Co się znajduje za planetami?

Planeta X — tak astronom Percival Lowell nazwał nieznany obiekt krążący rzekomo za Neptunem. Poszukiwania rozpoczął w 1905 roku w obserwatorium we Flagstaffie w Arizonie. Zmarł, nie znalazłszy planety X, ale polowanie na nią trwało dalej. Ostatecznie w Obserwatorium Lowella w 1930 roku Clyde Tombaugh zidentyfikował Plutona. Okazało się więc, że planeta X rzeczywiście istnieje!

Astronomowie natychmiast zaczęli się zastanawiać, czy nie uda się odnaleźć innej planety X. Przez 60 lat intensywnie przeczesywano niebo, a pod koniec używano nawet sond kosmicznych. Chociaż odkryto tysiące planetoid, gwiazd, galaktyk i mgławic, nie zidentyfikowano żadnej nowej planety.

Niemniej poszukiwania nie ustawały. Uczeni zaczęli stosować nowe metody oraz silniejsze teleskopy, wykrywające obiekty o jasności miliony razy słabszej od blasku gwiazd dostrzegalnych gołym okiem. W końcu wysiłki astronomów zostały uwieńczone sukcesem. Co ciekawe, za Plutonem dostrzeżono dziesiątki mniejszych planet!

Gdzie znajdują się te małe ciała niebieskie? Ile jeszcze uda się ich odkryć? Czy są najdalej wysuniętymi obiektami w naszym Układzie Słonecznym?

Najodleglejsze obiekty

Układ Słoneczny składa się z dziewięciu planet krążących wokół Słońca. Ponadto w przestrzeni kosmicznej, zwłaszcza w pasie między Marsem a Jowiszem, porusza się tysiące skalistych planetoid. Zaobserwowano też prawie tysiąc komet.

Które z tych obiektów krążą w największej odległości od Słońca? Zdecydowanie komety.

Nazwa „kometa” wywodzi się od greckiego słowa kométes, czyli „długowłosa”. Nawiązuje ono do długich warkoczy komety, które ciągną się daleko za jej świecącą głową. Obiekty te budzą ogromny lęk, z czego rodzi się wiele przesądów. Obserwatorzy ciągle uważają ich widok za nadzwyczajne zjawisko. Ma to swoje korzenie w dawnych czasach, kiedy komety uznawano za złowieszcze zjawy. Skąd się brał ten wielki strach? Między innymi stąd, że nieraz odwiedziny komety zbiegały się z tragicznymi wydarzeniami.

Obiekty te wciąż wzbudzają silne emocje. Gdy w marcu 1997 roku kometa Hale-Bopp zbliżyła się do Słońca, w Kalifornii 39 członków sekty Bramy Nieba popełniło zbiorowe samobójstwo. Dlaczego? Spodziewali się, że przybędzie po nich jakiś statek kosmiczny, rzekomo kryjący się za kometą.

Nie każdy ma tak irracjonalne wyobrażenia. Już w IV wieku p.n.e. Arystoteles twierdził, iż komety to obłoki świecącego gazu, znajdujące się wysoko na niebie. Kilka stuleci później rzymski filozof Seneka słusznie uważał, że są to krążące ciała niebieskie.

Dzięki wynalezieniu teleskopu oraz odkryciu przez Newtona prawa powszechnego ciążenia badanie komet stało się bardziej konkretną dziedziną nauki. W 1705 roku Edmund Halley ustalił, że obiegają one Słońce po długich eliptycznych orbitach. Ponadto zauważył, iż obiekty widoczne w roku 1531, 1607 i 1682 miały podobne trajektorie i pojawiały się w jednakowych odstępach czasu — mniej więcej co 75 lat. Halley słusznie uznał, że za każdym razem była to ta sama kometa, nazwana później od jego nazwiska.

Uczeni wiedzą teraz, iż kometa ma stałe jądro o średnicy zwykle od 1 do 20 kilometrów. Najtrafniej można je opisać jako ciemną, brudną kulę śniegową, zbudowaną głównie z zamarzniętej wody zmieszanej z pyłem. Zdjęcia, które w 1986 roku sonda Giotto wykonała w bardzo bliskiej odległości od komety Halleya, ukazują wydobywające się z niej strugi gazu i pyłu. Tworzą one jarzącą się otoczkę oraz warkocz widoczny z Ziemi.

Rodziny komet

Słońce obiegają dwie główne rodziny komet. Podział ten opiera się na okresach orbitalnych, czyli czasie, w jakim te obiekty wykonują pełne okrążenie wokół Słońca. Komety krótkookresowe (lub okresowe) — jak kometa Halleya — potrzebują na to mniej niż 200 lat. Ich orbity biegną blisko ekliptyki, czyli płaszczyzny okołosłonecznej drogi Ziemi i innych planet. Być może istnieje miliard komet krótkookresowych, a większość z nich krąży miliardy kilometrów od Słońca, za najodleglejszymi planetami: Neptunem i Plutonem. Niekiedy na skutek przejścia w pobliżu którejś z planet kometa, jak na przykład kometa Enckego, wchodzi na orbitę bliższą Słońcu.

A po jakich orbitach wędrują komety długookresowe? W przeciwieństwie do komet krótkookresowych okrążają Słońce z różnych stron. Należą do nich takie komety, jak Hyakutake czy Hale-Bopp, które podczas swych ostatnich wizyt urządziły wspaniałe widowiska. Nie należy jednak spodziewać się ich z powrotem wcześniej niż za tysiące lat!

Ogromne zbiorowisko komet długookresowych znajduje się na krańcach Układu Słonecznego. Nazwano je obłokiem Oorta, od nazwiska holenderskiego astronoma, który w 1950 roku pierwszy zasugerował jego istnienie. Ile komet może być w tym obłoku? Astronomowie oceniają, że ponad bilion! Niektóre oddalają się od Słońca nawet na odległość roku świetlnego.a W takim wypadku, zanim obiegną swą orbitę, może upłynąć sporo ponad dziesięć milionów lat!

Niezliczone małe obiekty

Przestrzeń za Plutonem komety krótkookresowe dzielą z nowo zidentyfikowanymi obiektami, wspomnianymi na wstępie. Od roku 1992 astronomowie odkryli około 80 takich ciał niebieskich o średnicy ponad 100 kilometrów. Przypominają one planetoidy i mogą ich być dziesiątki tysięcy. Krążą w pasie Kuipera, nazwanym tak od uczonego, który prawie 50 lat podejrzewał ich istnienie. Prawdopodobnie składają się ze skał i lodu.

Czy ostatnie odkrycia tych małych ciał zmieniły spojrzenie na wewnętrzne obszary naszego systemu planetarnego? Oczywiście! Obecnie uważa się, że Pluton ze swym księżycem Charonem oraz Tryton, satelita Neptuna, a także różne obiekty lodowe we wnętrzu Układu Słonecznego pochodzą z pasa Kuipera. Niektórzy astronomowie wątpią nawet, czy Pluton zasługuje na miano planety w całym tego słowa znaczeniu.

Skąd pochodzą?

Skąd w pasie Kuipera wzięło się takie mnóstwo komet i innych małych obiektów? Zdaniem astronomów powstały one dawno temu w chmurze cząsteczek pyłu i lodu. Te łączyły się ze sobą i tworzyły większe obiekty, które jednak były rozrzucone zbyt rzadko, by uformować duże planety.

Komety długookresowe również stanowią ważną część Układu Słonecznego. Razem mają masę jakieś 40 razy większą od masy Ziemi. Uważa się, iż większość z nich powstała we wczesnym okresie formowania się Układu Słonecznego w obszarze zewnętrznych planet olbrzymów.

Dlaczego te komety krążą tak daleko od Słońca? Najwyraźniej gdy znalazły się w pobliżu planet olbrzymów, na przykład Jowisza, dostały się pod wpływ ich silnej grawitacji, która jak z procy wyrzuciła je na odległe orbity.

Badanie komet

Komety składają się z najbardziej pierwotnej materii Układu Słonecznego. Jak prowadzić dalsze badania nad tymi fascynującymi obiektami? Można się im bliżej przyjrzeć, gdy od czasu do czasu pojawią się we wnętrzu Układu Słonecznego. Różne agencje prowadzące obserwacje przestrzeni kosmicznej planują wysyłanie sond, które będą badać komety przez kilka kolejnych lat.

Kto wie, co jeszcze odnajdziemy w Układzie Słonecznym. Nowe odkrycia i wiadomości o odległych obiektach krążących wokół Słońca pogłębiają wymowę wypowiedzi biblijnej z Księgi Izajasza 40:26: „Podnieście oczy ku górze i popatrzcie. Kto stworzył te rzeczy? Ten, który ich zastęp wyprowadza według liczby, wszystkie je woła po imieniu”.

[Przypis]

[Ramka na stronie 27]

KOMETY I DESZCZE METEORÓW

Czy obserwując świetlisty meteor mknący po niebie, pomyślałbyś, że pochodzi on z komety? A właśnie tak może być. Kiedy kometa zbliża się do Słońca, jej lodowe jądro stopniowo się rozpada, zostawiając za sobą okruchy skalne, czyli meteoroidy. Nie są one tak lekkie jak pył z warkocza komety, dlatego wiatr słoneczny nie rozwiewa ich w przestrzeni. Tworzą natomiast pas odłamków krążących wokół Słońca po orbicie komety, która dała mu początek.

Co roku Ziemię bombardują deszcze meteorów. Rój Leonidów w połowie listopada pochodzi z materiału pozostawianego przez kometę Tempel-Tuttle. Szczególnie widowiskowo Leonidy wyglądają co 33 lata. Obserwatorzy nieba, którzy przyglądali się im w 1966 roku, donieśli o istnej burzy meteorów — podobno spadało ich przeszło 2000 na minutę. W roku 1998 wyglądały jak jasne kule ogniste. Na pewno warto je zobaczyć w listopadzie tego roku.

[Diagram i ilustracje na stronach 24-26]

1. Kometa Hale-Bopp w 1997 roku

2. Edmund Halley

3. Percival Lowell

4. Kometa Halleya w 1985 roku

5. Kometa Halleya w 1910 roku

6. Strugi gazu i pyłu wydobywające się z komety Halleya

[Prawa własności]

1) Tony i Daphne Hallasowie/Astro Photo; 2) Culver Pictures; 3) za uprzejmą zgodą Lowell Observatory/​Dictionary of American Portraits/​Dover

4) Dzięki uprzejmości Anglo-Australian Observatory, zdjęcie: David Malin; 5) National Optical Astronomy Observatories; 6) the Giotto Project, HMC principal investigator Dr. Horst Uwe Keller, the Canada-France-Hawaii telescope

[Diagram]

[Patrz publikacja]

7. Orbity różnych komet

Kometa Kohoutka

Kometa Halleya

Słońce

Ziemia

Kometa Enckego

Jowisz

[Ilustracje]

8. Przed zderzeniem z Jowiszem w 1994 roku kometa Shoemaker-Levy 9 rozpadła się na 21 części

9. Powierzchnia Plutona

10. Kometa Kohoutka w roku 1974

11. Asteroida Ida i jej księżyc Daktyl

[Prawa własności]

8) Dr Hal Weaver i T. Ed Smith (STScI) oraz NASA; 9) A. Stern (SwRI), M. Buie (Lowell Obs.), NASA, ESA; 10) zdjęcie: NASA; 11) NASA/JPL/Caltech