Vznik a evoluce trpasličí planety Haumea

Trpasličí planeta Haumea sídlí v Kuiperově pásu za oběžnou dráhou nejvzdálenější planety Neptun. Známá také jako 2003 EL61 je v několika ohledech zvláštní. Byla objevena v roce 2003 a otáčí se mnohem rychleji než cokoli jiného její velikosti. Kolem vlastní osy se tak otočí za pouhé 4 hodiny. Díky své rychlé rotaci má místo koule tvar vyfouknutého míče amerického fotbalu. Její povrch je téměř rovnoměrně (> 90 %) pokryt vodním ledem. Haumea má nejméně dva měsíce, Hi'iaka a Namaka, a také zajímavý prstenec. Jeden oběh kolem Slunce jí trvá 285 let.

„Jak mohlo vzniknout něco tak divného, jako je Haumea a její rodina?“ řekla Jessica Noviello, postdoktorandka z Goddard Space Flight Center NASA. „Vysvětlení toho, co se stalo s Haumeou, nás nutí uvažovat všechny události, které se staly, když se formovala Sluneční soustava, takže musíme spojovat vše napříč Sluneční soustavou,“ dodal profesor Steve Desch, astrofyzik z Arizona State University.

Haumea je příliš daleko na to, aby ji bylo možné přesně změřit při pozorování pozemským dalekohledem a žádná vesmírná mise ji dosud nenavštívila, takže údajů je málo. Ke studiu Haumey a dalších málo známých světů tedy vědci používají počítačové modely k předpovědím, které zaplní mezery v poznání.

Jessica Noviello, profesor Desch a jejich kolegové začali tím, že do svých modelů vložili pouze tři informace: odhadovanou velikost a hmotnost Haumey a její krátký čtyřhodinový den. Modely chrlí mimo jiné rafinovanou předpověď velikosti Haumey, její celkové hustoty a hustoty a velikosti jejího jádra.

Autoři pak tyto informace vložili do matematických rovnic, které jim pomohly vypočítat množství ledu na trpasličí planetě Haumea a její objem. Kromě toho vypočítali, jak je hmotnost trpasličí planety distribuována a jak to ovlivňuje její rotaci. S těmito informacemi v ruce se snažili simulovat miliardy let evoluce, aby zjistili, která kombinace rysů zárodku Haumey se vyvine do zralé trpasličí planety, jakou je dnes. „Chtěli jsme Haumeu zásadně pochopit, než se vrátíme zpět v čase,“ řekla Jessica Noviello.

Vědci předpokládali, že zárodek Haumey byl o 3 % hmotnější, aby to odpovídalo členům rodiny, kteří byli kdysi její součástí. Také předpokládali, že Haumea má pravděpodobně jinou rychlost rotace a větší objem. Poté ve svých modelech mírně změnili jeden z těchto rysů po druhém – jako je vyladění velikosti Haumey nahoru nebo dolů – a provedli desítky simulací, aby zjistili, jak malé změny v prvních letech ovlivní vývoj této trpasličí planety. Když simulace „vyplivly“ výsledky, které se podobaly dnešní podobě trpasličí planety Haumea, věděli, že se dostali k příběhu, který odpovídal realitě.

Na základě svého modelování vědci předpokládají, že když se planety začaly formovat a vše se točilo kolem Sluneční soustavy, Haumea se srazila s jiným objektem. I když by tato srážka vedla k odlomení části tělesa, vědci naznačují, že tyto kusy nejsou rodinou trpasličí planety Haumea, které vidíme dnes, jak to navrhovali jiní vědci. Tak silný náraz by odrazil úlomky Haumey na mnohem rozptýlenější oběžné dráhy, než mají členové rodiny nyní.

„Rodina planetky Haumea, kterou vidíme dnes, se objevila později, když se struktura trpasličí planety formovala: hustý, skalnatý materiál se usazoval ve středu, zatímco led s lehčí hustotou stoupal k povrchu,“ řekl profesor Desch. „A když soustředíte veškerou hmotu směrem k ose, sníží se moment setrvačnosti, takže Haumea se nakonec točila ještě rychleji než v současnosti.“

Vědci vypočítali, že led odletěl z povrchu a vytvořil rodinu planetek typu Haumey. „Mezitím hornina asteroidu Haumea, která byla stejně jako všechny horniny mírně radioaktivní, vytvářela teplo, které roztavilo část ledu a vytvořilo oceán pod povrchem, který tam dnes už ale není,“ řekl Marc Neveu, výzkumník z Goddard Space Flight Center NASA.

Voda se vsákla do skalnatého materiálu v centru planetky a způsobila, že nabobtnal do velkého jádra z jílu, který je méně hustý než skála. Větší jádro zvýšilo moment setrvačnosti a tím zpomalilo rotaci Haumey na současnou rychlost.

Výsledky studie byly zveřejněny v Planetary Science Journal.

Zdroj: https://www.sci.news/astronomy/dwarf-planet-haumea-formation-evolution-11303.html

autor: František Martinek