Kolik má Země měsíců? Naši planetu doprovází řada souputníků
Kolem Země obíhá jeden velký Měsíc, který je dokonce pátým největším satelitem v celé Sluneční soustavě. Naše planeta má ovšem i další souputníky! Kvaziměsíce sice nejsou ani zdaleka tak hmotné a vlivné, pro vědce ale představují fascinující objekty.
Falešné měsíce lze jednoduše poznat podle toho, že „poslušně“ nekrouží kolem Země, ale dočasně nebo i trvale sdílejí její dráhu. Patří mezi ně tzv. kvaziměsíce či kvazisatelity, zvláštní skupina planetek nazývaná trojáni, dále také dočasné měsíce, a dokonce oblaka prachu zachycená v gravitační pasti naší planety. Všechny uvedené skupiny malých i docela drobných těles tvoří slibné cíle pro budoucí vesmírné mise a otevírají okno do dávné historie okolí Země, a možná i Měsíce či dalších těles. Jejich studium přitom může přinést rovněž nové poznatky o dynamice a evoluci naší soustavy.
Skotská průvodkyně
Desátého října 1986 objevil Duncan Waldron během své služby na australské observatoři Siding Springs planetku, která následně dostala provizorní označení 1986 TO. Protože měl zmíněný astronom a fotograf skotské kořeny, navrhnul pro ni jméno Cruithne pocházející z keltské historie. Trvalo však dalších 11 let, než Paul Wiegert a Kimmo Innanen z University of Toronto určili její podivnou dráhu. Na první pohled by se mohlo zdát, že 3753 Cruithne obíhá Zemi, i když po zvláštní podkovovité trajektorii. Maximálně se přibližuje asi na 12 milionů kilometrů, tedy na třicetinásobek vzdálenosti Měsíce, zatímco vzdálit se může až na 224 milionů kilometrů. Takový objekt lze proto po právu označovat jen jako kvaziměsíc.
Podrobnější pohled odhalí, že je dráha zmíněné planetky mnohem složitější a souvisí s tzv. libračními body, v nichž se kompenzují přitažlivé a setrvačné síly Slunce a Země. Kolem dráhy naší planety se jich nachází celkem pět a dva z nich – konkrétně L4 a L5 – představují „gravitační pasti“, kde se občas chytí menší tělesa. Cruithne postupně projde oběma uvedenými body, ale také bodem L3, ležícím vně spojnice Země–Slunce. Nějakou dobu tak obíhá okolo centrální hvězdy 60° před Zemí (v bodě L4) a poté 60° za ní (v L5). Popsaný cyklus přitom trvá 770 let. V současnosti se planetka pohybuje na straně bodu L4 a pomalu se od nás vzdaluje; za několik století se ocitne na straně bodu L5 a začne Zemi zase dohánět.
Houpající se planetka
I když o Cruithne hovoříme jako o kvaziměsíci, v současnosti se tak v pravém slova smyslu nechová. Její složitá podkovovitá dráha totiž způsobuje, že se projevuje jako blízkozemní planetka, z níž se však kvaziměsíc časem stane. Podobně jsou na tom i tělesa s označením 2002 AA29, 2003 YN107 a 2015 SO2.
Mezi skutečné kvaziměsíce, jež se zdržují v blízkosti zemské dráhy, nyní řadíme celkem sedm planetek. Obíhají kolem Slunce se stejnou periodou jako Země, ale obvykle po protáhlejší trajektorii. Z našeho pohledu to nakonec vypadá, jako by kvaziměsíc kroužil kolem nás, a nikoliv okolo naší hvězdy. Ve skutečnosti však mají zmíněné objekty svou vlastní dráhu kolem Slunce. Popsané konfiguraci říkáme kvazisatelitní pohyb a jde o jeden z několika způsobů, jak mohou vesmírná tělesa sdílet se Zemí svou oběžnou dráhu.
Zdaleka nejproslulejším kvaziměsícem se stala planetka 2016 HO3, později pojmenovaná 469219 Kamo’oalewa, což v havajštině znamená „houpající se nebeský objekt“. Uvedený název přitom reflektuje způsob, jakým se těleso pohybuje po své dráze. Kamo’oalewa má ze všech známých kvaziměsíců nejstabilnější trajektorii, která ji udržuje relativně blízko Země, ačkoliv kolem ní přímo neobíhá jako tradiční satelit. Její rozměry zatím pouze odhadujeme, a to v rozmezí od 40 do 100 metrů.
V roce 2021 se však pomocí arizonského Large Binocular Telescope se zrcadly o průměru 8,4 metru podařilo určit její spektrum a odvodit z něj, z jakého materiálu sestává. Porovnání se známými spektry blízkozemních planetek a lunárních hornin pak ukázalo, že by mohlo jít o fragment z Měsíce! Reflektanční spektrum Kamo’oalewy se totiž téměř přesně shoduje se vzorky, které přivezla posádka Apolla 14 z vysočiny Fra Mauro.
Fragment z kráteru?
Čínští výzkumníci I-fej Ťiao a Pin Čcheng společně s mezinárodním týmem vědců z Kanady, Francie a USA šli ve svém článku publikovaném letos v časopise Nature Astronomy ještě dál: Pomocí numerických simulací prokázali, že by mohly fyzikální a orbitální vlastnosti Kamo’oalewy odpovídat úlomku z kráteru většího než 10–20 km, který vznikl na Měsíci v posledních několika milionech let. Mohlo by se jednat například o kráter Giordano Bruno na odvrácené straně.
Zda Kamo’oalewa skutečně představuje zatoulaný lunární fragment, se možná již brzy dozvíme. Letos v květnu by se k ní totiž měla vydat čínská sonda Tchien-wen 2 (Tianwen), a pokud vše půjde podle plánu, bude ji nejprve v roce 2026 sledovat z orbity a poté odebere zhruba 100 g regolitu. Mise přitom počítá i s malou explozí na povrchu, která by mohla uvolnit z podloží těkavé látky, načež by je sonda detekovala.
Trojáni Země
Zcela odlišný typ těles, která se Zemí sdílejí dráhu kolem Slunce, reprezentují tzv. trojáni. Zmíněné planetky se podařilo poprvé objevit u Jupitera: Krouží okolo centrální hvězdy přibližně ve vzdálenosti plynného obra, přičemž první skupina se pohybuje 60° před ním a druhá 60° za ním. Nacházejí se tedy zhruba ve vrcholech rovnostranných trojúhelníků, jejichž další vrcholy tvoří Jupiter a Slunce.
První takovou planetku, s pořadovým číslem 588, identifikoval v roce 1906 Maximilian Wolf a nazval ji Achilles. Následovaly další objevy a astronomové moudře přidělovali jména ve skupině před Jupiterem pouze Řekům a ve skupině za ním jen Trójanům. V současné době známe uvedených planetek víc než 12 tisíc, ale podle odhadů jich celkově existuje přes milion.
Nejde ovšem o výsadu „krále planet“. U Marsu se již povedlo identifikovat 17 trojánů, u Uranu dva, a u Neptunu dokonce 31. Své dočasné trojány mají i Ceres a Vesta v hlavním pásu asteroidů mezi Marsem a Jupiterem, a v roce 2010 byl pomocí infračerveného kosmického dalekohledu WISE konečně objeven také jeden u Země. Dostal označení 2010 TK7, v průměru měří asi 300 metrů a pohybuje se kolem libračního bodu L4 čili před naší planetou.
Druhý troján Země, 2020 XL5, se nachází u téhož bodu, a odhalila ho teprve v roce 2020 soustava havajských dalekohledů Pan-STARRS. Obě tělesa mají nestabilní trajektorie a přibližují se k libračnímu bodu L3.
Dočasní souputníci
Dočasný satelit představuje objekt, který skutečně obíhá okolo naší planety, ale setrvá na své dráze méně než rok. Jde o velmi malá a těžko zjistitelná tělesa, přičemž dosud se u Země podařilo objevit pouze dvě a ani jedno už kolem ní nekrouží. Vesměs se totiž popsané objekty pohybují po nestabilních trajektoriích, a pokud po čase neshoří v atmosféře, vymrští je gravitační prak zpátky do vesmíru.
Mezi dočasné měsíce patřila i planetka 2006 RH120, o průměru asi 5 metrů. Naposledy se na zemské orbitě nacházela mezi červencem 2006 a 2007, kdy ji od naší planety nedělilo víc než 1,74 milionu kilometrů. V důsledku dočasného oběhu kolem Země jde v současnosti o druhou nejmenší planetku ve Sluneční soustavě s dobře známou dráhou, hned po 2021 GM1, která by mohla být ještě o 4 metry menší. Zajímavé je, že byla původně pokládána za třetí stupeň rakety Saturn S-IVB z Apolla 12, což ovšem radarová pozorování z roku 2009 jednoznačně vyloučila. Za dočasný měsíc se ostatně kdysi mylně považovala i sonda Gaia či raketové stupně z misí Čchang-e 2 (Chang’e) a Lunar Prospector.
Měsíční duchové
Pokud „duchové“ skutečně existují, pak jde o vířící oblaka kosmického prachu a drobných částic na zemské orbitě. Mají se nacházet v bodech L4 a L5, které leží na dráze Měsíce kolem Země, a to 60° před ním a za ním. Poprvé je předpověděl a údajně i pozoroval Kazimierz Kordylewski, proto se jim říká Kordylewského oblaka: Mezi 6. březnem a 6. dubnem 1961 vyfotografoval polský astronom dvě jasné skvrny poblíž bodu L5.
Existence zmíněných oblak se dlouho zpochybňovala, kvůli jejich velmi nízké hustotě a obtížné detekci. V roce 1992 navíc japonská sonda Hiten prolétla Lagrangeovými body, ale žádné zjevné zvýšení hladiny prachu nezjistila. Automat však obletěl každý z uvedených bodů jen jednou a mohl hledané cíle minout. Naopak některá pozorování britských astronomů z roku 2018, včetně fotografických a polarizačních studií, poskytla důkazy hovořící pro existenci Kordylewského oblak. Nicméně široká shoda dosud nepanuje a je možné, že se objevují a mizí v závislosti na vlivu Slunce a planet. Mimochodem, detekce prachu patřila mezi vědecké cíle připravované české sondy LVICE2, která se však nakonec nerealizovala.
Představují hrozbu?
Kvaziměsíce i dočasné měsíce představují velmi zajímavý vědecký materiál, protože nesou informace o svém původu. Mohou pocházet z hlavního pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem, z lunárního povrchu nebo představovat pozůstatky po rozpadu větších objektů na podobných dráhách. Kvaziměsíce se mohou dostat blízko k Zemi a často jde o poměrně malé objekty, což by usnadnilo jejich návštěvu ve srovnání s většinou ostatních asteroidů. Pokud se však k naší planetě přibližují, nemohou pro nás znamenat hrozbu?
Dřív se vědci domnívali, že by se některé kvaziměsíce se Zemí střetnout mohly, nicméně uvedený závěr už naštěstí neplatí. Známé kvaziměsíce dosahují rozměrů okolo 10–300 metrů, tudíž je část z nich dost velká, aby v případě kolize způsobily značné škody. V dohledné době však nehrozí, že by se některý z nich s naší planetou srazil. Jejich trajektorie jsou navíc natolik předvídatelné, že by astronomové nejspíš zvládli zaznamenat blížící se hrozbu s odpovídajícím předstihem. Pokud jde o dočasné měsíce, zhruba 1 % z nich se nakonec se Zemí střetne, ale většinou jsou naštěstí malé a shoří v atmosféře. Nebezpečně velký dočasný měsíc, řekněme o průměru 1 km, zasáhne naši planetu podle předpokladů maximálně jednou za miliardu let.
