Exoplaneta K2-18 b oplývající metanem, kysličníkem uhličitým, a (možná) i vodou

Americká NASA 11.září zveřejnila pozorování exoplanety K2-18 b (tedy planety mimo naši sluneční soustavu) s pomocí teleskopu James Webb - spektra produkovaná její atmosférou a potvrzující přítomnost metanu či kysličník uhličitého.

Americká NASA 11. září zveřejnila výsledky pozorování exoplanety K2-18 b (tedy planety mimo naši sluneční soustavu) s pomocí teleskopu James Webb, jmenovitě záznamy spekter vyzařovaných její atmosférou (https://www.nasa.gov/goddard/2023/webb-discovers-methane-carbon-dioxide-in-atmosphere-of-k2-18b - NASA materiály jsou vstřícně k dispozici volně, NASA postačuje její uvedení jako zdroje):

Taková spektra jsou obecně produkovaná pohyby molekul či v molekulách (rotačními, vibračními, elektronickými), která pak srovnáváním s laboratorními spektry umožňují identifikaci sloučenin - spektra tak představují jakési molekulové otisky prstů. Byla tak identifikována přítomnost metanu CH4 či kysličníku uhličitého CO2, ale také méně obvyklé sloučeniny dimethylsulfid (DMS) (CH3)2S (ten na Zemi dokáže produkovat některý plankton v mořích). Na druhou stranu ale spektra nevykazovala přítomnost molekul s dusíkem jako třeba amoniaku NH3. Úvahy o možném životě jsou sice zatím předčasné, ale objevila se i hypotéza. že níže by mohl třeba být i nějaký vodní oceán. Bude proto v NASA pokračovat sledování této zajímavé exoplanety.

Spektrální měření mají i jedinečné postavení pro určování, jak rychle se od nás nějaké kosmické těleso vzdaluje (což je zásadně významné ve vztahu k vyhodnocování Velkého třesku). Souvisí to s Dopplerovým efektem. Christian Andreas Doppler (1803–53) působil v letech 1837-47 na dnešním ČVUT. V Praze v roce 1842 popsal závislost pozorované frekvence nějakého vlnění na relativní rychlosti zdroje vlnění vzhledem k pozorovateli. Pokud se zdroj přibližuje jeví se frekvence vyšší, a pokud se vzdaluje jeví se nižší. Tento jev byl záhy potvrzen jak pro zvuk, tak i pro světlo (později byla zabudována i relativistická korekce). A i u vesmírných objektů dochází k takovému Dopplerovskému posunu frekvence oproti hodnotě pro danou sloučeninu známé z pozemské laboratoře, což umožňuje určovat rychlost relativního pohybu těch kosmických těles oproti pozorovateli na Zemi. A třeba analýza profilu spektrálních pásů zase umožňuje odhadovat teplotu atmosféry.

Dopplerův efekt je jedním z významných vědeckých výsledků, který se zrodily v Česku. Vedle nejznámnější Heyrovského polarografie to jsou třeba i tekuté krystaly objevené v Praze Friedrichem Richardem Reinitzerem v roce 1888, či úsilí k obecné teorii relativity během Einsteinova pražského působení v letech 1911–12, a také Mendelova genetika, a třeba ještě jeden u nás narozený Rakušan - Ernst Mach, ten působil v Praze 1867-95, kde v roce 1887 popsal rázové vlny (a proto ho připomíná Machovo číslo, je však též znám jako odpůrce existence atomů a proto i zakladatele statistické mechaniky L. Boltzmanna), nebo nejnověji antivirotika A. Holého. A na druhé straně existuje i několik význačných vědeckých nesmyslů, co také dala naše země světu - mentiony ex-ministra školství F. Kahudy, neexistující super-výbušina Krakaten, paskvil zvaný entropicky řízené reakce, radiační teorie gravitace ex-ministra školství J. Hrbka, tedy nesmysly nekompetentních akademických bafuňářů, a k tomu třeba neexistující Bezouškova reakce, a jistě i jiné a další vymyšlenosti.

Dnes ovšem existuje hojnost molekul ve Vesmíru prokázaných spektrálně, třeba některé alkoholy - ba i celé oblaky etylalkoholu v mezihvězdném prostoru. A v roce 2015 byl takto prokázán třeba i fulleren C60 (v roce 2019 potvrzeno pomocí teleskopu Hubble). K tomu se použila elektronická spektra pořízená laboratorně, jmenovitě pro jeho kation (neb tato ionizovaná forma se předpokládala ve Vesmíru). A skutečně, dvě linie z tohoto laboratorního spektra přesně pasují na dva z Vesmíru přicházející tzv. difuzní mezihvězdné pásy neboli DIB. Tím se takříkajíc uzavřel fullerenový kruh, neb práce vedoucí k objevu fullerenů byly v některých případech motivovány právě snahou zjistit, v jaké chemické formě je uhlík v blízkosti uhlíkatých hvězd. Na problému čistě uhlíkatých molekul se mimochodem pracovalo i v Praze už v sedmdesátých letech (pravda, tehdy ještě neexistoval název fullereny, ten vznikl až v roce 1985), jak ostatně ukazuje tento přehled fullerenových publikací pořízený zpětně v roce 1992 (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.199205881?saml_referrer ):

Shodou okolností (protože ústav neměl vlastní počítač) se ty pražské výpočty tehdy prováděly na počítači Astronomického ústavu ČSAV v Ondřejově. Tehdy totiž na Akademii naštěstí existovala osvícená Komise pro výpočetní techniku, která dezolátům z ústavů bez vlastního počítače chvályhodně umožňovala využívat techniku jiných ústavů. Tehdejší vedení mého tehdy mateřského ústavu mělo vyhraněně skeptický názor na využitelnost výpočtů v chemickém výzkumu, vyjadřovaný floskulí  tehdejšího ředitele: "Teoretické výpočty jsou úspěšné jenom tehdy, když už existuje experiment". Tato skepse tehdy částečně panovala i ve světě. Sarkasticky se vyjadřovala pomocí tzv. Paulingova bodu ((Linus Carl Pauling, 1901–1994, Nobelova cena za chemii 1954, za mír 1962). Tento sarkastický aforismus (který ale Pauling sám neformuloval) praví, že pokud se s jistým souborem výpočetních modelů a zjednodušení dosáhne dobrého či dokonce krásného souhlasu s experimentem, je třeba v tomto (Paulingově) bodě skončit a dále už nepokračovat. Pokud by se totiž ta zjednodušení začala upřesňovat, tak by ten krásný souhlas s experimentem téměř jistě zase zmizel. A tak teprve až po letech se užitečnost (některých) našich výpočetních předpovědí potvrdila - leč dříve ovšem nebyl tento kontra-argument pro tehdejší vedení ústavu k dispozici.

Onen počítač v Ondřejově se mi mimochodem málem stál osudným, neb když ten můj Osobní UDavač neboli OUD udal v r. 1988 mou korespondenci s emigrantem (OUD si chtěl zajistit protekci stran jedné své cesty do ciziny jinak povolované jen pro VŠ, taky mi chtěl znemožnit zveřejnění kritiky jedné své zcela chybné koncepce, a posléze i ztrestat mne, neb jsem ho přestal připisovat na publikace - ježto do nich ničím nepřispěl). Za takovou korespondenci se tehdy dávalo 10+ let ve třetí nápravně-výchovné skupině [v následujícím ilustrativním případě šlo o větu v dopise manželovi v emigraci, že ženy sovětských důstojníků v Mimoni vykoupily maso - tím totiž vyzradila tajnou (jinak ovšem všeobecně známou) informaci, že v Mimoni jsou "dočasně" okupační jednotky, prostě takové tehdejší normální estébácké praktiky]:
https://zpravy.aktualne.cz/domaci/komunisticka-prokuratorka-zustane-bez-trestu/r~i:article:600750/
https://dspace.tul.cz/server/api/core/bitstreams/0a74c8ea-5b5d-4831-a944-08f9b6f0ebe5/content
Byl jsem podobně nesmyslně obviněn z vyzrazení utajovaných informací, úmyslu emigrovat, ba i ohrožení obranyschopnosti. To vyzrazení utajovaných informací někteří horliví fanatici vyčetli z jedné mé věty v mém udaném dopise (https://link.springer.com/article/10.1007/BF02914225 ):

neb mezi ty utajované skutečnosti tehdy náležela i zařízení, na nichž se výzkumy prováděly (neb ta zařízení by 'jako' měla za války sloužit k obraně). Prostě takové tehdejší normální estébácké praktiky, které v krajním případě mohly vést i k trestu smrti provazem:
https://taborsky.denik.cz/zlociny-a-soudy/pripad-utyrani-milovnika-americke-hudby-i-20160703.html
Udávat v takovéto konstelaci korespondenci s emigrantem mohl jen opravdový psychopat. Ale i dneska z Akademie vyhazují nehodící se whistleblowery jen zdánlivě jinými praktikami:
https://reportermagazin.cz/a/pLZG6/nehrajte-si-na-hrdinkukralici-valka-mezi-vedci
https://www.seznamzpravy.cz/clanek/domaci-kauzy-auditor-v-akademii-ved-panoval-strach-vedeni-dostavalo-kritiky-pod-tlak-235083

Prováděli jsme i výpočty užitečné pro přesný popis skleníkového jevu -  třeba v atmosféře existujících dimérů vody (H2O)2 (https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2007JD009148 ):

(v zemské atmosféře nalezené pomocí maseru), až do (už nevylepšitelného) Paulingova bodu (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261418302409?via%3Dihub ):

Nebo výpočty atmosférické dimérů kysličníku uhličitého. A nakonec se atmosféricky užitečnými staly i naše výpočty diméru kyslíku (O2)2 (https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2013.0990):

Umožňují totiž dedukovat tlakové poměry na vzdálených planetách s kyslíkem v atmosféře. Souvisí to s okolností, že symetrické molekuly jako O2 či N2 jsou neaktivní v IR vibračních spektrech (protože se u nich při vibračním pohybu nemění dipolový moment). Ale ta jejich symetrie se naruší vytvořením jejich dimérů (někdy se hovoří o kolizemi indukované adsorpci). Stávají se tak i O2 a N2 zprostředkovaně, sekundárně skleníkovými plyny - existuje odhad, že mohou zadržovat Zemí emitované záření na úrovni 15% zádrže způsobované atmosférickým methanem. A při speciálních atmosférických podmínkách by to mohlo vystoupat až na 80%.

Tomu skeptickému vedení mého druhdy mateřského ústavu ovšem už nelze ukázat, že se nakonec správnost a užitečnost (některých) našich výpočetních předpovědí takto potvrzuje. Ale je to zajímavá ilustrace možného produktivního ovlivňování se i vzájemně odlehlých oborů. A také to upozorňuje, že ani dnešní nastavení grantového systému moc neumožňuje výzkumy, pro které doklady jejich užitečnosti budou k dispozici až po letech. Směrování základního výzkumu tak mohou (nepříznivě) ovlivňovat úředníci (a jejich kamarádi). A pokud ti kamarádi úředníků tomu chtějí, tak nějaký hodnotný směr výzkumu prostě nemá v podmínkách malé prokorumpované země šanci ..... . A naopak čiré podvodné nesmysly se podporují neskutečnými částkami:

https://archiv.hn.cz/c1-67125520-sesel-se-chemik-technolog-a-smenarnik-a-zacali-vysavat-dotace-aby-nakoupili-vlacky-popisuje-obzaloba

Ilustrace u perexu: Spektrum zveřejněné americkou NASA 11. září - výsledky pozorování exoplanety K2-18 b s pomocí teleskopu James Webb, záznamy spekter vyzařovaných její atmosférou (https://www.nasa.gov/goddard/2023/webb-discovers-methane-carbon-dioxide-in-atmosphere-of-k2-18b - NASA materiály jsou vstřícně k dispozici volně, NASA postačuje její uvedení jako zdroje).

____________

XXII. díl seriálu: 666@Sky - Je naprosto nezbytné, aby nebe bylo blankytné
[blankyt:666THz]
XXI. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=805757
XXIII. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=806593

[hniloba@AVCR neboli Akademická špína v krystalicky čisté formě: Část LV.]
LIV. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=805757
LVI. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=807267

This work is licensed under CC BY-NC-ND 4.0