Naše místo ve vesmíru: Naše místo ve vesmíru, díl 2: Co se nachází ve vzdálenosti do jednoho světelného roku

22. 07. 2012

Sluneční soustava Kuiperův pás Oortův oblak Civilizace Naše místo ve vesmíru

Z historického hlediska začali lidé zkoumat okolí své planety teprve nedávno. Mnohé z našeho sousedství je nám ještě neznámé a mnohé z už poznaného je jen těžko pochopitelné v porovnání s pozemskými objekty, jejich vzdálenostmi a významem. V okruhu jednoho světelného roku neexistuje žádná další hvězda kromě našeho Slunce, tento prostor je však vyplněn nespočtem zajímavých míst, z nichž některá vám v tomto článku představíme.

Slunce a Alfa Centauri

Nejbližší hvězdou Slunci je Proxima Centuari, jde o jednu ze tří hvězd systému Alfa Centauri a nachází se 4,22 světelných let daleko. Nejvzdálenější lidská sonda Voyager 1 je od Země vzdálená asi 16 světelných hodin.

Image credit: livingfuture.cz

V prvním díle seriálu Naše místo ve vesmíru jsme se zaměřili na výjimečnost naší planety a jejího okolí pro lidskou civilizaci. Podívejme se teď podrobněji na naše okolí.

Jak veliká je vlastně bublina s poloměrem jeden světelný rok? Jak už název napovídá, jde o kouli s poloměrem, který urazí světlo ve vakuu za jeden rok. Vzdálenost mezi Sluncem a Zemí je asi 8 světelných minut a nejbližší hvězda je od Slunce vzdálená 4,22 světelných let. Sluneční soustava doposud není kompletně prozkoumaná a není zcela jisté kde leží její hranice, gravitace Slunce by však měla převažovat zhruba v okruhu 2 světelných let.

Uvnitř sluneční soustavy se často jako jednotka vzdálenosti používá astronomická jednotka (astronomical unit - AU), která představuje vzdálenost Země a Slunce (tedy astronomická jednotka je to samé co 8 světelných minut). Ve vzdálenosti 5 AU obíhá Slunce planeta Jupiter, kolem 10 AU se pohybuje Saturn a 30 AU od Slunce se nachází poslední planeta Neptun. Jeden světelný rok má ale celých 65 tisíc AU a mezi touto hranicí a oběžnou drahou Neptunu se nachází nespočet dalších objektů, zmrzlých a temných, o kterých doposud téměř nic nevíme. 


Oběžné dráhy planet a trpasličích planet sluneční soustavy v AU. Zdroj: wiki

Za oběžnou drahou Neptunu mezi 30 AU a 50 AU se nachází oblast známá jako Kuiperův pás, kde se nachází také bývalá planeta Pluto. Tato oblast je podobná hlavnímu pásu asteroidů mezi planetami Mars a Jupiter, je však výrazně větší a masivnější. Skládá se z malých až středních těles, které jsou složeny z kamene, různých forem ledů a zmrzlých organických sloučenin. Odhaduje se, že se v Kuiperově pásu nachází až 70 tisíc objektů větších než 100 kilometrů.

Následuje tzv. rozptýlený disk, jehož objekty se většinou přibližují Slunci na podobnou vzdálenost jako tělesa z Kuiperova pásu, vzdalují se však až na 150 AU od Slunce. Z tohoto regionu pochází také komety s krátkou periodou, které se pravidelně vrací do středu sluneční soustavy na svých vysoce eliptických drahách. Největší známé těleso rozptýleného disku je trpasličí planeta Eris, která je ještě o 25 % masivnější než Pluto. Její oběžná dráha dosahuje vzdáleností od Slunce mezi 38 AU a 97 AU.

Kolem hranice 100 AU od Slunce se začíná prostředí pozvolna měnit a sluneční větry vanoucí z nitra sluneční soustavy se začínají vyrovnávat s kosmickým zářením, které přichází z okolních hvězd. Do této oblasti se dostaly vesmírné sondy Voyager 1 a 2, které zpátky na Zemi posílají stále nové informace o hranici sluneční soustavy. Sondy Voyager se nacházejí v oblasti zvané heliosheath, kde sluneční vítr zpomaluje a stává se turbulentní. Poslední vrstvou před mezihvězdným médiem je potom heliopause, kde sluneční vítr zpomalí na nulu a převládnou vlivy mezi ostatních hvězd.

Vzdálenosti vesmírných sond od Země v roce 2012
Voyager 1: 112 AU, 
Voyager 2: 98 AU, 
Pioneer 11: 85 AU,
Pioneer 10: 80 AU (údaj z roku 2003)
New Horizons: 25 AU.

Jak vidno, lidská technologie se zatím dostala pouze do zlomku vzdálenosti jednoho světelného roku. Co se nachází ve zbytku regionu mezi heliopauzou a hranicí jednoho světelného roku jsou už víceméně pouhé odhady a dohady. Objekty, které obíhají Slunce tak daleko, jsou temné a zmrzlé, a tedy pro astronomy jen těžko detekovatelné.

Jedním z takových těles je Sedna, kandidát na zařazení mezi trpasličí planety, doposud je o něm však známo tak málo, že nebylo rozhodnuto o oficiálním zařazení do této třídy těles. Sedna (90377 Sedna) obíhá po extrémně eliptické dráze ve vzdálenosti 75 AU - 1000 AU od Slunce a má zhruba 1000 kilometrů v průměru. Je možné, že se v této vzdálenosti od Slunce nachází i další objekty, jedním z nich by mohla být hypotetická obří planeta Tyché, která by měla způsobovat pohyb komet s dlouhou periodou. Důkazy o existenci tak velkého tělesa však neexistují a jde tedy pouze o teorii.

Mnohem prozaičtější vysvětlení ale přináší tzv. Oortův oblak (Öpik–Oort cloud), který má obklopovat celou sluneční soustavu až do vzdálenosti kolem jednoho světelného roku. Oortův oblak by měl být tvořen vnitřní diskovou částí a vnější kulovitou částí. Astronomové jeho existenci odvozují od existence komet s dlouhou periodou. Existence Oortova oblaku zatím nebyla prokázána, několik již známých těles by však mohlo být začleněno do jeho vnitřní části. Kromě Sedny jsou to objekty 2000 CR105, 2006 SQ372, a 2008 KV42.

Převážná část bubliny s poloměrem jednoho světelného roku a Sluncem uprostřed je zcela neprozkoumaná. Vzdálené objekty, které se v ní nachází, jsou tak daleko, tak studené a tmavé, že jsou perfektně skryty před našimi teleskopy. Astronomové přesto dál pátrají se stále citlivějšími přístroji a vesmírné sondy přinášejí stále nové poznatky o čím dál vzdálenějších místech. Doufejme, že brzy budeme mít jasnější obrázek o tomto našem slunečním sousedství.