Kaotični kozmični ples Plutonovih lun

Znameniti vesoljski teleskop Hubble, imenovan tudi Hubblov vesoljski daljnogled, je pred dnevi razkril nekaj presenetljivih značilnosti Plutonovih štirih manjših lun – Stiksa, Nikse, Kerberja in Hidre. Z razdalje pet milijard kilometrov teleskop te naravne Plutonove satelite vidi le kot drobcene točke svetlobe, a je vendarle na tej podlagi izračunal ne le podatke o njihovi velikosti in barvi, ampak tudi njihove rotacijske in orbitalne značilnosti. In nekaj jih je na moč nenavadnih.

Predvsem je Hubblov teleskop odkril, da se male Plutonove lune obnašajo precej kaotično. Po ugotovitvah sodeč se med kroženjem po svojih orbitah močno zibljejo, malone prekopicujejo. »Hubble nam je priskrbel nov pogled na Pluton in njegove lune – razkril je njihov kozmični ples v izrazito kaotičnem ritmu,« je povedal John Grunsfeld iz Nasinega direktorata za znanstvene misije v Washingtonu. »Ko bo naše plovilo Nova obzorja (New Horizons)14. julija letelo skozi Plutonov sistem, bomo dobili priložnost, da te svojevrstne lune še pobliže spoznamo.«

Njihovo opotekanje je posledica izpostavljenosti gravitacijskemu polju, ki se nenehno spreminja, ko Pluton in Haron krožita drug okoli drugega. Pritlikavemu Plutonu in Haronu znanstveniki rečejo dvojni planet, ker imata skupno središče gravitacije, locirano v prostoru med obema telesoma. In zaradi tega ves čas spreminjajočega se gravitacijskega polja se manjše lune zelo nepravilno zibljejo in preobračajo. Ta učinek je še močnejši zaradi njihove oblike, saj so bolj kakor krogli podobne žogi za ragbi. Znanstveniki domnevajo, da sta v podobnem položaju tudi Plutonovi drugi dve luni – Kerber in Stiks.

Osupljive podrobnosti, ki sta jih iz meritev Hubblovega teleskopa odkrila Mark Showalter z Inštituta SETI (Search for extraterrestrial intelligence, iskanje zunajzemeljske inteligence) v Mountain Viewu v Kaliforniji in Doug Hamilton z Univerze v Marylandu, so bile prvi teden junija objavljene v reviji Nature.

»Pred podatki, ki jih je zdaj preskrbel Hubble, nihče ni prepoznal zapletene dinamike Plutonovega sistema,« kaotično gibanje Plutonovih lun pojasnjuje dr. Showalter. »Naše raziskave so razkrile nove pomembne silnice v razvoju dogodkov, ki so privedli do nastanka tega svojevrstnega sistema.«

In ta sistem je res zelo nenavaden. »Če si zamislimo, da bi živeli na teh lunah, lahko rečemo, da v resnici ne bi mogli biti nikdar gotovi, kje natanko bo naslednjega dne vzšlo Sonce,« je slikovit dr. Showalter. »Vzide namreč lahko na zahodu in zaide na vzhodu. Ali pa vzide na zahodu in zaide na severu. In če bi živeli na severnem polu katere od teh lun, bi nekega dne presenečeno ugotovili, da smo nenadoma na južnem polu.«

Vsekakor bodo natančnejšo oceno tega dogajanja lahko podali in preverili že čez dober mesec, ko bo Nasina vesoljska sonda Nova obzorja (New Horizons) letela mimo Plutonovih lun. Trenutno se to plovilo, ki so ga izstrelili 19. januarja 2006 iz Cape Canaverala na Floridi, spušča proti Plutonovemu sistemu, 14. julija pa naj bi izvedlo tako imenovani skozilet – potovanje skozi Plutonov sistem.

Nova obzorja

Nasina sonda naj bi po načrtih sredi prihodnjega meseca začela zbirati dragocene podatke o pritlikavem planetu Plutonu in njegovi največji luni Haronu, še precej boljši vpogled od Hubblovega vesoljskega teleskopa pa naj bi dobila tudi o manjših telesih – Stiksu, Niksi, Kerberju in Hidri. Niks in Hidra sta večja od štirih manjših Plutonovih lun; zaradi svoje nenavadne oblike na medsebojno najbolj oddaljenih točkah merita približno 50 kilometrov.

Hubblov vesoljski teleskop je nenavadno zibanje teh lun razbral iz načina spreminjanja svetlobe na Niksi in Hidri. Z analizo Hubblovih posnetkov Plutona v letih od 2005 do 2012 so znanstveniki primerjali nenavadne spremembe svetlosti teh lun s svetlostjo modelov krožečih teles v kompleksnem gravitacijskem polju. In čeprav sta precej manjši luni Stiks in Kerber slabše vidni, znanstveniki domnevajo, da je njuno obnašanje zelo podobno.

Kljub nenehnemu zibanju in preobračanju pa Plutonove lune očitno presenetljivo predvidljivo krožijo okoli Plutona in Harona. Mark Showalter je namreč ugotovil, da so tri od njih – Niks, Stiks in Hidra – »zaklenjene v rezonanco«; to pomeni, da njihovo kroženje poteka po natančnem urniku. »Če bi stali na Niksi, bi lahko opazovali, kako Stiks dvakrat obkroži Pluton v času, ko ga Hidra obkroži trikrat,« je nazoren dr. Hamilton.

Temno med svetlim

Razkritij, ki jih je omogočil Hubblov teleskop, pa še ni konec. Eno presenetljivejših je tudi to, da je Kerber črn kakor oglje, vse druge mrzle lune pa svetle kakor nekakšne umazane snežne kepe. To je nenavadno: po teoriji so namreč vse Plutonove lune nastale, ko je pritlikavi planet zgodaj v zgodovini Sončevega sistema trčil z vesoljskim objektom približno enake velikosti. Leteči deli po tem silovitem trčenju so se sčasoma izoblikovali v družino lun, ki še danes krožijo okoli Plutona.

»Če so torej vsi nastali naenkrat, bi seveda pričakovali, da bodo imeli tudi enako sestavo. Zato je zelo težko pojasniti, zakaj je luna, ki kroži okoli dveh svetlih, popolnoma črna,« poudarja dr. Hamilton. Tudi on si velika obeta od sonde Nova obzorja, ki bo čez dober mesec poslala jasnejše podatke kakor Hubblov teleskop.

John Spencer iz Jugozahodnega raziskovalnega inštituta v San Antoniu v Teksasu je eden znanstvenikov, ki podrobno spremljajo Nasino vesoljsko misijo Nova obzorja. »Nikso in Hidro bomo kmalu lahko posneli v ločljivosti od 50 do 100 pikslov, morda v še večji, odvisno od svetlobe,« napoveduje. »Takrat bomo lahko uzrli znaten del njunega površja – ali so v njem razpoke, kraterji in podobno. Poleg tega bomo dobili podatke o njuni sestavi.«

Stiksu in Kerberju bo zaradi njune majhnosti – razdalja med njunima najbolj oddaljenima točkama je le približno 10 kilometrov – teže določiti lastnosti. A kljub vsem omejitvam bodo zbrani podatki zagotovo olajšali proučevanje oddaljenih vesoljskih prostranstev. Predvsem pa bodo koristili znanstvenikom, ki proučujejo tako imenovane dvojne ali binarne zvezde; med njimi je tudi Heidi Hammel iz Univerzitetnega združenja za astronomske raziskave v Washingtonu.

»Planetu, ki kroži okoli dvojne zvezde, rečemo cirkumbinarni planet,« pojasnjuje dr. Hammel. »Najbolj znani tovrstni planet za zdaj sicer še ni iz resničnega, temveč iz filmskega sveta – puščavski Tatooine iz znamenite znanstvenofantastične sage Vojna zvezd. A tudi v resničnem vesolju poznamo že najmanj 17 takšnih dvojnih planetov – in več od njih jih obstaja v cirkumbinarnem sistemu, torej takšnem, v katerem okoli dvojne zvezde kroži več kot en planet.«

Skratka, po predvidevanju raziskovalcev bodo podatki Hubblovega teleskopa, skorajšnjih bližnjih posnetkov Novih obzorij pa tudi prihodnja opazovanja vesoljskega teleskopa Jamesa Webba pomagali razjasniti marsikatero skrivnost Plutonovega sistema. Teleskopi na Zemlji doslej namreč še niso zaznali njegovih najmanjših lun.

»Pluton nam bo zagotovo postregel še s kakšnim presenečenjem, ko bo sonda Nova obzorja čez dober mesec letela mimo njega,« je prepričan dr. Showalter. »Dosedanje delo s Hubblovim teleskopom nam je ponudilo šele nekaj prvih idej o tem, kaj vse nas verjetno še čaka.«