Labyrint cizích světů: Kde hledat planety, které by mohly hostit život?

Stálice podobné Slunci umožnily astronomům „cestovat v čase“ a spatřit podmínky převládající v raných dobách existence naší soustavy i v jejím budoucím vývoji, stejně jako v planetárních soustavách jiných hvězd. Zmíněné výzkumy nám pomáhají nahlédnout do počátků života na Zemi a mohou přispět k odhalení, jak pravděpodobný je jeho vznik jinde ve vesmíru.

Která je ta pravá?

Astronomové pátrající po signálech života za hranicemi Sluneční soustavy musejí počítat s tím, že v naší Galaxii je nutné posoudit stamiliardy hvězd. Aby bylo možné pátrání zúžit, musíme nejprve vyřešit otázku, kolem jakého druhu stálic by nejspíš mohly obyvatelné planety kroužit. Máme se zaměřit na dvojníky Slunce?

Výzkum odhalil, že naše mateřská hvězda spektrální třídy G, někdy označovaná jako žlutý trpaslík, rotovala v mládí asi desetkrát rychleji než dnes. Generovala při tom mnohem silnější magnetické pole a její celková aktivita byla podstatně intenzivnější. Mladé Slunce tak mimo jiné vydávalo stonásobně silnější rentgenové a ultrafialové záření než dnes. Je víc než pravděpodobné, že podobně aktivní mohou být i ostatní hvězdy téhož typu. Pokud ovšem organismy na Zemi odolaly rané aktivitě Slunce, můžeme totéž očekávat také u ostatních stálic stejné kategorie. Jestliže tedy vývoj na modré planetě dospěl až k výskytu inteligentního života, mohlo by se totéž zopakovat i v případě jiných analogů naší hvězdy.

Nadějná oranžová

Z nové studie vyšla nejnadějněji skupina hvězd spektrální třídy K, tzv. oranžoví trpaslíci. V porovnání se Sluncem jsou méně zářiví a při pátrání po signálech života mohou tvořit obzvlášť vhodný cíl. Žijí dlouho, 17–70 miliard let v porovnání s 10 miliardami v případě naší hvězdy, což poskytuje potenciálním organismům dostatek času na vývoj. Navíc nejsou ani v mládí tak aktivní jako stálice podobné Slunci nebo červení trpaslíci.

Ovšem právě červení trpaslíci, tedy hvězdy třídy M, představují v Galaxii nejpočetnější typ. Konkrétně reprezentují asi 75 % všech stálic, přičemž mohou svítit i několik bilionů roků. A například kolem červeného trpaslíka TRAPPIST-1 obíhá sedm kamenných planet zhruba o velikosti Země.

Neklidné mládí červených trpaslíků však znamená pro potenciální život velký problém. Erupce u nich bývají četnější a silnější než u mladých stálic typu Slunce. A kromě toho zůstávají hvězdy třídy M v rané fázi existence velmi zářivé po dobu několika miliard let, což může vést k vypaření oceánů na tělesech v obyvatelné zóně.

Když chybí magnetické pole

Vědci z Australian National University dospěli při studiu planetárních magnetických polí k závěru, že většina oběžnic nalezených v jiných soustavách nebude zřejmě skýtat příznivé podmínky pro život, jaký známe. Rostliny a zvířata na Zemi nepřežijí bez vody: Silné magnetické pole modré planety přitom pomáhá udržovat kapalnou vodu na jejím povrchu a vytváří tím pro existenci organismů vhodné prostředí.

Geomagnetické pole sehrálo důležitou roli v ochraně atmosféry před vlivem slunečního větru a při udržování planety v mokrém a obyvatelném stavu. Negativní příklad mohou naopak představovat Venuše a Mars: Vzhledem ke slabému magnetickému poli totiž oba naši sousedé přišli nejen o plynný obal, ale také o vodní oceány. Jak ovšem badatelé zjistili, silným magnetickým polem, jež je pro udržení vody na kamenných oběžnicích nejspíš nezbytné, oplývá jen málokterá z nich.

U dvou sluncí

Osamělé hvězdy, včetně Slunce, se v kosmu řadí spíš k výjimkám – většina stálic utváří binární systémy. A jak vyplývá z astronomických pozorování, i kolem dvojhvězd mohou obíhat planety. Existují dva typy daných systémů: V prvním případě krouží oběžnice okolo jedné z dvojice stálic. Do vývoje soustavy může svou gravitací zasáhnout i druhá složka a vyvolat například migraci planet do blízkosti mateřské stálice. Ve druhém typu obíhají planety kolem obou hvězd současně (pokud se stálice nacházejí blízko sebe) a takové oběžnice nazýváme cirkumbinární.

Astronomové některé z uvedených planet studovali a snažili se zjistit, zda se mohou nacházet v obyvatelné oblasti se stabilní oběžnou dráhou. Z výzkumů vyplynulo, že nejpříznivější prostředí nabízejí hvězdy Kepler-34, 35, 38, 64 a 413, přičemž vůbec nejlepší podmínky skýtá Kepler-38: Systém tvoří dvě hvězdy – jedna o hmotnosti Slunce, druhá se čtvrtinovou hmotností – jež kolem sebe obíhají v periodě 19 dní. Okolo nich pak krouží s periodou 106 dní planeta podobná Neptunu.

Zajímavou soustavu představuje rovněž Kepler-47: Dvě stálice oběhnou společné těžiště jednou za 7,45 dne a kolem nich krouží tři planety. Kepler-47b svým průměrem třikrát překonává Zemi a okolo mateřského hvězdného páru obíhá ve vzdálenosti 0,29 au s periodou 49,5 dne. U Keplera-47c se jedná o 4,6 zemského průměru, vzdálenost 0,989 au a periodu 303,2 dne, přičemž jeho trajektorie leží v tzv. zóně života. Poslední potvrzená oběžnice, Kepler-47d, se pohybuje mezi dříve objevenými protějšky s periodou 187 dní a průměrem převyšuje Zemi asi sedmkrát.