.
Jaký je největší pevný objekt ve vesmíru?
Tato otázka je nejasná. Na první pohled by většina lidí okamžitě dospěla k závěru, že titul největšího fyzického tělesa existujícího v mezích našeho vesmíru drží nějaká nafouknutá červená veleobří hvězda nebo extragalaktická supermasivní černá díra. S tímto závěrem je však něco zásadně špatně; tyto objekty nejsou pevné.
Jak většina lidí ví, hmota se vyskytuje ve čtyřech základních stavech (které známe a používáme ke studiu). Těmito stavy jsou plyn, kapalina, pevná látka a plazma. Většina lidí však neví, že více než 99 % hmoty ve viditelném vesmíru tvoří onen čtvrtý stav, plazma. V podstatě vše, co můžeme vidět na noční obloze pouhým okem, jako jsou hvězdy a galaxie, je formou plazmatu. Protože mezi plazmatem a ostatními třemi stavy hmoty je zřetelný rozdíl, věci tvořené plazmatem nejsou ve skutečnosti pevné. Proto tyto objekty nelze zahrnout do výpočtu největšího pevného objektu ve vesmíru.
Takže, zužuje tento předpoklad v podstatě naše hledání na největší planetu ve vesmíru? Ne tak docela. Vezměme si například Jupiter, plynného obra. Téměř veškerá jeho hmotnost je ve formě plynného (nebo kovového) vodíku, který krouží kolem malého jádra v silné vrstvě atmosféry. Podobné struktury mají také Saturn, Uran a Neptun. Zdá se, že plynné obry lze také škrtnout z pověstného seznamu největších pevných objektů ve vesmíru.
Druhou elementární chybou položené otázky je, že nedefinuje, co je to „velký“. Něco může být větší než něco jiného, pokud to dává větší hmotnost, větší poloměr, vyšší hustotu nebo opravdu jakoukoli jinou řadu dalších nebeských faktorů. Protože lidé obvykle považují za „velké“ něco, co je podle vizuálního posouzení fyzicky větší než něco jiného, tato studie se zaměří na fyzický objem objektu, který obvykle závisí na jeho poloměru.
Tak, můžeme se pustit do knih! Ne tak docela. Otázka má totiž ještě jednu formalitu, kterou je třeba vzít v úvahu. Ze zadání úlohy vyplývá, že se snažíme najít největší pevné těleso ve vesmíru. Jak to můžeme udělat, když i s našimi nejvýkonnějšími dalekohledy vidíme jen nepatrný zlomek pozorovatelného vesmíru? Musíme naši otázku zúžit pouze na to, co můžeme pozorovat. Skutečná otázka tedy zní:
Jaký je největší pevný objekt podle objemu, který jsme dosud objevili v pozorovatelném vesmíru? Začněme.
Nejprve začněme v malém a analyzujme naši sluneční soustavu. Na první pohled by se mohlo zdát, že Země je držitelem modré stuhy, neboť je největší kamennou planetou obíhající kolem Slunce. Při bližším zkoumání bychom si však uvědomili, že Země sama o sobě není zcela pevná. Vnější jádro Země, stlačené kilometry silnou vrstvou pevné horniny, je tvořeno roztaveným železem, kapalinou, která udržuje naše ochranné magnetické pole neustále aktivní. Předpokládá se, že tekuté jádro existuje také na Venuši, druhé největší kamenné planetě.
Dalším obřím kandidátem na pevné těleso je Mars. Mars kdysi poskytoval tekuté jádro a horký plášť, což bylo příčinou všech jeho vulkanických a tektonických rysů. Dnes však jádro Marsu mezitím ztuhlo, což ho zcela zbavilo obranného magnetického pole před slunečním zářením. Ačkoli se předpokládá, že kapsy tekutého pláště stále existují, struktura Marsu by mohla zůstat zcela neporušená, pokud by tyto kapsy zmizely.
Mars má poloměr 3390 kilometrů a je zcela pevný. Země má poloměr 6371 kilometrů a stále se na ní nachází kapalné nitro. Objemově největší zcela pevný objekt ve vesmíru se tedy musí nacházet někde mezi těmito dvěma poloměry. No, ne tak docela…
Ačkoli jsou vnější části plynných obrů, jak název napovídá, plynné, mají plynní obři ve svých středech poměrně velká pevná jádra. Předpokládá se, že pevné jádro Jupiteru je kompletně tvořeno horninami, kovy a ledem a může mít až dvacetinásobek hmotnosti Země. Ačkoli by se mohlo zdát, že extrémní teploty v jeho jádře (~36 000 K) naznačují strukturu roztaveného jádra, obrovské tlaky tisíců kilometrů stlačeného vodíku a helia pravděpodobně udržují jádro zcela pevné. Teoreticky se předpokládá, že jádro Jupiteru má poloměr až 0,1násobek poloměru Jupiteru, tedy asi 7 000 km. To mu dává ohromující hustotu přes 80 000 kg/m³.
Objevili jsme exoplanety větší než Jupiter, které by měly úměrně větší pevná jádra. Jakmile však planeta dosáhne určité hmotnosti (přibližně 13násobku hmotnosti Jupiteru), objekt přestává být planetou a stává se hnědým trpaslíkem. Hnědý trpaslík se vyznačuje schopností provádět fúzi deuteria a v tomto okamžiku již pravděpodobně nemá pevné jádro. Planeta o hmotnosti 13 Jupiterů by tedy (potenciálně) měla pevné jádro o hmotnosti 260 Zemí. Za předpokladu, že by taková planeta měla jádro s přibližně stejnou hustotou jako Jupiter, mělo by jádro této planety s vyšší hmotností rozměry asi 16 500 km, což je 2,58násobek poloměru Země!“
Takže největším fyzickým pevným přírodním objektem, který je v našem vesmíru podle objemu možný, je pevné jádro hypotetické planety s vysokou hmotností, která je právě na pokraji vyhlášení svého statusu hnědého trpaslíka. Skvělé! Nyní je zde seznam některých opravdu velkých struktur v našem vesmíru. Užijte si to!
10) Největší nesférický pevný objekt: Haumea – poloměr 620 km.
9) Největší měsíc: Ganymedes – poloměr 2634 km.
8) Největší kamenná planeta: Kepler 277c – 3,36 poloměru Země (21 400 km).
7) Největší plynná obří planeta: HD 100546 b – 6 poloměrů Jupitera (419 466 km).
6) Největší soustava prstenců: J 1407 b – poloměr 0,6 AU (90 milionů km).
5) Největší hvězda:
4) Největší černá díra: TON 618 – poloměr 1300 AU (195,0 miliard km).
3) Největší (převážně neporušená) mlhovina: LAB-1 – průměr 300 000 světelných let.
2) Největší galaxie: IC 1101 – průměr 3,92 milionu světelných let
1) Největší struktura:
