Zvětšit obrázek

Složený snímek Slunce: CME (SOHO) a ultrafialový slunečního disku (rok 2002). Kredit: SOHO/ESA/NASA

Astronomická jednotka (astronomical unit) je přibližně průměrná vzdálenost Slunce – Země neboli 1 AU = 149,597870691 miliónů km.

Jan Vondrák (AsÚ AVČR)

Ale formální definice, kterou v roce 1939 schválila IAU (International Astronomical Unionem), je daleko komplikovanější, ale také zjednodušená.

Definice mimo jiné předpokládá rovnoměrný pohyb tělesa o nulové hmotnosti po kruhové dráze kolem Slunce (v podstatě za jeden rok) a také, že Slunce nemění svou hmotnost. A v tom je právě ten problém – ve skutečnosti Slunce hmotnost ztrácí a to způsobuje, že se časem oběžné dráhy planet zvětšují.

Vědci o tomto „ubývání“ Slunce ví dlouho. Již slavná rovnice Alberta Einsteina E=mc² vyjadřuje vztah mezi hmotností a energií. Slunce ztrácí každou sekundu asi 6 miliard kg hmoty ve formě slunečního záření, slunečního větru, erupcemi. Pro srovnání je to přibližně tolik materiálu, kolik by vážilo 16 budov Empire State Building (po pádu „dvojčat“ nejvyšší budovy v New Yorku, 381 m, 102 poschodí).

„Protože záření odnáší pryč energii a Einstein dokázal rovnocennost hmoty a energie, musí hmotnost Slunce klesat,“ říká Peter Noerdlinger (Saint Mary"s University, Halifax, Nové Skotsko, Kanada).

Zvětšit obrázek

Sluneční vítr (rok 1998). Kredit: NASA/UAF

Snižuje-li se hmotnost Slunce, planety se musí od Slunce vzdalovat, jejich oběžné dráhy se musí zvětšovat a jejich oběžné rychlosti se musí snižovat.

Zvětšit obrázek

Peter D. Noerdlinger

Na základě nejnovějších odhadů ztrát sluneční hmotnosti a na základě aktuální definice astronomické jednotky (AU) Noerdlinger předpovídá, že Merkur bude za vypočtenou pozicí zaostávat okolo 1,4 km za století a okolo 5,5 km za dvě století.

Podle Noerdlingera by vznikly „skutečné nepříjemnosti“, kdybychom to ignorovali. „U jednotek se nepředpokládá, že by se měnily.“

Prozatím ignorování hmotnostních ztrát Slunce nezpůsobuje žádnou změnu kurzu družic nebo minutí jejich zamýšleného cíle. Ale Noerdlinger je přesvědčen, že existují i další důvody, abychom dali AU jako délkovou míru do „starého železa“.

Přesnější určování vzdáleností ve Sluneční soustavě by mohlo vést k novým vědeckým objevům nebo objasnění starých záhad, např. anomálie sond Pioneer („Pioneer anomaly“). O co se u obou sond Pioneer jedná? Nepatrně se snížila jejich rychlost a vzdálily se od očekávané dráhy. Jakoby sluneční gravitace působila jinak, než předpokládají Newtonovy zákony. Teprve budoucnost ukáže, zda poruchy způsobila jen technická závada nebo je problém mnohem závažnější a musí ho na základě pozorování vyřešit teoretici.

Zvětšit obrázek

Stáčení perihélia. Kredit: Jerrold G. Thacker

„Uvědomte si, že jedním z Einsteinových klíčových testů obecné teorie relativity byly velmi malé změny v Merkurově oběžné dráze, pouze v setinách stupně za století,“ říká Noerdlinger. Jedná se o tzv. stáčení perihelia Merkura (42,98±0,04 vteřin/století) – naměřené hodnoty odpovídají teoretickým výpočtům.

Zvětšit obrázek

Empire State Building

Skutečně pozorovaný posun perihelia Merkura je mnohonásobně větší, avšak po odečtení všech příspěvků způsobených rušivými vlivy planet zbude právě jen těch 43"" předpovězených obecnou teorií relativity.

Noerdlinger navrhuje používat pro vědecké účely metr a AU nechat pouze jako neformální, „nepřesnou“ jednotku pro přibližné určovaní vzdáleností ve Sluneční soustavě.

„Definice AU schválená IAU sloužila dobře v minulosti,“ říká James Williams (JPL Pasadena, Kalifornie), který není zapojen do studie. „Teď, když se přesnost měření blíží k očekávané odchylce, změna definice je rozumná.“

Prezident I. vědecké divize IAU   (Fundamental Astronomy) Jan Vondrák  (Astronomický ústavu AVČR) k problému říká: „Je velmi zajímavý a vyžaduje důkladné studium.“ Ještě dodává, že je nepravděpodobné, že by se o AU rozhodlo brzo.

„Typicky – až bude definice zralá na změnu, IAU vytvoří pracovní skupinu, která zváží všechny argumenty a bude hledat širokou shodu. Pouze takový návrh může být předložen ke schválení Valným shromážděním IAU,“ říká pro New Scientist. „Je to relativně dlouhá procedura, při níž by mohlo dojít ke změně již mnoho let existující definice.“

Noerdlingerovo práce bude publikována v Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.

Zdroj: space.newscientist.com