Vnější Sluneční soustava je více osídlená, než jsme si mysleli

Pozorování pomocí ultraširokoúhlé kamery s primárním ohniskem dalekohledu Subaru odhalila, že dále v Kuiperově pásu může existovat populace malých těles, která čekají na své objevení. Výsledky, které jsou důležité pro pochopení formování Sluneční soustavy, byly získány díky mezinárodní spolupráci mezi teleskopem Subaru a sondou New Horizons putující vnější oblastí Sluneční soustavy.

Kosmická sonda NASA New Horizons byla vypuštěna v roce 2006 za účelem pozorování povrchů těles vnější Sluneční soustavy zblízka; v roce 2015 úspěšně absolvovala průlet kolem systému Pluta a v roce 2019 provedla průlet kolem jednoho z objektů Kuiperova pásu, (486958) Arrokoth. Do vnější Sluneční soustavy letělo pět kosmických sond (včetně New Horizons), ale New Horizons jako jediná proletěla Kuiperovým pásem při pozorování objektů této oblasti.

Při pozorování objektů Kuiperova pásu ze Země je můžeme sledovat pouze pod malými úhly sluneční fáze (úhel mezi Sluncem, objektem a pozorovatelem). Na druhou stranu při pozorování objektu Kuiperova pásu z kosmické sondy lze stejný objekt pozorovat pod různými fázovými úhly a jeho odrazové charakteristiky lze použít k odhadu povrchových vlastností objektu. To je něco, co dokáže pouze New Horizons.

Kamera na kosmické sondě má však úzké zorné pole a sama o sobě nemůže objevit objekty Kuiperova pásu. Zde přichází na řadu dalekohled Subaru. Teleskop používá svou širokoúhlou kameru k nalezení mnoha objektů Kuiperova pásu a poté zúží seznam objektů, kolem nichž může sonda proletět a pozorovat je. Tato spolupráce mezi New Horizons a dalekohledem Subaru začala v roce 2004.

Pozorování byla prováděna v letech 2004-2005 pomocí hlavní kamery dalekohledu Subaru (Suprime-Cam). Přestože bylo extrémně obtížné hledat objekty Sluneční soustavy s mnoha hvězdami v pozadí, výzkumnému týmu se podařilo najít 24 objektů Kuiperova pásu.

Bohužel objekty v Kuiperově pásu, které byly dosud nalezeny během tohoto pozorování, vyžadují příliš mnoho paliva, aby kosmická sonda mohla kolem nich proletět, ale nové objekty ve velké vzdálenosti mohou spadat do dostupného palivového dosahu New Horizons. V roce 2020 začala hlubší pozorování pomocí Hyper Suprime-Cam (HSC) na dalekohledu Subaru a do roku 2023 bylo objeveno 239 objektů Kuiperova pásu.

„Nejzajímavější částí pozorování HSC byl objev 11 objektů ve vzdálenostech za známým Kuiperovým pásem,“ říká člen týmu Fumi Yoshida (University of Occupational and Environmental Health Sciences; Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology).

Mnoho objektů objevených pomocí HSC se nachází ve vzdálenostech 30-55 astronomických jednotek (AU) od Slunce a předpokládá se, že jsou ve známém Kuiperově pásu. Na druhou stranu tým neočekával to, co se zdá být shlukem objektů v oblasti 70-90 AU s poklesem mezi 55 a 70 AU (kde je rozmístěno pouze malé množství objektů). Takový pokles nebyl v jiných pozorováních zaznamenán.

Může existovat nová populace objektů Kuiperova pásu ve vzdálenosti 70-90 AU. „Pokud se to potvrdí, bude to velký objev. Prvotní sluneční mlhovina byla mnohem větší, než se dříve myslelo, a to může mít důsledky pro studium procesu formování planet ve Sluneční soustavě,“ říká Fumi Yoshida.

Hlavní řešitel mise New Horizons Alan Stern říká: „Toto je převratný objev odhalující něco nečekaného, nového a vzrušujícího ve vzdálených končinách Sluneční soustavy; tento objev by pravděpodobně nebyl možný bez prvotřídních schopností observatoře Subaru.“

K určení přesných drah objektů objevených v této studii výzkumný tým pokračuje v pozorováních pomocí HSC. „Myslím si, že objev vzdálených objektů a určení jejich orbitálního rozložení je důležité jako odrazový můstek k pochopení historie formování Sluneční soustavy, jejímu srovnání s exoplanetárními systémy a k pochopení vzniku jednotlivých planet,“ říká Yoshida.

New Horizons se v současné době nachází asi 60 AU od Slunce. Musí existovat mnohem více vzdálených objektů, které jsme dosud neobjevili. Výzkumný tým je nadšený z toho, co objevil dalekohled Subaru a sonda New Horizons za Kuiperovým pásem.

Tyto výsledky byly publikovány ve dvou vědeckých článcích v Planetary Science Journal.

Obrázky – credit: NAOJ/Southwest Research Institute

Zdroj: https://subarutelescope.org/en/results/2024/09/04/3440.html a https://www.nao.ac.jp/en/news/science/2024/20240905-subaru.html

autor: František Martinek