Vesmírná mise LUCY - návštěva Trojanů u Jupiteru (3)

V minulých dvou blozích najdete základní informace o Trojanech a misi NASA, která se jim má věnovat. Co všechno bude LUCY zkoumat - a proč vědci věří, že výsledky bádání objasní

Odkud se vlastně vzali Trojané

Základní otázka, které se má mise věnovat zní: “Odkud se vzali Trojané Jupiteru?” Musí se jednat o tělesa, která se v průběhu minulých miliard roků zachytila v libračních bodech L4 a L5. Vzhledem k tomu, jak se Sluneční soustava vyvíjela, budou složení těchto těles odpovídat různé době a různé vzdálenosti Slunce při jejich vzniku. Zjednodušeně - pokud najdeme objekty, které jsou složené spíše ze zmrzlého plynu, musí se jednat o tělesa, která vznikala daleko za sněžnou hranicí, která odděluje relativně suchou a teplou část vnitřní soustavy od “vlhké” a zmrzlé. 

V minulosti se věda domnívala, že planety vznikaly z plynu a prachu právě tam, kde se dnes nacházejí. S postupem doby a dalšími poznatky bylo ovšem jasné, že tomu tak není. Ukázalo se, že obří vnější planety našeho systému prodělaly intenzivní migraci. 

Podobně proběhla také migrace menších těles, ať už suchých a kamenných tebo těch, která se skládají převážně ze zmrzlých plynů. 

Později byly objeveny planetární soustavy u cizích hvězd. Velkým překvapením bylo, že jejich evoluce zjevně probíhala jiným způsobem, než u Sluneční soustavy. Migrace jejich velkých vnějších planet se nezastavila. Přesouvaly se až do vnitřní soustavy, která je v našem případě obsazena Merkurem, Venuší, Zemí a Marsem. V některých exo soustavách malé kamenné planety už neexistují - byly ze soustavy odstraněny gravitačními vlivy obřích planet, které zaujaly jejich místo. Proč se to stalo - respektive proč se tomu nestalo v našem případě?

Počítačová simulace

Vědci provedli velkou počítačovou simulaci historie Sluneční soustavy. Podle ní by se stopy dávné migrace planet daly vyčíst právě z objektů, zachycených v  Lagrangeových bodech Jupiteru. Jejich oběžné dráhy jsou poté, co se do bodů dostaly, totiž velmi stabilní. Svým způsobem se tak v Lagrangeových bodech “zakonzervoval” prehistorický stav Sluneční soustavy. A to právě v době, která následovala po migraci velkých planet - tedy v době, kdy Jupiter a Saturn dosáhly dnešní stabilní dráhy.

Pokud předpoklady vědců souhlasí, měly by se tedy v Lagrangeových bodech nacházet tělesa, která byla zachycena až po velké migraci a naopak v nich chybět tělesa původní. Znamenalo by to, že by Trojané měly být objekty, obsahující velké množství ledu a uhlíkatých sloučenin, podobně jako ty, které nacházíme v Kuiperově pásu. 

Dalším poznatkem má být odlišnost nebo podoba různých Trojanů. Pokud byla tato tělesa zachycena v chaotických dobách (při migraci velkých planet a tedy i Jupiteru), budou se jejich vlastnosti vzájemně lišit. Pokud by se mělo jednat o hodně podobná tělesa, vznikly přeci jen z podobného materiálu a názor na minulost Sluneční soustavy by se měl přehodnotit. 

To je také logickým zdůvodněním pro fakt, že se mise bude věnovat postupně hned několika tělesům. Výlet k jen jednomu nebo dvěma z nich - by neměl smysl. 

Průběh mise LUCY

A tím se konečně dostávám k praktickému provedení mise. 

Donaldjohanson

Jejím prvním cílem se stane těleso jménem Donaldjohanson. Je to asteroid umístěný ve vnitřním hlavním pásu asteroidů mezi Jupiterem a Marsem. Byl objeven 2. března 1981 americkým astronomem Schelte John Busem na Siding Spring Observatory v Austrálii. 

Není to příliš velký objekt - měl by mít průměr přibližně 3,9 km. Vykazuje velice nízké albedo - kolem 0,103 - takže je velmi tmavý. Pro srovnání - albedo čerstvého sněhu dosazuje až 0,9 (odráží tedy 90 % dopadajícího světla) a albedo asfaltu bývá kolem 0,15. 

Donaldjohanson byl pojmenován podle amerického paleoantropologa Donalda Johansona. Johanson byl spoluobjevitelem Lucy, fosílie dávného předka člověka Australopithecus afarensis. 

Eurybates

V srpnu 2027 by pak sonda měla dorazit k tělesu jménem Eurybates. Je to  zhruba 64 kilometrů velký Trojan. Patří do jediné známé kolizní “rodiny” Trojanů. Jedná se zjevně o  fragment většího tělesa, zničeného srážkou s jiným objektem. Zajímavé je, že byl nedávno objeven měsíc o velikosti sotva kilometr, který má Eurybates obíhat. Nejspíš se jedná o těleso, které také vzniklo při dávné srážce. 

Polymele

Jen o 34 dní později se má uskutečnit nejsložitější část mise. LUCY se bude věnovat nejmenšímu z navštívených Trojanů, který má jméno Polymele. Problém spočívá v tom, že se jedná o neobyčejně tmavé těleso. Navíc bude vzdáleným Sluncem osvětleno jen spoře, sonda totiž uvidí jeho osvětlenou stranu jen pod malým úhlem. Na výsledky výzkumu jsou vědci obzvláště zvědaví, jedná se totiž o asteroid typu P. Tento typ je vzácný a zatím ho nikdy žádná sonda nenavštívila. 

Leucus

Další setkání je naplánováno na duben 2028. bude se jednat o 34 km velký asteroid Leucus. Je to objekt, který je zajímavý svou dobou rotace. Rotuje totiž velice pomalu - jedna otočka mu trvá jen zhruba 447 dní. I on je velmi tmavý. Pro optickou navigaci tedy bude podobnou výzvou jako dříve navštívený Polymele. 

Orus

K poslednímu zkoumanému objektu ze skupiny, která se zdržuje v oblasti L4, se sonda dostane jen díky manévru pomocí navigačních motorů. Bude muset změnit sklon své dráhy o 15 úhlových stupňů. V listopadu téhož roku (tedy 2028) by se měla dostat do blízkosti tělesa jménem Orus. 

Země a swing by

Po jeho prozkoumání přijdou ke slovu navigační motory. Sonda provede manévr, který byste nejspíše nečekali - vrátí se zpátky k Zemi. 

Tady provede tzv. blízký průlet - swing by. Ten sondu urychlí a pošle na více než dva roky trvající cestu zpět k Jupiteru. Tentokrát ji zavede k libračnímu bodu na opačné straně obří planety - k bodu L5. 

Patroclus a Menoetius

V březnu 2032 by měla LUCY dolétnout k zajímavému páru Trojanů. Jedná se o Patroclus a Menoetius. Oba patří k už zmiňovaným objektům spektrálního typu P. Oba mají průměr kolem 100 kilometrů a jsou prakticky dvojčaty. Obíhají kolem jednoho společného bodu. Vědci se domnívají, že jsou pozůstatkem dávné srážky, při které se ovšem obě tělesa od sebe oddělila velice pomalu. Mohla tedy zůstat ve vzájemné blízkosti. 

Vědci tedy vybrali opravdu různorodá tělesa - a doufají, že se průzkumem jejich vlastností podaří zjistit další střípky do mozaiky o vzniku naší Sluneční soustavy. Držme jim palce.