajú asteroidy (z gréckeho "podobné hviezde"), malé planéty, planetoidy (z gréckeho "podobné planéte") alebo planétky. Prvú a najväčšiu planétku (1) Ceres objavil v prvý deň XIX. storočia (1. 1. 1801) taliansky astronóm Giuseppe Piazzi (1746 - 1826). Mimochodom stalo sa tak v rámci medzinárodnej kampane hľadania "chýbajúcej planéty" medzi Marsom a Jupiterom, ktorú inicioval viedenský kráľovský astronóm Maximilián K. Hell (1720 - 1792), náš rodák zo Štiavnických baní.

Planétky medzi Marsom a Jupiterom v súčasnosti tvoria najpočetnejšiu skupinu. Pásmo má tvar plochého prstenca a planétky sa v ňom pohybujú prevažne vo vzdialenosti 2,1 a 3,3 AU od Slnka. Najväčšia je planétka (1) Ceres s priemerom asi 1 000 km. S priemerom nad 240 km poznáme 16 planétok. Ale s klesajúcou veľkosťou prudko stúpa počet planétok. Ku koncu apríla 2001 bolo známych viac ako 110 000 telies, pričom až 41 655 bolo objavených v priebehu roka 2000. Takýto nebývalý nárast umožnilo využívanie nových pozorovacích aparatúr a automatizované spracovanie snímok počítačmi.

Pri pohľade na dráhy planétok v priestore nepoznať žiadnu zákonitosť, sú rozložené náhodne. Keď si ale vynesieme do grafu počet planétok v závislosti na veľkej poloosi ich dráh, uvidíme výrazné členenie. Túto štruktúru pásma planétok objavil a vysvetlil v roku 1857 americký astronóm Daniel Kirkwood (1814 - 1895). Podľa 3. Keplerovho zákona je od veľkej poloosi závislá obežná doba telesa. Ak je obežná doba planétky a Jupitera v pomere malých celých čísel, hovoríme, že planétka je v rezonancií s Jupiterom. Niektoré rezonančné dráhy sú nestabilné (tu vznikajú Kirkwoodove medzery bez planétok) a iné sú stabilné a zoskupujú sa v nich rodiny planétok (napríklad Trójania, rodiny planétok Hilda, Hygiena, Koronis a ďalšie).

Osobitnou rodinou planétok sú Trójania a Gréci. Pri pohľade zo Slnka by ich bolo vidieť v dvoch skupinách: jednu okolo 60° pred Jupiterom (Gréci) a druhú okolo 60° za ním (Trójania) v oblasti Lagrangeových bodov. V Lagrangeových (tiež libračných) bodoch sa vyrovnávajú gravitačné vplyvy Slnka a Jupitera a odstredivá sila pôsobiaca na planétku. Mnohé z týchto planétok sú voči Lagrangeovým bodom na nestabilných dráhach a presúvajú sa medzi oboma skupinami, takže sú vlastne rozptýlené po celej dráhe Jupitera. Doposiaľ poznáme 964 Trójanov a Grékov.

Významnou skupinou planétok sú blízkozemné telesá (NEA - Near Earth Asteroids). Je to pomerne nesúrodá skupina objektov vymrštených z hlavného pásma planétok gravitačným pôsobením planét. Časť telies sú vyhasnuté jadrá komét. Medzi NEA zaraďujeme objekty, ktoré majú veľkú poloos menšiu ako 1,3 AU. Bližšie sa delia na tri skupiny pomenované podľa charakteristických planétok. Rodina planétky (1221) Amor sú telesá, ktoré krížia dráhu Marsu, ale nedosahujú dráhu Zeme (napr. známa planétka Eros). Do apríla 2001 sme objavili viac ako 600 Amorov. Rodina planétky (1862) Apollo sú asteroidy, ktoré krížia dráhu Zeme a ich obežná doba je väčšia ako 1 rok. Do apríla 2001 sme našli tiež viac ako 600 Apolónov. No a rodina planétky (2062) Aten sú asteroidy krížiace dráhu Zeme s obežnou dobou menšou ako 1 rok. Atén poznáme o málo viac ako 100. Súhrnne sa všetky označujú ako planétky typu AAA.
Veľmi sledovanou je skupina potencionálne nebezpečných asteroidov (PHA - Potentialy Hazardous Asteroids), sú to planétky, ktoré sa približujú k Zemi na menej ako 0,05 AU (20 násobok vzdialenosti Mesiaca) a sú jasnejšie ako 22mag, čiže väčšie ako približne 150 m. Pád telesa týchto rozmerov už spôsobí významnú katastrofu. Práve ich nachádzaniu sa venuje stále väčšia pozornosť, takže každý mesiac je objavených zopár nových potencionálne nebezpečných planétok. Celkove ich poznáme viac ako 300.

Podľa teoretických modelov by sa v okolí Zeme malo nachádzať veľké množstvo malých telies na stabilných dráhach podobných Zemskej orbite medzi 0,9 a 1,4 AU. Doposiaľ však bolo nájdených veľmi málo planétok blízkozemného pásu (Near Earth Asteroid Belt), ako sa im hovorí.

Vonkajšie planétky
Presunieme sa teraz na perifériu slnečnej sústavy. Od objavu Plutóna v roku 1930 tu panoval osamotene, neskôr mu objavili mesiac Cháron v roku 1978. Tým bola slnečná sústava zvonka uzatvorená, iba kométy prichádzali kdesi z okrajových oblastí. Vtedajšia technika nedokázala objaviť drobnejšie telesá, i keď teoretické modely sa pohrávali s myšlienkou rozsiahleho pásma pomerne veľkých planétok za dráhou Neptúna.

Prvou lastovičkou bol náhodný objav telesa na dráhe medzi Saturnom a Uránom, ktoré bolo označené ako planétka (2060) Chiron. Objavil ho Charles Kowal 18. októbra 1977 pomocou 1,2 m ďalekohľadu na Mount Wilsone. Teleso zamotalo astronómom hlavu, pretože sa nehodilo do žiadnej dovtedy známej skupiny telies. Okrem toho začalo prejavovať slabú kometárnu aktivitu, takže sme ho začali považovať za vzdialenú "spiacu" kométu nezvyčajne veľkých rozmerov. Postupne boli objavené niekoľké ďalšie podobné telesá. Túto skupinu telies nazývame Centauri. Väčšinou krížia dráhy veľkých planét, takže skôr alebo neskôr sa k nim natoľko priblížia, že budú vymrštené zo slnečnej sústavy, alebo podstatne zmenia svoje dráhy. Keď ale na svojich dráhach nemôžu stabilne existovať, musia odniekiaľ prichádzať noví Centauri.

Okrem Centaurov, ktorý sa pohybujú medzi veľkými planétami na pomerne málo výstredných dráhach, zasahujú do tejto oblasti aj dráhy ďalšieho typu planétok, tzv. Objekty roztrúseného disku (Scattered-Disk Objects). Majú veľmi excentrické dráhy, takže zachádzajú až do vzdialeností stoviek astronomických jednotiek (AU). Aj tieto telesá sú iba na prechodných dráhach a postupne sa z niektorých stanú budúci Centauri. Celkove poznáme niekoľko desiatok Centaurov a Objektov roztrúseného disku.
Ako sme už napísali vyššie, musí existovať dostatočne výdatný zdroj planétok, ktoré zachádzajú do vonkajších oblastí veľkých planét. Prvý na to upozornil Kenneth Essex Edgeworth (1880-1972) v roku 1943. Vyvodzoval, že ak planéty vznikali z pôvodnej prstencovej hmloviny okolo Slnka zrážkami a postupným "nabalovaním" drobných teliesok, v istej vzdialenosti už nemohli vzniknúť planéty, lebo zrážky teliesok už boli príliš zriedkavé. Tieto pôvodné stavebné kamene planetárnej sústavy by tu mali obiehať doposiaľ ďaleko za dráhou Neptúna. Iba občas sa niektoré z nich dostanú do oblasti veľkých planét.

Túto teóriu neskôr rozvinul Gerard Peter Kuiper (1905-1973) v päťdesiatych rokoch XX. storočia. Ich teóriu však dlho nebolo možné potvrdiť ani vyvrátiť, pretože telesá s priemerom niekoľkých desiatok až stoviek kilometrov na hraniciach slnečnej sústavy je takmer nemožné pozorovať. Prvé teleso Edgeworth-Kuiperovho disku (tiež KBO - Kuiper Belt Objects) bolo objavené až v roku 1992. Za necelých desať rokov ich však poznáme už viac ako 300. Predpokladá sa, že planétok s priemerom nad sto kilometrov by tu mohlo byť okolo 35 000 a menších, nad dvadsať kilometrov až 100 miliónov. Celková hmotnosť Edgeworth-Kuiperovho disku sa odhaduje na niekoľko sto násobok hmotnosti hlavného pásu planétok medzi Marsom a Jupiterom.

Všeobecne sa telesá na hranici slnečnej sústavy nazývajú Transneptúnské objekty (TNO - Trans Neptunian Objects). Zatiaľ najväčším transneptuniánom je planétka (20000) Varuna, ktorá má priemer medzi 750 a 1 000 km, takže šliape na päty aj Plutu. Varunu objavili 28. novembra 2000.

Podobne ako v prípade pásma planétok medzi Marsom a Jupiterom, aj v prípade transneptuniánov sa vytvárajú rodiny planétok na základe rezonancie, tentoraz s Neptúnom. Významná je rodina planétok, ktoré obiehajú po dráhach s rezonanciou 3:2 s Neptúnom. Keďže najväčším telesom tejto rodiny je Pluto, hovoríme o Plutinách či Pluťatách (Plutinos). Poznáme ich zatiaľ niekoľko desiatok. Ďalšie transneptuniány označujeme ako klasické (classical Kuiper belt objects), často tiež Cubewanos, čo je skomolenina označenia prvej takejto planétky s predbežným označením 1992 QB1 (foneticky znie skratka QB1 ako kjú-bí-wan).

Ako vidno, s planétkami sa v posledných rokoch akoby roztrhlo vrece. Mnohé staré predstavy sa kvôli tomu musia prehodnotiť, iné sa po rokoch podarilo potvrdiť. Čoskoro budú musieť byť prepísané aj učebnice a deti sa už nebudú učiť o Slnku s deviatimi planétami, ale o pestrom svete slnečnej sústavy s rozdielnymi rodinami telies. Výstižnejšia je predstava o Slnku so štyrmi malými, tuhými planétami, štyrmi veľkými, plynnými planétami a dvoma významnými rodinami planétok medzi Marsom a Jupiterom a za dráhou Neptúna. Na samom okraji slnečnej sústavy sa ešte nachádza obrovské mračno komét.