Lepší šance na nález života u malých hvězd?

Vědci vysvětlili souvislost mezi množstvím Superzemí (planet, které jsou podobné Zemi, jsou jen větší) a velikostí jejich hvězdy. Nález mnoha kamenných planet u malých hvězd tedy nebyl náhoda, ale nejspíš zákonitost.

Proč se u blízkých menších hvězd nachází velké množství kamenných planet, kterým říkáme Superzemě? Jsou to planety, na kterých by mohl při splnění různých podmínek (pokud se například nacházejí v tzv. obyvatelné zóně své hvězdy) existovat život - proto se jim vědci věnují zvláště pečlivě.

Superzemě

Superzemě jsou planety, které jsou větší než Země, ale menší než planetární obři jako jsou Neptun nebo Jupiter. Pozorování vesmíru ukázala, že se kolem malých hvězd ( tzv. trpaslíků typu M) takové planety vyskytují mnohem častěji než kolem hvězd podobných Slunci.

^{Ilustrace: Zdroj: D. Tenzler}

Mladá hvězda a její planetární disk

Každá hvězda začíná svou pouť spolu s diskem plynu a prachu, který ji obklopuje. Právě v tomto disku pak později vznikají planety.

Je jen logické, že parametry takového pracho-plyného disku nejsou všude stejné. Některé hvězdy mají kolem sebe více materiálu, jiné méně. Dokonce ani u stejně hmotných disků se jejich parametry lokálně liší. Nachází se v nich různé klidné a naopak turbulentní oblasti.

Sněhová linie

V každém z nich je přítomna také tzv. sněhová linie (anglicky snow line).

Za touto sněhovou linií je v disku mnohem více tuhého materiálu (hlavně ledu), ze kterého mohou planety vyrůst mnohem rychleji než v oblastí, které jsou blíže hvězdě.

Pro náš příběh je důležité, že u mladých M-trpaslíků leží sněhová linie mnohem blíže hvězdě než u hvězd typu Slunce.

Klidná místa v disku

Vědci zjistili, že v protoplanetárním disku existují oblasti, kde je poměrně málo pohybu a turbulencí. Nazývají je mrtvými zónami. V těchto klidných místech se prachová zrnka mohou snadno spojovat - to mají společné s turbulentnější oblastí disku. V mrtvé zóně se ale slepené částečky daleko méně často znovu tříští na menší části. Díky tomu se tu mohou daleko rychleji vytvářet zárodky planet.

Klidná mrtvá zóna samozřejmě nemusí být nutně stabilní. Pokud se v ní nahromadí příliš mnoho materiálu, může se krátce stát turbulentní. Větší část materiálu se například vydá směrem ke hvězdě. Disk se trochu ohřeje a po čase zase ochladí. Poté se prostředí zase uklidní a mrtvá zóna se obnoví. Zóny navíc nejsou vázány na určitou oblast a mohou se pohybovat směrem od hvězdy nebo k ní - v závislosti na lokálních podmínkách.

Pokud se navíc ještě taková zóna kryje s oblastí, ve které mohou kondenzovat plyny do pevného skupenství, je tu ideální místo pro vznik Superzemě.

Proč se ledová zóna chová jinak kolem M-trpaslíků než kolem Slunce?

Modely ukazují, že v discích kolem malých hvězd se mohou takové ledové oblasti v mrtvé zóně tvořit častěji a zároveň vydrží existovat mnohem déle než u hvězd s větší hmotností. U hvězd s hmotností Slunce bývají jejich existence jen krátké, zato například u hvězdy typu M-trpaslíka trvá takový stav déle a klidné prostředí tu může existovat po miliony roků.

To je dost času na vytvoření daleko větších planet. To je také nejspíš důvod, proč nacházíme u M-trpaslíků tolik Superzemí.

Vesmírný paradox

Zdá se tedy, že malé hvězdy, i když jsou lehčí, vytvářejí více velkých kamenných planet než hvězdy podobné Slunci. To se zdá na první pohled nelogické. Ale vesmír není vždy logický. Odehrávají se v něm jevy, které nepozorujeme na Zemi a nemůžeme na ně tedy uplatňovat náš přirozený selský rozum. Podobný paradox najdete například v délce života hvězdy. Pokud je hvězda malá, očekávali bychom, že bude žít logicky také daleko kratší život než těžká a velká hvězda. Má totiž má méně materiálu ke spalování v termonukleární fúzi. Opak je ale pravdou. Velké hvězdy s větším množstvím materiálu spotřebovávají svůj materiál rychleji, protože v nich spalování probíhá efektivněji.

A tak nacházíme paradoxně u malých a dlouho žijících hvězd daleko více planet, na kterých by mohl existovat život. Zdá se, že ohledně existence života na exoplanetách můžeme být ještě optimističtější, než jsme si kdysi mysleli. Těchto hvězd je totiž ve vesmíru většina.

^{Zdroj: Odkaz}