25.11.2015-01:43:00   |   Dušan Valent
#Kozmos
Žiaden exomesiac sme zatiaľ neobjavili. Prečo? Jednoducho preto, že nám to súčasné technológie neumožňujú. Napriek tomu si môžeme byť istí, že tam niekde sú. A ako uvidíte nižšie, je pravdepodobné, že obývateľné satelity, možno na spôsob filmovej Pandory z Avatara Jamesa Camaerona, obiehajú dokonca okolo niektorých planét, ktoré sme už objavili.

Prečo sme si takí istí? Lebo zákony fyziky a zákony kozmickej evolúcie sú platné prinajmenšom naprieč celou našou galaxiou.



Z čoho vychádzame

Astronómovia napríklad zistili, že pokiaľ niektorá planéta nie je príliš malá a zároveň príliš blízko svojej hviezdy, vznik mesiacov je skôr pravidlom ako výnimkou. Pozorovania a modely vzniku planét zároveň naznačujú, že celková hmotnosť satelitov dosahuje asi jednu desaťtisícinu hmotnosti materskej planéty (toto je dôležité číslo, ku ktorému sa budeme opakovane vracať). Výnimkou sú situácie, keď mesiace vznikajú pri kolíziách (proto)planét, ako v prípade zemského Mesiaca, alebo keď predstavujú odchytené trpasličie planéty, ako v prípade Neptúnovho Tritona.


-


Fiktívny obývateľný exomesiac Pandora z filmu Jamesa Camerona Avatar (2009). Materská planéta Pandory, Polyfémus, dosahujúca približne rozmery Saturna, by ale bola za normálnych okolností na vznik mesiaca s rozmermi Zeme primalá.

A máme aj ďalšie poznatky, ktoré možno zovšeobecniť azda pre celý vesmír. Slapové vplyvy spôsobené gravitáciou materskej planéty vo vnútrach mesiacov produkujú teplo. Oproti planétam, ktoré zohrieva zvnútra len teplo z čias akrécie telesa a teplo z rádioaktívneho rozpadu prvkov, je to takpovediac teplo navyše.



Je síce navyše, ale rozhodne nie je na zahodenie. Práve naopak. Umožňuje, aby aj na pomerne malých telesách vznikla a udržala sa platňová tektonika. Presuny kôrových dosiek, ich zahlbovanie, tavenie, a neustály vznik poháňajú recykláciu dôležitých chemických prvkov pre život (uhlík, fosfor, síra). Zároveň zohrávajú dôležitú úlohu pri regulovaní teploty či vzniku a udržaní magnetického poľa. Práve magnetické pole je nevyhnutné na ochranu atmosféry telesa pred slnečným vetrom, ktorý by ju zdecimoval, a na ochranu povrchu pred vražedným žiarením obrovských planét.

Takže kým Mars, ktorý je asi desaťkrát menej hmotný ako Zem, bol na vznik platňovej tektoniky a udržanie magnetického poľa primalý, mesiac s hmotnosťou iba 7 % Zeme by si podľa výpočtov udržal tektoniku aj magnetické pole, a tým pádom aj hustú atmosféru.


-



Čo to všetko znamená? Že plynní obri v obývateľných zónach, ktorí sú prinajmenšom trikrát hmotnejší ako Jupiter* s veľkou pravdepodobnosťou hostia aspoň jeden prirodzený satelit dostatočne veľký na to, aby bol obývateľný. Pokiaľ obežná dráha týchto planét nie je príliš eliptická, čo by znamenalo výrazné teplotné výkyvy, a hviezda telesa nie je červeným trpaslíkom s etrémnymi výkyvmi v aktivite, môžeme hovoriť o vážnom kandidátovi na majiteľa stabilne obývateľného exomesiaca.

A takýchto kandidátov poznáme niekoľko.



47 Ursae Majoris b (47 Uma b)


Planéta obieha hviezdu mimoriadne podobnú slnku. Ak by sa nachádzala v slnečnej sústave, jej orbita by ležala kdesi medzi Marsom a Jupiterom (vzdialenosť 2 AU). Napriek tomu sa predpokladá, že na potenciálnych mesiacoch telesa môžu panovať obývateľné podmienky. Jednak preto, že materská hviezda telesa je asi o polovicu žiarivejšia ako slnko, a taktiež preto, že by mesiace tohto obra zohrievalo aj odrazené svetlo z povrchu ich materskej planéty. Planéta je minimálne 2,5-krát hmotnejšia ako Jupiter (nie nevyhnutne väčšia**), čo znamená, že pri troche šťastia môže hostiť jeden obývateľný exomesiac s rozmermi Marsu. Planéta sa nachádza približne 46 svetelných rokov od Zeme.

HD 28185 b

Trikrát ďalej, približne 138 svetelných rokov od Zeme, sa v obývateľnej zóne okolo slnku podobnej hviezdy nachádza ďalší nádejný obor. Planéta pre zmenu obieha vo vnútornej hrane obývateľnej zóny. Teleso je prinajmenšom 5,7-krát hmotnejšie ako Jupiter. To znamená, že by okolo neho mohlo obiehať niekoľko mesiacov podobne hmotných ako Mars.


-



HD 221287 b

Plynný obor prinajmenšom 3,12-krát hmotnejší ako Jupiter. Približne 173 svetelných rokov od Zeme obieha hviezdu podobnú, ale o niečo väčšiu ako je slnko. Podobne ako v prípade planéty 47 Uma b, pri troche šťastia – tým máme na mysli, že hmota, ktorá krúžila okolo vznikajúcej planéty, sa neskoncentrovala do obrovského počtu drobných mesiacov – tu nájdeme minisvet s dostatočnými rozmermi (7 % hmotnosti Zeme), aby jeho geologické vlastnosti oprávňovali prívlastok „obývateľný“.



109 Piscium b (HD 10697 b)

Planéta obiehajúca hviezdu približne 1,1-krát hmotnejšiu ako slnko, ktorá sa ale podľa všetkého začína meniť na červeného obra. A to, ako si iste viete predstaviť, je pre prípadný život všetko iné ako dobrá správa. Samotná planéta je prinajmenšom 6,4-krát hmotnejšia ako Jupiter, čo znamená, že pri normálnom vývoji by okolo nej mohlo obiehať niekoľko mesiacov podobne hmotných ako Mars. Pravda, výrazne teplejších. Keby Zem obiehala v rovnakej vzdialenosti, bolo by na nej asi o 10 °C teplejšie. Obežná dráha planéty je viac excentrická (elipsovitá) ako v predchádzajúcich prípadoch – viac, ako v prípade Jupitera, a asi päťkrát viac, ako v prípade Zeme. To znamená výrazné teplotné výkyvy pre materskú planétu a riziko výrazných teplotných výkyvov aj pre jej mesiace.


-

Poznámky
Ilustrácie v článku sú s výnimkou fiktívnej Pandory vložené len na ilustráciu obývateľných mesiacov ako takých, nezobrazujú žiadnu z planét, ktorú v texte spomíname
* veľkosť Saturnovho mesiaca Titan je oproti jeho planéte anomálna, zapríčinená nie typickým vývojom, ale kolíziou mesiacov v ich ranom vývoji, a následným spojením za vzniku jedného obrieho a série stredne veľkých mesiacov
** pokiaľ plynné planéty nie sú prehriate, rastúca hmotnosť od istej úrovne prináša skôr zväčšovanie ich mernej hustoty a rast jej rozmerov

Obrázky: Kidron Cool, používatelia wikimédie Lucianomendez, Frizaven, CBC11
Páčia sa Vám naše články? Podporte nás

Zdieľajte článok






Za podporu ďakujeme

Pridať e-mail