Návštěva Neptunu připomenuta sondou New Horizons

Neopakovatelný pohled na Triton s jeho charakteristickou polární čepičkou a povrchem připomínajícím kůru ananasového melounu (wikipedia.org)

Když 25. srpna 1989 míjela sonda Voyager 2 Neptun a jeho měsíc Triton, znamenalo to poslední setkání s novým světěm na dlouhá léta. Planetární kosmonautika zažívala útlum a bylo to znát i na plánovaných misích. Nicméně tehdy šlo o naprostou senzaci, kterou si nechal ujít málokdo. Jak připomíná Zdeněk Pokorný, pouze při prvním přistání na Měsíci a potom při přistání Mars Pathfinder na Marsu zažívali vědci i laická veřejnost takovou nefalšovanou euforii jako tenkrát. Jeden z členů vědeckého týmu Voyageru Richard Terille to komentoval slovy: „Jediný důvod, který mě nutí zajít domů, je nakrmit kočky.“ A tehdejší ředitel JPL Lew Allen se nechal slyšet: „Dnes je významný, historický den. Před 12 lety byly na miliardy kilometrů dlouhou cestu vyslány dvě sondy jako vyslanci lidstva. Jsou to nejinteligentnější stroje, které se vymanily ze zemské tíže, jsou to nejproduktivnější vědecké výpravy, které kdy NASA připravil.“ A vedoucímu vědeckého týmu Edwardu Stonovi „Voyager připomíná atleta, který podává výkony na samé absolutní hranici svých možností, ale nikdy ji nepřekročí“.

V těchto dnech si připomínáme 25 let od chvíle, co Voyager 2 psal dějiny u vzdáleného Neptunu. Na den přesně sonda New Horizons, která dále směřuje k Plutu, dosahuje vzdálenosti Neptunu od Slunce.

Sonda Voyager (wikipedia.org)

Již v případě samotného Neptunu lze hovořit o pravých vědeckých žních a objevy, které Voyager přinesl – hlavně co se Neptunovy atmosféry týče -, by vydaly na celou knihu. To, co ale vědce i veřejnost doslova šokovalo, byl Triton – sedmý největší měsíc Sluneční soustavy (o průměru 2700 km) a největší Neptunův měsíc. Náhle se tak všem lidem na Zemi odhalil svět, který byl úplně jiný než všechny do té doby známé světy. Tak jiný, že přinutil vědce změnit radikálně svou zažitou představu o možných scénářích vývoje měsíců i jejich povrchu.

Šokující svět na pomezí Sluneční soustavy

Hned první snímky – surové a neupravené – Tritonova povrchu dostaly všechny přihlížející do varu. Tritonův povrch – to je záhadná skládačka rýh, podivných prohlubní, je to rovněž i polární čepička. Záhy začalo vyplouvat na povrch, ž v případě Tritonu máme co dočinění s prazvláštními geologickými procesy, jaké nelze nikde jinde spatřit.

Výtrysky gejzírů na pozadí polárních čepiček (wikipedia.org)

Povrch Tritonu je velmi mladý – usuzujeme tak proto, že je velmi světlý (má albedo 0,7 na světlých místech a 0,6 na tmavých) a hlavně – skoro žádné krátery.. Jeho stáří je zhruba 600.000 let. Vykazuje přitom známky tektonické aktivity a při bližším pohledu si všimneme i gejzírů, které ovšem netryskají vodu, ale dusík a prach – jedná se o formu ledového vulkanismu, kryovulkanismu. Dva takové gejzíry byly zachyceny při akci. K výtryskům dojde, jakmile se teplem částečně nataví ložisko dusíku pod ledovým povrchem a pak prorazí ledový příkrov a vytryskne. Samozřejmě vzápětí nato dusík zchladne, okolí se vůbec neroztaje. Nicméně prach uniká do výšky až 8 kilometrů a je unášen řídkou Tritonovou atmosférou, složenou hlavně z dusíku. Třebaže je nicotná (vytváří na povrchu tlak 100.000krát menší než atmosféra Země), dokáže prach transportovat na velkou vzdálenost desítek kilometrů.

Vanutí větrů na Tritonu zřejmě souvisí s polárními čepičkami. V době průletu Voyageru byla severní polokoule ve stínu, takže nevíme, zda i ona obsahuje polární čepičku, nicméně ta jižní ji měla. Také není jasné, zda dochází k cyklickým změnám čepiček či zda čepčky zcela na čas zmizí. Každopádně přinejmenším se natavují – to bylo docela dobře vidět právě u jižní čepičky. A právě tání čepičky a přenos materiálu z ní na studenější polokouli zřejmě způsobuje pohyb větru na Tritonu.

Různé, i přetínající se rýhy, elipsovité jamky – to je povrch Tritonu (wikipedia).org)

Na rozhraní v době průletu osvětlené a neosvětlené části najdeme povrch, jaký není nikde jinde ve Sluneční soustavě. Často se připodobňuje ke kůře ananasového melounu. Najdeme zde všelijak množství pospojovaných i vzájemně se protínajících rýh, kterými zřejmě pronikala na povrch nějaká látka. Mimo tyto rýhy se tu dají v hojném počtu najít podivné mělké jamky, široké 20 až 30 kilometrů, o jejichž původu nevíme nic. Může jít o místa, kde se led natavil a pak propadl do ledu.

Další zajímavostí je, že převážně dusíková atmosféra je zakalená až do výšky 30 kilometrů (zákal vzniká zřejmě působením ultrafilaového záření na metan a možná i kyanovodík) a lze v ní vidět i oblaka cirrů. Ve vrchních vrstvách atmosféry byla pozorována aurora – projev ionosféry. Triton ale nemá vlastní magnetické pole, vznik ionosféry souvisí s interakcí nabitých částic v silném Neptunově radiačním poli.

Povrch je mrazivě chladný  – má teplotu -235 °C. Ve skutečnosti je Triton nejchladnějším tělesem, jakému kdy kdo přímo měřil teplotu. Za těchto podmínek se i voda stává pevnou jako ocel.

Hladký Tritonův povrch svědčí o jeho mládí (wikipedia.org)

Rozmanitost jeho povrchových jevů souvisí s minulostí Tritonu. Triton nepochybně nevznikl spolu s Neptunem na stejném místě, jde o zachycené těleso. To je zřejmé z jeho dráhy (Triton je jediný velký měsíc ve Sluneční soustavě s retrográdní dráhou – obíhá tedy klem planety v opačném směru, než ona rotuje) a navíc obíhá po spirále smrti, která ho za 100 milionů let přivede k dopadu na Triton. Značné slapové pnutí v minulosti způsobilo natavení nitra i povrchu Tritonu. Spolu s tím se daly do pohybu kontinentální desky – vlastní tektonika je u takového tělesa velmi zajímavým úkazem. Každopádně slapové působení mělo na nitro Tritonu odhadem tisícnásobně větší teplotní význam než rozpad radioaktivních jader. Celý povrch se natavil, možná zcela roztavil, a došlo tak k diferenciaci – uvnitř je velké jádro o průměru 2000 km složené z kovů, kolem něj je pak vrstva křemičitanových hornin. Na povrchu je led, ale není v zásadě tak tlustý, jak by se mohlo zdát v porovnání s jinými ledovými měsíci, stačí se podívat na polární čepičku, z níž vystupují útvary skryté pod ní, ale také průměrná hustota Tritonu – 2100 kg.m^-3.

Obrázek Tritonu, jaký přinesla sonda Voyager, přiměl geologa týmu Voyager Larryho Soderbloma k výroku: „Všechno, co teď tak asi můžem říct, je: Noné! To je ale rozloučení se Sluneční soustavou!“

Pozdrav po 25 letech

Mapa Tritonu sestavená ze snímků sondy Voyager 2 (nasa.gov)

Paul Schenk z Měsíčního a planetárního ústavu v Houstonu posbíral fotografie Tritonu, které vyhotovila sonda Voyager 2, a poskládal je do působivé animace. Barvy na fotografiích byly zvýrazněny kvůli lepšímu kontrastu, ale jsou blízké přirozeným barvám. Rozlišení na fotografiích je 600 m na pixel. U příležitosti 25. výročí průletu Voyageru kolem Tritonu se tak můžete podívat na snad nejpodivnější měsíc ve Sluneční soustavě. Na podrobnou mapu Tritonu se můžete podívat zde.

V den výročí historická událost

Je to dílo velké historické náhody, že přesně v den 25. výročí průletu Voyager 2 kolem Tritonu další vyslanec lidstva – sonda New Horizons – dosahuje vzdálenosti Neptunu od Slunce. Sonda prchá k planetě Pluto, kterou má v příštím roce navštívit.

Umělecká představa sondy New Horizons (wikipedia.org)

Sonda New Horizons, první družice programu New Frontiers, byla vypuštěna 19. 1. 2006 z Cape Canaveral pomocí rakety Atlas V a urychlovacího stupně Centaur. Jde o nejrychleji se pohybující kosmickou sondu, pohybuje se rychlostí 16 km.s^-1. Vzdálenost k Měsíci tak překonala za 9 hodin a k Jupiteru dorazila za 13 měsíců, prolétla kolem něj 28. února 2007. V roce 2011 dosáhla dráhy Uranu a 25. 8. 2014 přeťala dráhu Neptunu. V tu chvíli byl Neptun vzdálen od Země 2,75 miliardy kilometrů.

Sonda by měla k Plutu dorazit 14. 7. 2015, v nejbližším bodě vzdáleném 10.000 kilometrů by měla být v 13:49:59 SELČ.

Prvním pohledem na Pluto byl Triton

Start sondy New Horizons (wikipedia.org)

Triton i Pluto mají ledasco společného – hlavně původ, oba pocházejí z Kuiperova pásu asterodiů a malých planet. Mají podobnou průměrnou hustotu, stavbu, povrchovou teplotu, povrchové složení (CO, CO₂, metan, dusíkaté ledy). Zásadní rozdíl ale je ten, že Pluto se stal regulérní trpaslíčí planetou důkladně neovlivňovanou jiným tělesem, kdežto Triton prodělal u Neptunu bouřlivý vývoj. Právě odlišná termální historie Pluta a Tritonu budou vědce zajímat. Stejně tak bude v jejich hledáčku i Plutova atmosféra – zda má atmosférické závoje, a zda má Pluto polární čepičky.

Alan Stern, vedoucí vědecký pracovník mise, připomíná, že toho o Plutu zatím mnoho nevíme: „I s naší moderní technikou vše, co o Plutu víme dnes, by se pravděpodobně dalo napsat na list papíru. Co víme? Pluto je překvapivě tvořeno hlavně z kamene, a to ze 70 procent, má fascinující unikající atmosféru, která se skládá z dusíku. Vanou na něm větry, má polární čepičky, má fascinující povrch, který, jak víme, se mění v průběhu času, a atmosféru, která prochází globálními změnami. A má nejméně pět satelitů. To je prostě lákavé, je to svět vědeckých divů, až se těšíme na jeho zkoumání.“

Tanec před pozemským publikem

New Horizons ve výrobní hale (wikipedia.org)

New Horizons v červenci 2014 ze vzdálenosti 416 milionů kilometrů v průběhu pěti dní snímkovala Pluto a jeho největší měsíc Charon. Výsledné fotografie byly poskládány do animace. Obě tělesa se jeví jako nezřetelné, těžko identifikovatelné body, každé o průměru několika pixelů. I pohled na Pluto z HST přináší daleko lepší výsledky. Ale až bude New Horizons u Pluta, bude jej sledovat tak, jako nikdo jiný předtím.

Oběh Charona kolem Pluta pohledem sondy New Horizons (spaceflightnow.com)

Zdroje:

Internetové zdroje:
New Horizons, on course for Pluto, crosses Neptune orbit
Voyager Map Details Neptune’s Strange Moon Triton
New Horizons
New Horizons
Triton (měsíc)
NASA’s Pluto-bound probe sees its distant target

Publikace:
Z. Pokorný: Příběh nesmrtelných poutníků, ROVNOST, 1995
Z. Pokorný: Planety, Aventinum, 2005
R. Čeman, E. Pittich: VESMÍR 1 Sluneční soustava, Mapa Slovakia, 2002
J. Kleczek: Velká encyklopedie vesmíru, Academia, 2002