Zvětšit obrázek

Kreslířova představa systému Pluto - Charón. (Kredit - European Southern Observatory)

V srpnu 2004 předpověděl australský amatérský astronom Dave Herald, že hvězda 15. magnitudy bude 11. července 2005 zakryta měsícem Charón. Zákryt měl být pozorovatelný z pásu táhnoucího se napříč Jižní Amerikou. Taková událost je velmi vzácná, protože jak Charón tak i Pluto se svými malými rozměry zakrývají na obloze nepatrnou část. Úhlový průměr Charóna je pouhých 55 úhlových milisekund, což je srovnatelné s pozorováním 10 Kč mince na vzdálenost 100 km.

Úspěšná metoda

Tento výjimečný úkaz ale umožňuje určit extrémně přesně velikost zakrývajícího tělesa a rovněž zjistit přítomnost i velmi řídké atmosféry. Přesnost měření je 10krát lepší než jinými technikami.

V historii byl pozorovatelný zatím jenom jeden Charónův zákryt. Stalo se tak v roce 1980 z jižní Afriky. V případě Pluta byly zákryty pozorovány v letech 1985, 1988 a 2002. O užitečnosti této metody vypovídá i objev prstenců planety Uran při jejím zákrytu vzdálené hvězdy v roce 1977.

Třebaže jsou zákryty hvězd vzdálenými objekty Sluneční soustavy velmi vzácné, hned několik faktorů hovoří ve prospěch astronomů. Předně mají k dispozici stále větší a citlivější dalekohledy, které jsou schopny detekovat slabší hvězdy. Tím roste počet možných objektů pro takový zákryt. Dále dnes existují přesnější katalogy, což umožňuje přesnější předpovědi míst, ze kterých bude takový zákryt pozorovatelný. A v neposlední řadě Pluto s Charónem  nyní křižují Mléčnou dráhu, kde je vyšší koncentrace hvězd a tím pádem větší pravděpodobnost, že některá z nich bude zakryta.

Stín protnul Jižní Ameriku

Zvětšit obrázek

Vícenásobná expozice dalekohledu Yepun pořízená tři až jednu hodinu před zákrytem ukazuje, jak se Charón (přerušovaná čára vpravo) blíží k hvězdě, kterou posléze zakryl. V dolní části snímku je viditelné Pluto. (Kredit - European Southern Observatory)

Zachytit takový úkaz znamená především být ve správnou dobu na správném místě. Zákryt trval maximálně minutu a byl pozorovatelný pouze z 1000 km širokého pásu protínajícího Jižní Ameriku. Proto se zde soustředily 11. července soustředilo hned několik mezinárodních týmů astronomů. Šťastnou shodou okolností úzký pás "stínu" přecházel hned několik velkých i malých observatoří.

Tým z Massachusetts Institute of Technology (MIT) a Williams College zaměstnal 8m dalekohled Gemini South na Cerro Pachon, 6,5m a 2,5m dalekohledy na observatoři Las Campanas a další dva menší dalekohledy. Jediná z pěti observatoří nebyla kvůli nepříznivému počasí úspěšná. "Čekali jsme na tuto příležitost několik let," říká profesor Jim Elliot (MIT).

Zvětšit obrázek

Schéma ukazuje jak Charón zakryl hvězdu při pozorování z různých observatoří. Kombinace dat umožnila určit jeho poloměr. (Kredit - European Southern Observatory)

Dlouhé čekání se ale vyplatilo. Podle článku v časopise Nature zjistil tým, že poloměr Charóna je 606 ± 8 km. V kombinaci s měřením hmotnosti provedeným Hubbleovým kosmickým dalekohledem je Charónova hustota 1,72násobkem hustoty vody, což odráží jeho složení z kamene a ledu.

Stín také prošel místem observatoře VLT na Cerro Paranal. Zde působil druhý tým, který vedl Bruno Sicardy (Observatoire de Paris). Zákryt byl pozorován 8.2m dalekohledem Yepun a dále dvěma menšími přístroji v Chile a Argentině. Tento tým došel k výsledku 603.6 ± 5 km, čemuž odpovídá hustota 1,71násobku hustoty vody. Co je pozoruhodné, hustota Charóna je nyní známa mnohem přesněji než hustota Pluta!

Horní limit na atmosféru

Oba týmy se rovněž zaměřily na detekci případné atmosféry. Její existence nebyla dosud prokázána ani vyvrácena. Z difrakčních jevů vznikajících při vstupu či výstupu hvězdy za okraj měsíce lze zjistit, zda tento má atmosféru. Měření ukázala, že pokud vůbec nějaká atmosféra existuje, je extrémně řídká. Pokud by byla tvořena čistě dusíkem, dosahoval by atmosférický tlak maximálně milióntiny tlaku zemské atmosféry. V případě atmosféry tvořené oxidem dusíku by tato hodnota byla podobná. V srovnání s Plutem, které atmosféru určitě má, jsou tyto hodnoty 100x nižší. "Zdá se, že jsme překročili hraniční čáru mezi tělesy, které mají atmosféru - jako je Pluto - tělesy bez vzduchu jako je Charón," interpretuje výsledek měření Olivier Hainaut (ESO).

Zjištěné výsledky hovoří proti teorii, podle které vznikl systém Pluto - Charón kondenzací na stejném místě protosolární mlhoviny. Naopak, podporují teorii kolize mezi dvěma tělesy, ke které došlo v ranné fázi vývoje Sluneční soustavy

Zdroje:

ESO Press release:
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2006/pr-02-06.html

Williams College News release:
http://www.williams.edu/admin/news/releases.php?id=1106

Space.com
http://www.space.com/scienceastronomy/060104_charon_moon.html
http://www.space.com/scienceastronomy/050726_charon_pluto.html