Druhá Země - nebo spíš planeta s ďábelskou atmosférou?

Když se řekne Země 2.0, většina z nás si představí planetu podobnou té naší: s modrou oblohou, oceány a atmosférou - planetu, která umožňuje život.

Nový článek, publikovaný v Nature Astronomy, ovšem ukazuje, že skutečnost může být mnohem exotičtější - a pro život, jak ho známe, naprosto nevhodná.

^{Ilustrace: Zdroj: D. Tenzler}

Zrození planety a její atmosféry

Vědci se zaměřili na planety s hmotnostmi podobnými Zemi, které se nacházejí v tzv. obyvatelné zóně, tedy v takové vzdálenosti od své hvězdy, kde by se mohla nacházet kapalná voda. Modelovali procesy, které vytvářejí planetární atmosféru v prvních milionech roků po vzniku planety.

Vzali přitom v úvahu, že planety získávají z protoplanetárního disku nejen vodík, ale i helium - navíc v mnohem větším množství, než se kdysi předpokládalo.

Ukazuje se, že pokud planeta naroste na svou velikost velmi rychle (během prvních 4 milionů roků), může si udržet hustou atmosféru, ve které dominuje helium. Vodík, který je lehčí, časem uniká do vesmíru, ale těžší helium zůstává. Výsledkem je planeta s atmosférou, která je složením i vlastnostmi naprosto odlišná od naší pozemské.

Heliová atmosféra

Simulace ukazují, že tlak v takové atmosféře může dosahovat až 280 barů (pro srovnání: na Zemi máme tlak 1 bar, na Venuši 92 barů). Z toho až 200 barů připadá na helium a zbytek na vodík. Taková atmosféra je tedy téměř třistakrát hustší než naše. V takovém prostředí by žádný pozemský organismus nepřežil – nejen kvůli absenci kyslíku, ale i kvůli obrovskému tlaku.

Helium je navíc chemicky inertní. To znamená, že v takové atmosféře by nevznikaly složité molekuly potřebné pro život. Nebyla by tu umožněna žádná fotosyntéza, žádné dýchání, žádný život, jak ho známe na Zemi.

Heliová atmosféra a záhada planetárních průměrů

Pozorování malých exoplanet ukazují, že existují dvě hlavní skupiny: menší, husté planety (podobné Zemi) a větší planety s nižší hustotou (podobné Neptunu). Vědci objevují překvapivě málo objektů, které by měly střední velikost. Záhadě se v angličtině říká radius valley.

Nový výzkum naznačuje, že právě atmosféry bohaté na helium by mohly vysvětlit, proč některé planety zůstávají větší, i když už přišly o většinu vodíku: helium je těžší, takže ho planeta tak lehce neztrácí do okolního vesmíru, a tak rozsáhlá hustá atmosféra zvětšuje planetární poloměr, který pak pozorujeme například při tranzitu planety před její hvězdou.

Helium se dá poměrně jednoduše detekovat díky jeho charakteristickému absorpčnímu pásu v blízké infračervené oblasti. V poslední době tak bylo potvrzeno už u více než deseti planet. Nejlépe se zjišťuje u planet, které jsou silně bombardovány ultrafialovým zářením své hvězdy, protože právě toto záření usnadňuje únik lehkých plynů.

Co to znamená pro hledání života?

Studie naznačuje, že planeta v obyvatelné zóně nemusí být vůbec obyvatelná. Pokud má hustou heliovou atmosféru, život, jak ho známe, na ní nebude. Takové planety jsou navíc často velmi horké a na jejich povrchu bude panovat extrémní tlak. Znamená to, že při hledání obyvatelných planet se musí vzít v úvahu nejen jejich velikost a jiné fyzikální parametry (jako vzdálenost od centrální hvězdy) - ale také složení jejich atmosféry.

Nové teleskopy, jako například Webbův vesmírný teleskop, dnes dokážou analyzovat složení exoplanetárních atmosfér s vysokou přesností. Vědci očekávají, že v příštích letech objeví větší množství dalších planet s heliovou atmosférou. Můžeme se těšit na další zajímavé objevy. Vesmír je plný překvapení a ukazuje se, že je naše planeta zatím opravdu jedinečná.

Zdroje: Odkaz, Odkaz, Odkaz, Odkaz, Odkaz, Odkaz, Odkaz