Kepler mění náš pohled na možnost života ve vesmíru

Petr Kubala  |  Vesmír
Ilustrační foto

Exoplanety zemského typu možná vznikaly už ve velmi mladém vesmíru a pravděpodobně také vznikají v rámci celé galaxie.

Některé významné objevy jsou prezentovány tiskovou konferencí a v médiích jsou pak několik dní omílány stále dokola. Jiné ovšem přejdeme bez povšimnutí, ačkoliv jsou neméně významné nebo dokonce zcela mění náš pohled na vesmír. Na rozdíl od svých medializovaných kolegů jsou ovšem hůře uchopitelné nebo vyžadují určitou dávku zamyšlení se nad souvislostmi.

Není to tak dávno, co se na Aljašce odehrál sjezd Americké astronomické společnosti. Asi nejzajímavějším objevem, který byl na kongresu představen, byla další cirkumbinární exoplaneta Kepler-38 b, na kterou si dnes, po ohlášení objevu hned dvou planet se dvěma slunci, vzpomene už jen málokdo.

Mnohem zajímavější příspěvek měl ovšem Lars A. Buchhav z Niels Bohr Institute. Buchhav se svými kolegy studoval na 150 hvězd, u kterých Kepler objevil na 226 kandidátů. Pokud by se výsledky studie potvrdily, měly by významný dopad nejen na naše představy o vzniku a vývoji planet.

Vodítkem je metalicita

Jak asi víte, naše Sluneční soustava vznikla z disku plynu a prachu, kterému dominoval vodík (asi 74%) a hélium (kolem 24%). Zbývající drobky připadaly na ostatní prvky, kterým souhrnně říkáme kovy. Právě z nich ovšem vznikly planety zemského typu a jádra plynných obrů.

Protoplanetární disk v představách malíře. Zdroj: ESO/L. Calçada
Protoplanetární disk v představách malíře. Zdroj: ESO/L. Calçada

Čistě logicky bychom tak předpokládali, že planety zemského typu budeme nacházet tam, kde původní mlhovina obsahovala mnoho kovů. Cestou, jak zjistit zda mlhovina kovy obsahovala, je studium spektra hvězdy a určení její metalicity – tedy obsahu prvků těžších než hélium.

Z nové studie ovšem vyplývá, že jsou to naopak spíše obří planety, které jsou citlivější na metalicitu hvězd. Jinými slovy: planety zemského typu existují bez problémů u hvězd s nižším obsahem kovů, zatímco plynní obři ne. Důsledky tohoto zjištění jsou především tři:

1. Akrece je důležitá

Pokud by byly závěry studie pravdivé, znamenalo by to, že plynní obři budou ve vesmíru převážně vznikat akrecí. Tedy podobným shlukováním částic prachu do stále větších celků, jako je tomu u terestrických planet. Plynný obr to ovšem trochu přežene a stane se z něj objekt o hmotnosti nad 10 Zemí, který je ve svém okolí tak gravitačně dominantní, že „odsaje“ i lehčí prvky jako vodík a hélium – základ budoucí atmosféry. K akreční teorii existují konkurenční; například se předpokládalo, že obří planety mohou existovat i bez jader a jejich vznik probíhá skrze zhroucení oblak plynu, tedy stejně, jako je tomu u hvězd.

Pokud je však existence obřích planet vázána na metalicitu, může to znamenat, že ke svému vzniku potřebuji tyto planety jádra složená z kovů, takže akreční proces vzniku je přece jen dominantní.

Na druhou stranu zde máme mimo jiné systémy jako HIP 11952 nebo HIP 13044, které jsou na kovy velmi chudé, ale přesto okolo nich obíhají planety i hmotnější než Jupiter.

Systém HIP 13044 b v představách malíře. Zdroj: ESO/L. Calçada
Systém HIP 13044 b v představách malíře. Zdroj: ESO/L. Calçada

Je také zajímavé, že Kepler obecně nachází relativně málo planet o velikosti Jupiteru. Většina dosavadních úlovků je spíše podobna Neptunu nebo se jedná o tzv. super-Země o velikosti mezi Zemí a Neptunem. Doslova magickou se stává v exoplanetární branži zkratka SEN (z angličtiny super-Země a Neptun). Je dost dobře možné, že právě tyto planety budou ve vesmíru nejpočetnější.

2. Obyvatelné exoplanety mohly vznikat brzy

Druhým důsledkem by byl fakt, že planety zemského typu mohly vznikat už v době, kdy byl vesmír velmi mladý a chudý na kovy. Prvky těžší než hélium se vyrábí v nitrech hvězd a do mezihvězdného prostoru se dostávají při explozích supernov. Pokud ovšem množství kovů nehraje takovou roli, mohly první exoplanety vznikat už někdy před 8 a dost možná i 10 miliardami let. Když si představíme, že by na některé z těchto planet vznikl život, byla by případná civilizace o značný vývojový kus před námi.

3. Planety všude kam se podíváš

Obsah kovů se ovšem nezvyšuje jen s časem ale také v rámci galaxie. Obecně se dá říct, že čím více k centru galaxie se nacházíme, tím více kovů daný region obsahuje. Na druhou stranu nemusí být centra galaxií zcela vlídná z hlediska výskytu vyššího počtu supernov, které dokážou spolehlivě sterilizovat planety v okruhu několika světelných let.

Struktura dosud objevených kandidátů kosmickým dalekohledem Kepler v závislosti na jejich velikosti. Všimněte si, že většinu tvoří planety o velikosti do 6 Zemí. Zdroj: NASA/Kepler mission/Wendy Stenzel
Struktura dosud objevených kandidátů kosmickým dalekohledem Kepler v závislosti na jejich velikosti. Všimněte si, že většinu tvoří planety o velikosti do 6 Zemí. Zdroj: NASA/Kepler mission/Wendy Stenzel

Na okraji nebo blíže k okrajům galaxií je sice méně kovů, ale pokud jejich role není klíčová, mohly by planety zemského typu vznikat prakticky kdekoliv v rámci galaxií.

Jak už to tak ve vědě bývá a v oblasti exoplanet to platí dvojnásob, teorie je platná jen do té doby, než někdo přijde s lepší. Uvidíme, co přinese výzkum daleko většího vzorku hvězd, u kterých objevil Kepler exoplanety.

Exoplanetám se v češtině věnuje web www.exoplanety.cz

Nejčtenější