Existuje v naší Sluneční soustavě skrytá planeta? Okamžik pravdy je blízko, tvrdí astronomové

Sluneční soustava měla dříve devět planet. Astronom Mike Brown, známý jako „muž, který zabil Pluto“, přiznal, že poté, co jeho objev vedl k přeřazení Pluta z řady planet, dostával mnoho let od dětí nenávistné dopisy. A neminuly ho ani obscénní telefonáty ve tři hodiny ráno, píše CNN.

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT: Tajemství stavby pyramid? Příznivá doba, popsal Bárta. Na jednu záhadu ale vysvětlení nemá

Profesor planetární astronomie na Caltechu objevil v roce 2005 malé planetární těleso jménem Eris (jde o trpasličí planetu s vyšší hmotností než Pluto) v Kuiperově pásu – rozsáhlém prstenci ledových objektů za oběžnou dráhou Neptunu, který je nejbližším sousedem bývalé deváté planety. Tento objev spustil řetězec událostí, které vedly k tomu, že Pluto bylo o rok později přeřazeno z kategorie planet mezi trpasličí planety. Nyní však Brown a další vědci věří, že stejně jako Kuiperův pás v minulosti de facto „sebral“ Sluneční soustavě její devátou planetu, mohl by ji nyní zase vrátit.

Kuiperův pás, který astronomové považují za materiál, který zbyl po zformování Sluneční soustavy, se rozprostírá zhruba 50krát dále od Slunce než Země. Pluto, nyní klasifikované spolu s Eris jako trpasličí planeta, je jedním z největších z desítek ledových těles, která se v pásu nacházejí.

Protože jsou však objekty v Kuiperově pásu tak daleko od Slunce, je obtížné je spatřit. Již více než deset let pátrají astronomové v této oblasti po skryté planetě, která nebyla nikdy pozorována, ale její přítomnost odvozují z chování jiných blízkých objektů. Často se jí říká Planeta X či Planeta devět.

„Pokud najdeme další planetu, bude to opravdu velká událost,“ říká Malena Riceová, odborná asistentka astronomie na Yaleově univerzitě. „Mohlo by to zcela změnit naše chápání Sluneční soustavy a jiných planetárních systémů i jak do tohoto kontextu zapadáme. Je to opravdu vzrušující – je tu velký potenciál dozvědět se o vesmíru obrovské množství informací,“ dodala.

Vědecké zrušení je ale doprovázeno určitou kontroverzí – různé skupiny mají konkurenční teorie o samotné planetě, přičemž někteří se rovnou domnívají, že vůbec neexistuje. „Rozhodně existují plnohodnotní skeptici ohledně planety devět – je to docela sporné téma,“ řekla Riceová. „Někteří lidé velmi vášnivě věří, že existuje. Někteří lidé jsou přesvědčeni, že neexistuje. Ve snaze určit, co to je a zda to existuje, se vede spousta debat. Ale to je znakem opravdu zajímavého tématu, protože jinak by na něj lidé neměli vyhrocené názory.“

Debata by mohla být brzy vyřešena. A to v okamžiku, kdy bude koncem roku 2025 uveden do provozu nový teleskop, který má být schopen prozkoumat celou dostupnou oblohu. Do té doby se je nutné spoléhat jen na nepřímé důkazy.

Nové důkazy pro skrytou planetu

„Od roku 1846, kdy byl objeven Neptun, navrhlo existenci různých typů transneptunických planet nejméně 30 astronomů – a vždy se mýlili,“ podotkl Konstantin Batygin, Brownův kolega a profesor planetární vědy na Kalifornském technologickém institutu. Jakékoli těleso obíhající kolem Slunce za dráhou Neptunu je astronomy definováno jako „transneptunické“. „Nikdy jsem si nemyslel, že budu podporovat existenci důkazů o transneptunické planetě, ale věřím, že na rozdíl od všech těch předchozích případů máme tentokrát skutečně pravdu,“ dodal.

Batygin a Brown patří mezi nejhlasitější zastánce deváté planety. Dvojice aktivně pracuje na hledání skryté planety od roku 2014, přičemž je inspirovala studie astronomů Scotta Shepparda, vědeckého pracovníka Carnegie Institution for Science ve Washingtonu, a Chadwicka Trujilla, docenta astronomie a planetárních věd na Northern Arizona University.

Sheppard a Trujillo si totiž jako první všimli, že dráhy několika známých transneptunických objektů si jsou podivně podobné. Dvojice tvrdila, že neviditelná planeta – několikrát větší než Země a více než 200krát vzdálenější než naše planeta od Slunce – by mohla tyto menší objekty „pást“. „Nejnápadnějším vizuálním důkazem zůstává ten nejstarší z nich: Fakt, že všechny nejvzdálenější objekty za Neptunem mají dráhy (směřující) jedním směrem,“ uvedl Brown.

Batygin je od té doby spoluautorem půl tuctu studií o planetě devět, které nabízejí několik důkazů o její existenci. Nejsilnější je podle něj jeho poslední práce, jejímž spoluautorem je Brown a další dva vědci. Letos v dubnu ji publikoval časopis The Astrophysical Journal Letters.

Studie se zaměřuje na ledová tělesa, která podléhají určitému druhu perturbace (tedy odchylkám v pohybu), jenž je vhání na oběžnou dráhu Neptunu, než nakonec úplně opustí Sluneční soustavu. „Pokud se na tato tělesa podíváte, jejich životnost je ve srovnání se stářím Sluneční soustavy nepatrná,“ řekl Batygin. „To znamená, že existuje něco, co je tam posílá. A co to tedy může být?“

Jednou z možností je existence něčeho, co se nazývá galaktický příliv, tedy kombinace sil, které působí na vzdálené hvězdy v naší galaxii. Batygin a jeho tým však provedli počítačové simulace, aby pravděpodobnost tohoto scénáře otestovali s pravděpodobností přítomnosti planety číslo devět, a zjistili, že Sluneční soustava bez skryté planety je „daty silně vyvrácena“.

Planeta devět je podle Batygina „superzemské“ (či „nadzemské“) těleso, jehož hmotnost je asi pětkrát až sedmkrát větší než hmotnost naší planety a jeho oběžná doba se pohybuje mezi 10 000 a 20 000 lety. „To, co z provádění simulací nedokážu vypočítat, je místo, kde se nachází na své oběžné dráze, a také její složení,“ řekl Batygin. „Nejprozaičtější vysvětlení zní, že je to jakási menší verze Uranu či Neptunu a pravděpodobně jedno z jader, které se podílelo na procesu vzniku těchto planet.“

Hypotéza superzemě má mezi věřícími v planetu devět asi největší podporu, ale konkurenční teorie předkládají alternativní vysvětlení.

Spíš jako Pluto? Konkurenční teorie Kuiperova pásu

Studie publikovaná v srpnu 2023 navrhuje existenci skryté planety, která je ve skutečnosti mnohem menší, s hmotností 1,5krát až třikrát větší než Země. „Je možné, že jde o ledovou nebo kamennou Zemi, případně super-Pluto,“ říká Patryk Sofia Lykawka, docent planetárních věd na Kindai University v Japonsku a spoluautor studie.

„Vzhledem ke své hmotnosti by měla vysokou vnitřní energii, která by mohla udržet například podpovrchové oceány. Její dráha by byla velmi vzdálená, mnohem vzdálenější než dráha Neptunu, a ve srovnání se známými planetami by měla mnohem větší sklon – dokonce větší než dráha Pluta, jehož sklon je přibližně 17 stupňů,“ řekl Lykawka. Pro vysvětlenou dodejme: Astronomové mají sklonem dráhy na mysli, že planeta neobíhá Slunce ve stejné rovině jako Země.

Přítomnost planety je odvozena z matematických modelů, které se snaží vysvětlit podivné chování transneptunických objektů, což naznačuje podobnost s Batyginovým výzkumem. Lykawka však upozornil, že jeho model nezkoumá stejné orbitální souřadnice a značně se liší od Batyginova. Proto tento záhadný objekt nenazývá planetou devět, ale „planetou Kuiperova pásu“, aby „bylo jasné, že mluvíme o různých hypotetických planetách,“ vysvětlil.

Jiné teorie navrhují, že anomálie, které se vědci snaží vysvětlit, mohou být způsobeny něčím úplně jiným, například prvotní černou dírou – vzniklou těsně po velkém třesku – kterou naše Sluneční soustava zachytila při svém pohybu galaxií. Další hypotéza naznačuje, že problém by mohl spočívat v současném chápání gravitace ve vědecké komunitě.

Podle Riceové z Yaleovy univerzity by však bylo velmi obtížné tyto teorie ověřit. „Existuje spousta dalších nápadů, ale obvykle se řídím Occamovou břitvou, když se rozhoduji, čemu dát přednost při ověřování,“ řekla s odkazem na klasický filozofický princip, který tvrdí, že mezi konkurenčními teoriemi je obvykle správný ten nejjednodušší. „Z hlediska vědecké životaschopnosti víme, že už máme osm planet, takže není až tak šílené přidat další planetu do té samé soustavy.“

Poznamenala, že nejslibnější cestou vpřed je skutečně nalezení dalších transneptunických objektů, na nichž Batygin zakládá svou hypotézu.

Snaha o získání dalších důkazů

„Máme zhruba tucet těchto objektů,“ říká Renu Malhotraová, profesorka planetárních věd na Arizonské univerzitě. „Ale pozorujeme jen ty nejjasnější a z nich jen nepatrný zlomek, protože je sledujeme pouze v okamžicích, kdy jsou nejblíže ke Slunci.“

Podle Malhotraové trpí data pozorovacími zkresleními, a proto jsou k nim vědci skeptičtí. Mezi skeptiky patří i již zmíněný Sheppard z Carnegie Institution for Science, jeden ze spoluautorů studie z roku 2014, která inspirovala Batyginův výzkum.

„Očekávali jsme, že do této chvíle najdeme mnohem více těchto extrémních transneptunických objektů,“ uvedl Sheppard. „Mít jich několik desítek by nám umožnilo spolehlivě určit, zda jsou skutečně shlukovány v prostoru, či nikoliv. Ale bohužel se stále pohybujeme v oblasti statistiky malých čísel, protože jsou mnohem vzácnější, než se původně myslelo. V tuto chvíli bych řekl, že je možné, že v dálkách Sluneční soustavy existuje superzemě, ale nemůžeme to tvrdit s velkou jistotou.“

Podle Malhotraové může být polemika vyhrocená. „Vědci mají různé typy osobností, stejně jako všichni ostatní. Někteří jsou ve své vědě agresivnější, jiní jsou rozvážnější,“ podotkla. „Panuje názor, že myšlenka planety devět o hmotnosti Neptunu je prosazována agresivněji, než to odůvodňují statistiky.“ Malhotraová je spoluautorkou článku ze srpna 2017, který naznačuje přítomnost planety velikosti Marsu v Kuiperově pásu, ale hypotézu planety devět zcela nevylučuje.

Přímé pozorování planety by samozřejmě ukončilo všechny spory, ale všechny dosavadní pokusy vyšly naprázdno.

Batygin byl také spoluautorem březnové studie, která využívala data z observatoře Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System neboli Pan-STARRS na Havaji, což vědcům umožnilo analyzovat 78 procent oblohy, kde by se údajně mohla nacházet planeta devět. Ale nenašli ji. „Byla to opravdová dřina,“ řekl o tomto pokusu a zmínil obtížnost práce s teleskopy během vymezeného času, kdy bylo nutné bojovat s poruchami zařízení a nepříznivým počasím. „Obloha je opravdu, opravdu velké místo, když hledáte něco tak bolestně matného. Tahle věc je asi tak 100 milionkrát méně jasná než Neptun – to už se opravdu blíží k hranici toho, co je v současné době možné pozorovat s absolutně největšími dalekohledy na světě,“ popsal.

Ani jiná pátrání, jako například to, které bylo provedeno pro studii z prosince 2021 s využitím kosmologického teleskopu Atacama v Chile, nedopadla dobře. „Musel jsem otestovat desítky tisíc různých oběžných drah. Nakonec jsem nic nezaznamenal,“ uvedl hlavní autor studie Sigurd Naess, vědecký pracovník Ústavu teoretické astrofyziky Univerzity v Oslu v Norsku. Dodal, že citlivost přístroje je natolik dobrá, že by měl být schopen detekovat planetu v oblasti, která je 300 až 600krát dál od Slunce než Země. „To je dost na to, aby to bylo informativní, ale zdaleka ne dost na to, aby to vyvrátilo planetu devět jako celek,“ uvedl Naess.

Planetu by mohl odhalit nový teleskop

Uprostřed kontroverzí a rozdílných názorů se všichni vědci shodují na jednom: Nový širokoúhlý teleskop, který se právě staví, by tuto debatu mohl brzy vyřešit. Vědci z Národní vědecké nadace USA a Stanfordovy univerzity ho začnou využívat koncem roku 2025. Teleskop, nazvaný Observatoř Vary C. Rubinové, bude vybaven největší digitální kamerou, která byla dosud postavena, a nachází se na hoře vysoké 2 700 metrů v severním Chile.

„Jedná se o teleskop nové generace, který bude každých několik dní prohledávat celou dostupnou oblohu. Možná se mu podaří najít přímo planetu devět, což by byl fantastický závěr pátrání a otevření úplně nové kapitoly. Přinejmenším najde spoustu dalších objektů Kuiperova pásu. Ale i kdyby neobjevil jediný nový objekt, bude to stačit k potvrzení hypotézy o planetě devět, protože prověří všechny statistiky a všechny zákonitosti, které vidíme při nezávislém průzkumu.“

Riceová souhlasí s tím, že teleskop může být velkým přínosem pro vyřešení debaty a jasně odpoví na otázku statistické významnosti uspořádání transneptunických objektů – klíčového bodu důkazů pro planetu devět. Pokud teleskop najde superzemi, bude to podle Riceové vzrušující, protože tato nebeská tělesa o velikosti mezi Zemí a Neptunem (průměr Neptunu je zhruba čtyřikrát větší než Země) jsou běžným typem exoplanet.

„Ve Sluneční soustavě žádnou nemáme, což se zdá být opravdu zvláštní a bylo to tak trochu vynikající záhadou, protože jich nacházíme tolik v soustavách kolem jiných hvězd. Bylo by neuvěřitelné studovat nějakou skutečně zblízka, protože exoplanety jsou tak daleko, že je velmi obtížné získat skutečnou představu o tom, jak přesně fyzicky vypadají,“ řekla Riceová.

A co když se nenajde vůbec nic? I tak by bylo užitečné s jistotou vědět, kolik planet existuje, dodala Riceová. „Myslím, že neznat ani počet planet v naší Sluneční soustavě je velmi ponižující.“

MOHLO VÁM UNIKNOUT: Tragédie, která dodnes děsí. Tsunami v Dolomitech bylo jako atomovka, zemřely tisíce lidí