Zmiany w Układzie Słonecznym

W latach 70. XX w. odkryto, że Pluton jest obiektem podwójnym. Drugi składnik (o średnicy stanowiącej ok. połowy średnicy Plutona) otrzymał nazwę Charon. Zdjęcie pokazuje Ziemię (po lewej), Księżyc (po prawej) i system Pluton-Charon (w środku). Obrazy Plutona i Charona są tylko „wizją artysty”, bowiem nie dysponujemy jeszcze ich rzeczywistymi obrazami o takiej rozdzielczości. Rysunek przedstawia wzajemne relacje między rozmiarami tych ciał, a nie ich rzeczywiste położenie w Układzie Słonecznym

W nr. 39. „Przewodnika Katolickiego” z 24 września br. ks. prof. Paweł Bortkiewicz opublikował felieton pt. „Demokratyczne głosowanie”. Poruszone w nim zagadnienia dotyczące Plutona rozwinął i wyjaśnił nasz czytelnik, prof. UAM Tadeusz Michałowski, członek Międzynarodowej Unii Astronomicznej.

Ksiądz profesor informuje w swoim felietonie, że „jakieś światowe stowarzyszenie astronomów” metodą głosowania zmieniło definicję planety, i przewiduje zarazem negatywne konsekwencje, które mogą z tego wynikać. Jestem członkiem Międzynarodowej Unii Astronomicznej i brałem udział w sierpniowym kongresie, gdzie to gorszące, zdaniem księdza profesora, wydarzenie miało miejsce. Chciałbym wyjaśnić, co było przyczyną wprowadzenia tej zmiany.

Różne koleje „planet”

W ostatnich kilkunastu latach badania Układu Słonecznego, w których aktywnie uczestniczę, pokazały, że definicja planety stała się mało precyzyjna. Pojęcie to, wprowadzone jeszcze w starożytności, zmieniało swoje znaczenie wraz z rozwojem naszej wiedzy na temat ciał, które miały być tym słowem klasyfikowane. Pozwolę sobie krótko opisać ewolucję znaczenia tego terminu.

Jeszcze do czasów Kopernika w geocentrycznym obrazie świata jako planety (błądzące gwiazdy) traktowano siedem obiektów, do których należały: Słońce, Księżyc, Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn. Proszę zwrócić uwagę, że Ziemia nie była uważana za planetę. Była ona obiektem wyjątkowym, zajmującym środek ówcześnie pojmowanego wszechświata. Koncepcja heliocentryczna Kopernika wyjaśniała, że w centrum znajduje się Słońce, a Ziemia jako planeta wraz z innymi ciałami tego typu krążą wokół niego. W ten sposób dokonano swoistej degradacji Ziemi z ciała centralnego do jednej z planet. Warto jeszcze wspomnieć, że dopiero setki lat później okazało się, że Słońce nie jest w centrum wszechświata, ale jest gwiazdą, podobną do tych widzianych na niebie nocą.

Z powyższej prezentacji widać, że do takiego pojmowania planety nie pasował Księżyc, który bezpośrednio okrąża Ziemię. Dopiero odkrycie przez Galileusza czterech ciał krążących wokół Jowisza pokazało, że mamy do czynienia z innym rodzajem ciał. Tego typu ciała, krążące wokół planet, zostały nazwane księżycami, jako że nasz Księżyc był pierwszym znanym obiektem tego typu. W ten sposób Księżyc przestał być traktowany jako planeta.

Od planety do planetoidy

Do takiego rozumienia planety doskonale pasowały Uran i Neptun, odkryte już w czasach nowożytnych. Ten obraz został jednak zachwiany w 1801 roku, kiedy odkryto Ceres, obiekt krążący wokół Słońca, między orbitami Marsa i Jowisza. Początkowo traktowano to jako odkrycie kolejnej planety. Jednak w miarę upływu lat nowe obserwacje pokazywały, że Ceres znacznie różni się od pozostałych planet. Najważniejsze było to, że jej rozmiary i masa są znacznie mniejsze od analogicznych parametrów innych planet. Dodatkowo, zaczęto również odkrywać kolejne ciała krążące wokół Słońca w podobnych odległościach (obecnie znamy ich już blisko 200 tys.). Kilka z nich było niewiele mniejszych od Ceres. W tym momencie zdano sobie sprawę, że mamy do czynienia z nową klasą obiektów istniejących w Układzie Słonecznym. Zaczęto je nazywać małymi planetami, planetkami, planetoidami czy wreszcie asteroidami. Te wszystkie nazwy są zamiennie używane na określenie małych ciał, krążących w pasie między orbitami Marsa i Jowisza. Proces przemianowania Ceres z planety na planetoidę trwał około 50 lat.

Z podobną historią mamy do czynienia od 1930 roku, kiedy odkryto nowe, wtedy najodleglejsze, ciało w Układzie Słonecznym, które nazwano Plutonem. Oczywiście, ponieważ był to obiekt krążący dokoła Słońca, zaliczono go w poczet planet. Dość szybko zorientowano się, że bardzo mocno różni się on od pozostałych planet. Okazał się być mniejszy (i mniej masywny) nawet od Księżyca czy niektórych księżyców krążących wokół Jowisza i Saturna. Dodatkowo, krąży po tak „dziwnej” orbicie, że pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku był bliżej Słońca niż Neptun.

W latach dziewięćdziesiątych zaczęto odkrywać kolejne ciała, podobnie jak Pluton, poruszające się na krańcach Układu Słonecznego (obecnie znamy ich kilkaset). Stało się jasne, że mamy do czynienia z przypadkiem podobnym do Ceres i innych planetoid w pasie między Marsem a Jowiszem. Póki Pluton był największy w porównaniu z nowo odkrywanymi ciałami, nazywanie go planetą miało jeszcze jakiś sens, chociaż wśród specjalistów budziło to coraz większe wątpliwości. W ostatnich latach odkryto kilka dużych obiektów o rozmiarach porównywalnych z Plutonem, a jeden z nich okazał się nawet większy. W tej sytuacji problem uściślenia definicji planety stał się sprawą pilną. Nie można przecież Plutona traktować jako planety, a obiektu większego od niego już nie.

Co zrobić z Plutonem?

W dyskusjach narodziły się dwie koncepcje: jedna, rozszerzająca nazwę planety również na inne obiekty i druga, zawężająca tę nazwę tylko do ośmiu ciał Układu Słonecznego (Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran i Neptun). I właśnie te dwie koncepcje, po dyskusji panelowej, były głosowane na Kongresie Międzynarodowej Unii Astronomicznej w sierpniu 2006 roku. Jak wiadomo, zwyciężyła koncepcja zawężająca, moim zdaniem bardziej logiczna. W przypadku koncepcji rozszerzającej, musielibyśmy dziś mówić o dwunastu planetach Układu Słonecznego. Czy taka decyzja byłaby przyjęta bez zarzutów zawartych w felietonie? Nasze rozumienie terminu „planeta” zostało (po raz kolejny) przystosowane do obecnego stanu wiedzy o Układzie Słonecznym. Zmiana definicji wynikała z przesłanek czysto merytorycznych i nie miała nic wspólnego z zaspokajaniem zachcianek mitycznego „pana kierownika”. Nie była to też decyzja grupy osób, które z nudów postanowiły coś przegłosować.

Zupełnie niezrozumiałe jest dla mnie twierdzenie, że zmiana definicji „planety” zmieniła stan Układu Słonecznego. Dlaczego stan jakiegoś układu, z Układem Słonecznym włącznie, miałby zależeć od tego, jak nazywamy poszczególne jego składniki? Przecież w Układzie Słonecznym nic się nie zmieniło. Całkowita liczba ciał i ich masa (co jest najważniejszym parametrem) nie uległy zmianie. Sam Pluton, planety i setki tysięcy małych ciał nadal poruszają się w Układzie Słonecznym zgodnie z prawem powszechnego ciążenia, odkrytym przez Izaaka Newtona. Pragnę zapewnić, że zarówno tego prawa, jak i żadnego innego, nikt nie zmieniał ani metodą demokratycznego głosowania, ani metodą dyktatorskiego edyktu, ani żadnym innym sposobem. Mam nadzieję, że moje wyjaśnienia pomogą, podczas spoglądania „w gwiazdy”, choć trochę lepiej zrozumieć tajemnice naszego Układu Słonecznego.