Mnoho tváří Pluta

Snímky, které sonda dosud odeslala, byly překvapivé a ohromující pro odbornou i laickou veřejnost.

Kdysi jsme si Pluto obvykle představovali jako jednotvárnou ledovou kouli, ale nic nemůže být dál od pravdy. Už od pozdního jara nám New Horizons představuje skutečnou tvář Pluta: svět rozmanitější, než jsme se dříve odvažovali si představit.

Už na prvních snímcích z týdnů před průletem byl viditelný výrazný kontrast; v řádu dní před touto přelomovou událostí se již daly spatřit zajímavé geologické útvary. Také fotografie Plutova největšího měsíce Charonu odhalily řadu zajímavostí: kaňony hlubší a rozsáhlejší než pozemský Grand Canyon a tmavou polární oblast. Co nám to vše prozrazuje o největší a nejslavnější trpasličí planetě naší soustavy?

Hory, ledovce i pláně

Snímky přímo z fáze průletu ukázaly na povrchu Pluta hory vyšší než tři kilometry, ledovcové toky a pláně i velmi malé množství impaktních kráterů po nárazech menších těles. To vše nasvědčuje čilé geologické aktivitě a podle odhadů odborníků je stáří některých částí povrchu jen asi 100 milionů let. Před takovou dobou Zemi ještě vládli dinosauři, z geologického hlediska jde však o krátký čas. Zároveň to znamená, že geologickou aktivitu něco pohání.

Může jít zčásti o důsledek oběhu Pluta kolem Slunce – Pluto totiž obíhá po výrazně excentrické dráze. V nejbližším bodě se Slunci přiblíží na necelých 30 astronomických jednotek (třicetkrát dál, než jak daleko od Slunce obíhá Země). Jeho maximální vzdálenost od naší hvězdy je ovšem téměř 49 astronomických jednotek. Rozdíly v intenzitě slunečního záření během tohoto 250 let trvajícího oběhu jsou zodpovědné za sezónní změny atmosféry, které jsme mohli v menší míře pozorovat již pomocí teleskopů z oběžné dráhy Země.

Během plutonského léta se mění na plyn neboli sublimují některé ledy (astronomové tímto slovem označují nejen vodní led, ale i různé zmrzlé plyny). Týká se to především dusíku, jenž tvoří valnou většinu povrchu Pluta. Sublimující látky vytvářejí atmosféru, která při vzdalování od Slunce postupně opět vymrzá. K extrémnímu střídání ročních dob na Plutu přispívá také jeho náklon osy o devadesát stupňů – zjednodušeně řečeno se Pluto „valí“ po svém rovníku, podobně jako ledový obr Uran. To má za následek, že polární oblasti střídavě zažívají noc dlouhou 120 let.

Alternativním vysvětlením geologické aktivity je přítomnost rezervoáru kapalné vody pod povrchem Pluta. Dnes už známe několik ledových těles s podpovrchovými oceány – jde o Europu, Enceladus a s největší pravděpodobností také Callisto a Ganymedes. Je pravda, že Pluto se nachází mnohem dál od Slunce než tyto měsíce plynných obrů. Díky vnitřnímu teplu z radioaktivního rozpadu a přítomnosti „nemrznoucích kapalin“ typu čpavku, který je ve vnějších částech sluneční soustavy hojný, by se však i na něm mohla hluboko pod ledovou krustou vyskytovat kapalná voda.

Zatím se jedná jen o teoretické modely. Útvary zachycené sondou New Horizons na povrchu tuto možnost nevylučují, očividná geologická aktivita ji naopak podporuje. Stále jsou to ale slabé důkazy a pozorování lze vysvětlit i pouhými změnami v intenzitě záření při oběhu kolem Slunce. Ty mohou totiž ovlivňovat nejen přítomnost a sílu atmosféry, ale také pevnost ledů, jejich tok a případný kryovulkanismus – ledové gejzíry.

Svět dvojí tváře

Pluto překvapil i obrovským kontrastem na povrchu. Některé oblasti jsou pokryté světlými čerstvějšími ledy, zatímco jiné mají velmi tmavou barvu a skládají se asi hlavně z tholinů. To jsou složité uhlovodíkové řetězce vznikajících z jednodušších organických látek (například methanu) při dlouhodobém působení radiace.

Některá tělesa Kuiperova pásu, třeba trpasličí planeta Salacia, jsou velice tmavé patrně právě díky nim. Tholiny se ve velké míře vyskytují také na Saturnově největším měsíci Titanu, který je zajímavý svou hustou atmosférou, rozmanitou geologií a chemií, na Neptunově měsíci Tritonu či na kometách.

Proč se ale různá místa na povrchu Pluta – a Charonu, jehož tmavá polární čepička se skládá především z tholinů –, tak dramaticky liší? Odpověď může spočívat ve vlastnostech systému Pluto-Charon. Pluto a jeho největší měsíc totiž mají vzájemnou vázanou rotaci. To znamená, že jsou k sobě neustále přivráceny stejnou stranou, podobně jako Měsíc vůči Zemi (ale v našem případě už ne Země vůči Měsíci).

O polokouli Pluta přivrácené k Charonu toho bohužel víme nejméně, jelikož její nejdokonalejší snímky mohla sonda New Horizons pořídit pouze několik dní před průletem, tedy z větší vzdálenosti. Během nejtěsnějšího přiblížení pozorovala odvrácenou polokouli.

Na přivrácené straně vědce zaujaly zejména skvrny nad oblastí tmavého rovníkového pásu. Vázaná rotace Pluta a Charonu by mohla ovlivňovat ukládání látek z atmosféry na povrch, přenos materiálu díky úniku atmosféry Pluta do vesmíru nebo pravděpodobnost dopadů menších těles v různých regionech. Po bližším prozkoumání geologie Pluta i Charonu budeme snad tušit více.

Plutův závoj dusíku

Sonda New Horizons přinesla také zcela nové poznatky o atmosféře Pluta. V první řadě zjistila, že uniká do vesmíru mnohem rychlejším tempem, než se vědci původně domnívali. Atmosféra, ač velice řídká, sahá značně vysoko (až přes 130 kilometrů nad povrch trpasličí planety) a je rychle unášena slunečním větrem v „závoji“ od Pluta.

Ztráty jsou natolik velké, že nějaký proces musí atmosféru – složenou podobně jako povrch zejména z dusíku, v menší míře z methanu a oxidu uhelnatého – doplňovat. Pouhá sublimace ani uvolňování materiálu při dopadech komet zřejmě nestačí, ale ledové gejzíry by mohly chrlit do atmosféry dostatek plynů. Jde tedy o další nepřímý doklad kryovulkanismu na Plutu. Více budeme vědět po podrobnější analýze složení a výšky atmosféry ze snímků pořízených zpoza Pluta po průletu.

Jak zatím prozradila nejnovější data, několik vrstev atmosféry obsahuje „mlhu“ složenou zřejmě z uhlovodíků, například ethylenu či acetylenu. Ty vznikají ve vyšších částech atmosféry při fotochemických reakcích po rozkladu methanu, postupně klesají níž, kondenzují a vytvářejí právě onu mlhu. Po klesnutí na povrch mohou výrazně přispívat k množství tholinů.

Sonda New Horizons bude data z průletu kolem Pluta odesílat na Zemi až do konce letošního roku. Pak ji čeká jiný nelehký úkol: průlet kolem dalšího, tentokrát menšího tělesa Kuiperova pásu. To je oblast menších ledových těles (trpasličích planet, planetek, komet) za drahou planety Neptun. Jedná se o „pozůstatky“ z dob formování naší sluneční soustavy, které byly do takto vzdálených končin vytlačeny gravitací plynných planet.

Díky snímkům z Hubbleova vesmírného teleskopu vytipovali vědci tři vhodné kandidáty v prostoru, kam se může sonda dostat po drobné úpravě kurzu. Pozorování vlastností dalšího tělesa tohoto dosud pramálo známého regionu sluneční soustavy nám umožní zjistit více o divoké a fascinující minulosti našeho planetárního systému.

Horní obrázek: Sonda New Horizons. Zdroj: NASA.

Chcete se o Plutu a objevech sondy New Horizons dozvědět víc? Na webu Nedd.cz si můžete přečíst rozhovor autorky článku s planetárním geofyzikem Haukem Hussmannem.