08.02.2018-01:33:00   |   Dušan Valent
#Kozmos
Ktoré z nich sú najpodobnejšie Zemi? Alebo inak. Ktoré z nich sú na základe toho, čo o nich vieme, potenciálne najžičlivejšie pre život?

V snahe zodpovedať túto otázku by sme si mohli uľahčiť prácu a vytvoriť rebríček, v ktorom planéty jednoducho zoradíme podľa tzv. indexu podobnosti so Zemou (ESI). Ten berie do úvahy veľkosť, hmotnosť či množstvo dopadajúceho žiarenia na planétu. Jeho maximálna hodnota je 1 (100-percentná podobnosť). Napr. ESI Marsu je 0,64 a Venuše 0,78. Ibaže ESI neberie ohľad na tri závažné faktory: atmosféru telesa, vývoj materskej hviezdy a geologické vlastnosti planéty. Kým prvý z faktorov vieme odhadnúť len veľmi približne a výrazne naň vplýva (neznámy) počet kolízií telesa s protoplanétami, druhý a tretí bod vieme odhadnúť oveľa presnejšie.



Bez sopiek, bez uhlíka, bez zložitého života?

Čítajte viac: Super-obývateľné exoplanéty
Pod dôležitými geologickými vlastnosťami, ktoré spomíname vyššie, rozumieme platňovú tektoniku. Modelovanie geológov a planetológov napríklad naznačuje, že hrúbka kôry u väčších super-Zemí neumožní vznik rozlámaných, pohybujúcich sa a zabárajúcich sa platní. Ba čo viac, podľa väčšiny výskumov je kôra veľkých super-Zemí taká hrubá, že tu neexistuje sopečná činnosť. Sopky by prestali existovať krátko po utuhnutí kôry. Následne by sa z atmosféry kvôli zvetrávaniu vytratil aj uhlík. Výsledkom by bolo ochladenie.

Bez platňovej tektoniky a sopečnej činnosti by sa na planéte zastavil nielen cyklus uhlíka, ale v konečnom dôsledku by na povrchu chýbali taktiež ďalšie prvky nevyhnuté pre existenciu života, napríklad fosfor a síra.

Pravda, existuje možnosť, že po nahromadení extrémneho množstva taveniny by sa žeravina predrala na povrch (alebo oceánske dno) aj veľkých super-Zemí. Podobný jav pozorujeme na Venuši, ktorá taktiež nemá platňovú tektoniku (hoci zrejme z iných dôvodov, ako je veľkosť). Každých niekoľko sto miliónov rokov na nej dochádza ku katastrofickým výlevom žeraviny, ktoré pokryjú prakticky celú planétu.



Z tohto dôvodu sa nebudeme zaoberať super-Zemami s rozmermi presahujúcimi 1,5-násobok Zeme. A taktiež z ďalšieho dôvodu. Takéto telesá sú dostatočne hmotné nato, aby si udržali výraznejší podiel prchavých látok v atmosfére, takže pripomínajú skôr miniatúrne verzie Neptúna ako zväčšené verzie Zeme.

Opečené ako na ražni?

Čítajte viac: Obývateľnosť planét červených trpaslíkov


-


Červení trpaslíci predstavujú najhojnejší typ hviezd. Zároveň sú nesmierne dlhovekí – existujú trilióny rokov. Problém je, že sa vyznačujú extrémnymi erupciami ako aj dramatickými a náhlymi výkyvmi vo svietivosti. V neposlednom rade, počas prvých dvoch - troch miliárd rokov svojej existencie dosahujú o čosi väčšie rozmery, takže všetko, čo sa nachádza v budúcej obývateľnej zóne, obvykle opečú ako na ražni. Obývateľnosť planetárnych systémov týchto hviezd je preto podľa mnohých planetológov pochybná.

Divoké správanie a hlavne divoká mladosť červených trpaslíkov sú hlavné dôvody, prečo sme do nášho zoznamu nepridali Proximu b, novinármi nedávno pasovanú za „druhú Zem“, ktorá obieha 4 svetelné roky vzdialenú Proximu Centauri (ďalšími dôvodmi sú extrémne erupcie hviezdy - chocholy plazmy dosahujú rozmery samotnej hviezdy - a 400x väčšina dávka rtg žiarenia, ktoré sa Proxime b dostáva v porovnaní so Zemou). Z rovnakého dôvodu sme opomenuli ďalšiu veľkostnú dvojičku Zeme obiehajúcu v obývateľnej zóne, Kepler-438b.

Poznámka. Pri planétach uvádzame tzv. rovnovážnu teplotu. Ide o odhad povrchovej teploty, ktorý neberie do úvahy (neznámy) vplyv atmosféry. Napr. rovnovážna teplota Marsu je -62 °C a Zeme -18 °C. Skutočná priemerná povrchová teplota oboch telies je pritom o 7 resp. 33 °C vyššia kvôli skleníkovému efektu ich vzdušného obalu.

7 TRAPPIST-1 d
Index podobnosti so Zemou 0,90
Veľkosť: 0,8-násobok Zeme * Hmotnosť: 0,3-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: 15 °C

40 svetelných rokov vzdialená planéta obieha ultrachladnú hviezdu asi rovnako veľkú ako Jupiter, ale 84-násobne hmotnejšiu. Z meraní vyplýva, že voda tvorí zrejme viac ako 5 % hmotnosti planéty, čo je 250-násobne viac ako na Zemi (0,02 %). Vzhľadom na mimoriadne nízku hmotnosť telesa astrofyzici predpokladajú, že tento svet pokrýva hlboký globálny oceán a hrubá vrstva hustej atmosféry bohatej na horúcu vodnú paru. Planéta je takmer určite prílivovo uzamknutá, neustále otočená k svojej hviezde tou istou stranou. Vzniku extrémnych teplotných rozdielov medzi dennou a nočnou polovicou planéty ale môže brániť prúdenie hustej atmosféry.



6 TRAPPIST-1 f
Index podobnosti so Zemou 0,68
Veľkosť: 1,05-násobok Zeme * Hmotnosť: 0,9-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: -65 °C

Ďalší zástupca sedemčlenného planetárneho systému ultrachladnej trpasličej hviezdy TRAPPIST-1. Napriek rovnakým rozmerom je priemerná hustota telesa oproti Zemi takmer o štvrtinu nižšia. Merania naznačujú vysoké zastúpenie prchavých látok - tekutej vody a/alebo ľadu (až 5 % celkovej hmotnosti). Planéte však chýba hustá atmosféra s hojným zastúpením ťažších molekúl, ako je napríklad oxid uhličitý. V podstate ide o planetárnu verziu ľadovo-oceánskych mesiacov slnečnej sústavy ako Europa alebo Enceladus.


-


Planetárny systém hviezdy TRAPPIST-1.


5 Kepler-186f
Index podobnosti so Zemou 0,61
Veľkosť: 1,2-násobok Zeme * Hmotnosť: 1,5-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: -85 °C


-


Planéta je asi iba o desatinu rozmernejšia ako Zem. Obieha na vonkajšej hrane obývateľnej zóny červeného trpaslíka o polovicu menšieho a chladnejšieho ako Slnko. Táto vzdialenosť mohla v čase jeho mladosti planétu uchrániť pred žeravými lúčmi. No zároveň nie je priveľká na to, aby sa tu mohla na povrchu nachádzať tekutá voda. Kvôli vzdialenosti od hviezdy a jej gravitačným vplyvom je totiž 50-percentná šanca, že je planéta k svojej hviezde neustále otočená tou istou stranou. Ak je to pravda, v rovníkových oblastiach pologule večného dňa by mohli panovať prívetivé teploty. Niektoré jednoduché klimatické modely dokonca predpokladajú priemernú povrchovú teplotu až okolo 0 °C.

4 Luyten b
Index podobnosti so Zemou 0,86
Veľkosť: 1,4-násobok Zeme * Hmotnosť: 3-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: -6 °C

Táto len 12 svetelných rokov vzdialená exoplanéta je známejšia pod označením GJ 273b. Obieha bezpečne hlboko v obývateľnej zóne svojej materskej hviezdy, pokojného červeného trpaslíka dosahujúceho ani nie tretinu veľkosti Slnka. Na teleso dopadá oproti Zemi asi o 6 % viac žiarenia. Pokiaľ by Luyten b pokrývala atmosféra podobná tej pozemskej, priemerná povrchová teplota by tu dosahovala 19 °C. Na rozdiel od iných planét, ktoré obiehajú v obývateľnej zóne červených trpaslíkov, na Luyten b sa zrejme naďalej strieda deň s nocou. Výraznejšie eliptická obežná dráha telesa mohla zabrániť, aby sa jeho rotácia synchronizovala s obehom okolo hviezdy, a teda „prílivovo uzamkla“.



3 Kepler-442 b
Index podobnosti so Zemou 0,84
Veľkosť: 1,3-násobok Zeme * Hmotnosť: 2,3-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: -40 °C


-


Rovnovážna teplota telesa dosahuje hodnoty zhruba na polceste medzi Marsom a Zemou. Planéta je však oveľa mladšia, necelé tri miliardy rokov stará. V prípade, že si zachovala globálny oceán, aký je pre super-Zeme zrejme typický, a podobnú atmosféru, akú mala mladá Zem, jej priemerná povrchová teplota by nemusela byť výrazne nižšia ako v prípade súčasnej Zeme. Rozmery telesa ju radia do kategórie super-obývateľných super-Zemí. Kepler-442 b obieha okolo hviezdy zhruba o tretinu menšej ako Slnko. Je to teda oranžový, a nie červený trpaslík, čo znamená väčšiu šancu, že teleso prežilo prvé miliardy rokov svojej existencie bez spečenia materskou hviezdou.

2 TRAPPIST-1 e
Index podobnosti so Zemou 0,85
Veľkosť: 0,9-násobok Zeme * Hmotnosť: 0,8-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: -22 °C

Rozmermi, hustotou i množstvom žiarenia, ktoré na ňu dopadá z materskej hviezdy, sa zo všetkých planét systému TRAPPIST-1 najviac ponáša na Zem. Hustota je o čosi vyššia ako v prípade Zeme. To podľa vedcov indikuje prítomnosť väčšieho kamenného jadra a len menšieho zastúpenia vody – čo môže znamenať vyprahnutý povrch, ale aj viac vody ako na Zemi. Kým röntgenové žiarenie materskej hviezdy je porovnateľné so Slnkom, intenzita ultrafialového žiarenia ho vysoko prevyšuje. Pokiaľ ale v oceáne planéty vznikol život a okysličil atmosféru, vďaka čomu by vznikla ozónová vrstva, ultrafialové žiarenie dopadajúce na povrch nebude výraze intenzívnejšie ako to, ktoré dopadá na Zem.



1 Ross 128 b
Index podobnosti so Zemou 0,86
Veľkosť: asi 1,2-násobok Zeme * Hmotnosť: 1,3-násobok Zeme * Rovnovážna teplota: 7 °C


-


Exoplanéta vzdialená od Zeme len 11 svetelných rokov, čiže dvaapolkrát ďalej ako Proxima b, údajná „druhá Zem“. Podmienky pre potenciálny život sú tu ale neporovnateľne priaznivejšie. Materská hviezda novoobjavenej exoplanéty síce patrí medzi červené trpaslíky, žiari však neobvykle pokojne. Teleso leží na vnútornom okraji obývateľnej zóny a prijíma asi o tretinu viac žiarenia ako Zem. Kvôli gravitačným interakciám je k materskej hviezde neustále otočená tá istá strana planéty, na druhej pre zmenu vládne večná noc. Materská hviezda telesa sa rúti smerom k nám. Napokon sa stane najbližšou hviezdou k slnku. Potrvá to ale 79-tisíc rokov.



-


Na záver zdôraznime, že jedna a tá istá planéta môže v závislosti od povahy kolízií s inými telesami v čase krátko po jej vzniku, existencie organizmov (vplyv na obsah atmosféry, povahu zvetrávania a klímu) a fázy planetárnej evolúcie dopadnúť rôznymi spôsobmi. Napríklad naša vlastná planéta začala svoju existenciu ako oceánska planéta bez jediného kontinentu, zažila opakované obdobia, keď úplne zamrzla, pričom asi o miliardu rokov sa premení na púštnu planétu.


-

Obrázky: NASA, ESO/M. Kornmesser
  • Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

    Zdieľajte článok






    Za podporu ďakujeme

    Pridať e-mail