Planety.doc

Marcin Bójko/05:00

A jednak się kręci

Do niedawna każde dziecko uczyło się w podstawówce, że Układ Słoneczny liczy dziewięć planet

Ile mamy planet? Na to pytanie nie potrafią odpowiedzieć nawet najwięksi astronomowie.

Mamy dziesiątą planetę – krzyczały w zeszłym tygodniu czołówki gazet całego świata. Szum ten wziął się po części z braku lepszych tematów. Ale z drugiej strony, informacja o tym, że kolejny kawałek wiedzy wynoszonej ze szkoły podstawowej traci aktualność, brzmi bardzo atrakcyjnie. Do niedawna każde dziecko uczyło się w podstawówce, że Układ Słoneczny liczy dziewięć planet. Teraz, za sprawą odkrycia kolejnej, podręczniki trzeba poprawić.

O odległym globie, znanym pod mało poetycką nazwą 2003 UB313, wiemy niewiele. Astronomowie go śledzący przypominają detektywa szukającego mikroskopijnych śladów zbrodni. Trzech uczonych – Michael Brown z California Institute of Technology, David Rabinowitz z Yale i Chad Trujillo z Obserwatorium Gemini – w białej kropce sfotografowanej dwa lata temu, wśród wielu innych białych kropek, dostrzegło nowy obiekt kosmiczny. Po serii pomiarów sprowadzających się do porównywania zdjęć robionych w różnym czasie udało im się określić, że odległy glob jest trochę większy od Plutona, ale mniejszy od Księżyca. Porusza się po bardzo wydłużonej orbicie. W najdalszym jej punkcie dzieli go od Słońca 97 jednostek astronomicznych (j.a. to średnia odległość Ziemi od Słońca, ok. 150 mln km), a w najbliższym tylko 37. Tak więc znaczną część roku, trwającego w przypadku UB313 aż 557 ziemskich lat, glob przebywa wewnątrz orbity Plutona.

Zespół naukowców pod wodzą Michaela Browna specjalizuje się w takich odległych obiektach. Na koncie mają kilka innych podobnych osiągnięć. Odnajdowane przez nich globy były znacznie mniejsze od Plutona. Takich obserwacji w ostatnich latach dokonano tak wiele, że nikt się nimi nie ekscytuje. Lecz dziesiąta planeta to już sensacja. Paradoksalnie odkrycie Browna może sprawić, że liczba planet zostanie zmniejszona do ośmiu, gdyż od mniej więcej 15 lat część astronomów coraz głośniej mówi, że Pluton nie zasługuje na miano planety. Twierdzą, że obiekt odkryty w 1930 roku na rubieżach Układu Słonecznego za bardzo odbiega od pozostałych planet, by mógł nosić to miano. Jest przede wszystkim malutki – ma około 2300 km średnicy, czyli dużo mniej od ziemskiego księżyca, nie mówiąc już o księżycach obiegających Saturna czy Jowisza. Ponadto porusza się po bardzo wydłużonej orbicie, podobnie zresztą jak UB313. W pewnym momencie orbita Plutona zahacza wręcz o orbitę Neptuna. Inne planety nie wchodzą sobie w drogę, a nadto wszystkie poruszają się wokół Słońca niemal po kole.

Odległy glob odkryty przez zespół Browna jest równie dziwny jak Pluton. Dlatego Brown nie upiera się, by jego obiekt nazwać planetą. Mówi jedynie skromnie, że „skoro Plutona tak nazywamy, to i nasze odkrycie powinno zyskać to miano”.

Przywiązanie do Plutona jako planety sięga XIX wieku, kiedy nasz pogląd na Układ Słoneczny był bardzo prosty. Znano wtedy osiem planet i bez trudu odróżniano je od znacznie mniejszych obiektów – asteroid. Słaba jakość teleskopów i brak urządzeń rejestrujących obrazy nie pozwalały nic więcej dostrzec. Ale nawet XIX-wieczni astronomowie żyli w niepewności, czy Układ Słoneczny kończy się na Neptunie, bo odkryto go nie przez lunetę, lecz metodami matematycznymi. W 1846 roku francuski astronom Urbain Le Verrier obliczył, że nieregularny ruch Saturna i Urana po ich orbitach można wytłumaczyć jedynie przyciąganiem grawitacyjnym dużej planety. Astronomowie zaczęli obserwować niebo w miejscu wskazanym przez Verriera i rzeczywiście odkryli nową planetę. Po kilku miesiącach dyskusji, jak ją nazwać i kto był pierwszy, wreszcie w grudniu 1846 roku uzgodniono nazwę Neptun. Metody matematyczne w astronomii zyskały ogromne uznanie. W XX wiek astronomowie wkroczyli z ośmioma planetami i niepewnością co do orbity Neptuna, bo jej zaburzenia wskazywały na to, że poza odkrytym niedawno globem istnieje jeszcze jakaś planeta. Nazwano ją Planetą X i usilnie wyszukiwano na niebie. W 1930 roku Amerykanin Clyde Tombaugh dostrzegł na nieboskłonie odległą plamkę. Nazwał ją Pluton. Dokładne obserwacje zaowocowały odkryciem księżyca odległej planety (nazwanego Charonem) i wnioskiem, że Pluton z pewnością nie jest Planetą X, bo jest zbyt mały i lekki, aby zaburzać orbitę Neptuna.

Matematyczna niepewność pozostała. Niestety, metoda Verriera kierowania teleskopu tam, gdzie miałaby znajdować się hipotetyczna planeta, zawiodła. W połowie XX wieku amerykański astronom Gerard Peter Kuiper wysunął hipotezę, że za zaburzenia orbity Neptuna odpowiada nie jedna duża planeta, ale pas wielu mniejszych obiektów rozciągający się za orbitą ósmej planety. Jedynymi widocznymi z nich miały być Pluton i Charon. Gdy w późniejszych czasach komputery nabrały mocy obliczeniowej, przeprowadzono symulacje zgodne z  hipotezą Kuipera. Na potwierdzenie obserwacyjne trzeba było czekać do 1992 roku. Od tamtego czasu dostrzeżono przeszło 800 obiektów krążących wokół Słońca w okolicy orbity Plutona, jednak wszystkie były dużo mniejsze od dziewiątej planety. 800 dostrzeżonych skał sprawia, że nie ma już nikogo, kto by negował istnienie Pasa Kuipera. Ale za to coraz więcej astronomów neguje status Plutona jako planety. Do niedawna jeszcze Amerykanie bronili go jak niepodległości i mieli mocne argumenty – wszystkie odkryte w Pasie Kuipera obiekty były mniejsze od Plutona. Odkrycie Browna burzy ostatni amerykański argument. Jeśli UB313 uznany zostanie za planetę, może to w przyszłości otworzyć przepastny worek z innymi. W Pasie Kuipera mogą być ich setki. Dochodzi już nawet do pierwszych sprzeczek. NASA, która sponsorowała badania Browna i jego zespołu, twardo twierdziła, że odkryto właśnie dziesiątą planetę. Ale kilka dni po ogłoszeniu wyników szef zespołu naukowców NASA Paul Hertz spuścił z tonu i powiedział: – To nie NASA decyduje, co jest planetą. Tym musi się zająć Międzynarodowa Unia Astronomiczna.

A nie będzie to łatwe. MUA musi wreszcie zdefiniować, co rozumiemy przez pojęcie „planety”. Dotychczasowa definicja była intuicyjna. Jak coś jest duże i krąży wokół Słońca, to planetą jest, jak coś jest małe, to nie jest. Ale co rozumieć przez pojęcia „duże” i „małe”? Tego nie wiadomo. Gdyby iść za definicją encyklopedyczną, czyli „obiektem krążącym wokół Słońca, o średnicy co najmniej 1000 km” (Encyklopedia PWN), to mielibyśmy, lekko licząc, 20 planet i co roku nową. Tylko czy jest sens nazywać planetą miejsce, gdzie jest ciemno, koszmarnie zimno i nie ma atmosfery?

Ścisła definicja tego, co uznajemy za planetę, powinna powstać z jeszcze jednego powodu. W ostatnich latach odkryto przeszło 100 planet krążących wokół innych gwiazd niż Słońce. Niektóre z nich przypominają do złudzenia nasze gazowe giganty – Jowisza i Saturna. Odległe planety bardzo trudno dostrzec i oczywiście im są większe, tym zadanie łatwiejsze. Tyle że trudno rozróżnić planetę od gwiazdy. Dlatego astronomowie roboczo przyjmują, że wszystko, co produkuje energię na drodze fuzji termojądrowej, jest gwiazdą. I tu mamy kolejny problem. Bo ostatnie obliczenia pokazują, że we wnętrzach Saturna, Jowisza i Neptuna panują warunki sprzyjające fuzji. Znakomicie to tłumaczy, dlaczego te trzy planety wypromieniowują w kosmos więcej energii, niż dostają jej ze Słońca. Tak więc – Saturn, Jowisz i Neptun mogą być (przynajmniej w myśl definicji) gwiazdami, które ze względu na rozmiary nie zdołały jeszcze zapłonąć pełnym termojądrowym blaskiem. Przyjmując skrajne definicje pojęcia „planeta”, możemy mieć ich w Układzie Słonecznym od

5 do 20. Co w takim razie ma odpowiedzieć biedny uczeń szkoły podstawowej wyrwany do odpowiedzi?

Jedno jest pewne. Międzynarodowa Unia Astronomiczna ma twardy orzech do zgryzienia. I musi zgryźć go szybko. Choćby dla dobra uczniów w podstawówce.