Dlaczego Pluton jest taki dziwny?
Dobrze się stało, że Isaac Newton nie słyszał nigdy o planecie Pluton. Gdyby słyszał, może zastanowiłby się, zanim porównałby Układ Słoneczny do majestatycznego, uporządkowanego zegara. Od chwili swojego odkrycia Pluton stał się bowiem czarną owcą pośród planet.
Wszystkie planety okrążają Słońce w tej samej płaszczyźnie – z wyjątkiem Plutona, którego orbita nachylona jest pod kątem 17 stopni. Wszystkie planety mają orbity mniej więcej kołowe – oprócz Plutona, którego orbita jest tak eliptyczna, że pomiędzy rokiem 1979 a 1999 znajdować się on będzie wewnątrz orbity Neptuna. Planety wykazują pewną regularność swojego składu: planety wewnętrzne są niewielkie i skaliste, planety zewnętrzne natomiast – wielkie i gazowe, z wyjątkiem Plutona, który jest małym skalistym światem na krawędzi Układu Słonecznego.
Mógłbym ciągnąć dalej to wyliczanie różnic, ale wiemy już, o co chodzi – po prostu Pluton nie pasuje do innych planet. Sytuacja ta prowadziła rzecz jasna do spekulacji, że mógłby on wcale nie być planetą, lecz złapaną kometą albo księżycem, który w jakiś sposób wyrwał się na wolność. W 1978 roku astronomowie odkryli, że Pluton ma własny księżyc (nazwany Charonem – imieniem człowieka, który w mitologii greckiej przewoził zmarłych do Hadesu). Odkrycie to spowodowało jeszcze większe trudności w obronie obu koncepcji. Szansa, że pojedynczy obiekt został złapany przez Układ Słoneczny, jest niewielka, złapania dwóch – jeszcze mniejsza.
Wtedy astronomowie zaczęli uważać Plutona nie za planetarny wybryk, lecz raczej za stałego mieszkańca najbardziej zewnętrznych rejonów Układu Słonecznego. Obszary te zawsze stanowiły zagadkę, ponieważ: (1) nie mieliśmy odpowiednich teleskopów, aby dostrzec małe obiekty w takiej odległości, (2) nie mieliśmy odpowiednich komputerów będących w stanie poradzić sobie z niezwykle złożonymi i zmiennymi siłami grawitacji, jakich działaniu te obiekty podlegają. Ale w ciągu ostatnich pięciu lat Teleskop Kosmiczny Hubble’a i nowoczesne komputery zmieniły tę sytuację.
Wyłaniający się obraz przedstawia się tak. Wówczas gdy tworzyły się planety, planety zewnętrzne, poprzez swoje oddziaływanie grawitacyjne, zapobiegały formowaniu się planet zarówno wewnątrz orbity Jowisza (stąd pas planetoid), jak i na zewnątrz orbity Neptuna. To, co znajdowało się poza Neptunem, było z początku mniej więcej jednorodnym dyskiem złożonym z obiektów o różnych rozmiarach – od kilku do kilkuset kilometrów. W miarę upływu czasu różne oddziaływania uszczuplały populację tych obiektów. Na przykład czasami zderzały się one ze sobą, co wyrzucało je poza dysk. Przechodzące obok gwiazdy, a także oddziaływanie grawitacyjne gazowych olbrzymów wywoływały zaburzenia. Z obliczeń wynika, że powinno następować stopniowe wyczerpywanie się obiektów po wewnętrznej stronie tego dysku (astronomowie nazywają to „erozją grawitacyjną”). Ponieważ nic tam teraz nie widzimy, wiemy, że proces ten zachodził od bardzo dawna. Być może, gdybyśmy mogli spojrzeć dalej, ujrzelibyśmy pierwotną materię dysku, który nie uległ jeszcze erozji.
Zgodnie z tą teorią Pluton jest po prostu jednym z wielu sporych obiektów istniejących w wewnętrznym pasie. Pewnego razu, na wczesnych etapach ewolucji Układu Słonecznego, obiekt, z którego potem powstał Pluton, zderzył się z jednym ze swoich sąsiadów. To pozwoliło mu stracić część energii i ulokować się na obecnej stabilnej orbicie (zderzenie to dało planecie także jej mały księżyc). Symulacje komputerowe wskazują na to, że jedynie obiekty, które doznały takiego zderzenia, mogły pozostać w Układzie Słonecznym tak długo jak Pluton. Tak więc Pluton wygląda inaczej niż inne planety, ponieważ jest inny. Nie jest w rzeczywistości planetą, lecz ostatnim ocalałym z dużej grupy nieplanetarnych obiektów.
Przez następne kilka lat astronomowie dokonają przy użyciu Teleskopu Kosmicznego Hubble’a szczegółowych obserwacji przestrzeni kosmicznej za orbitą Plutona. Jeśli znajdą dowody na to, że erozja grawitacyjna jest istotnie głównym czynnikiem decydującym o ewolucji zewnętrznego Układu Słonecznego, wówczas Pluton nie będzie już dłużej wydawał się taki dziwny. (Muszę tu zauważyć, że gdy ta książka była już oddana do druku, nadeszły doniesienia o znalezieniu tam kilkuset obiektów o rozmiarach New Hampshire, zgodnie z przewidywaniami teorii).
Poza rzuceniem światła na ewolucję Układu Słonecznego, ten nowy obraz staje się bardzo ważny dla nadchodzących poszukiwań planet wokół innych gwiazd. Aż do tej pory zakładano, że inne układy planetarne powinny, w mniejszym lub większym stopniu, przypominać nasz. Szczerze mówiąc, odkąd dowiedziałem się, jak czuły na oddziaływanie olbrzymich planet zewnętrznych wydaje się zewnętrzny Układ Słoneczny, nie jestem już taki pewny, czy to założenie jest słuszne. Jeśli odpowiedniki Jowisza czy Neptuna w innym układzie będą odrobinę większe lub mniejsze albo jeśli ich orbity położone będą w trochę innych miejscach, to bardzo prawdopodobne, że zewnętrzne części innego układu planetarnego mogą wyglądać zupełnie inaczej niż nasz. Mogą nie mieć, na przykład, żadnego Plutona lub mieć ich dziesiątki. W każdym z tych przypadków astronomowie z planet wokół takiego słońca byliby zdziwieni, widząc nasz układ z jedynym obiektem ocalałym z pierwotnego dysku planetarnego.