Obyvatelnost cizích planet: Nadějné světy, které mohou hostit mimozemský život

Za nejlepšího kandidáta při hledání tzv. biomarkerů života dnes mnoho astronomů považuje soustavu tří hvězd Alfa Centauri. Otázkou je, zda u ní panují podmínky podporující život, jak jej známe. Aby to zjistili, využili vědci dlouhodobou pozorovací kampaň, během níž americká Chandra X-ray Observatory studovala zmíněný systém každých šest měsíců již od roku 2005. Rentgenová kosmická observatoř dokáže rozlišit stálice Alfa Centauri A a B během jejich současné blízké orbitální fáze a určit, která ze složek je v oboru RTG záření aktivní.

Předchozí část: Obyvatelnost cizích planet: Kde najdeme mimozemský život?

Popsaná dlouhodobá měření zachytila střídavá zvýšení celkové rentgenové aktivity obou hvězd. Ukázalo se přitom, že průběh jejich aktivity odpovídá jedenáctileté periodě výskytu slunečních skvrn. Podle odborníků by jakékoliv planety v obyvatelné zóně Alfa Centauri A obdržely v průměru nižší dávku RTG záření než tělesa kroužící kolem Slunce v obdobné vzdálenosti (což je jistě dobrá zpráva).

Co se týká Alfa Centauri B, je dávka záření pro oběžnice v její obyvatelné zóně vyšší než u členek naší soustavy, avšak asi jen pětkrát. Observatoř Chandra ukázala, že by život mohl mít šanci bojovat o své místo i na planetách v okolí této hvězdy.

Život v ohrožení

Naopak třetí složka trojhvězdy, Proxima Centauri, je typem velmi aktivní stálice z řad červených trpaslíků, na nichž dochází k častým výronům nebezpečného rentgenového záření, nepřátelského vůči životu. Přestože Proxima dosahuje pouhých 0,12 hmotnosti Slunce a její povrchová teplota činí jen 3 000°, z měření observatoře Chandra vyplývá, že by planety kroužící v její obyvatelné zóně dostávaly v průměru 500× vyšší dávky RTG záření než Země od své hvězdy. Přítomnost života se tam tedy zdá dost problematická.

Právě u zmíněného červeného trpaslíka objevili astronomové v roce 2016 pomocí dalekohledů Evropské jižní observatoře (ESO) a přístrojů dalších observatoří důkazy existence oběžnice. Jedná se o nejbližší známou extrasolární planetu, která by mohla hostit život, a dostala označení Alfa Centauri C b nebo Proxima Centauri b (zkráceně též Proxima b). Zatím známe jen její základní parametry a víme, že krouží v obyvatelné zóně – což ke zjištění, zda se na ní vyskytuje život, nestačí. Není jasné, zda má těleso atmosféru a kapalnou vodu na povrchu. Bez uvedených atributů tam přitom život pozemského typu existovat nemůže.

Vypařená atmosféra?

Červení trpaslíci jsou mnohem menší a chladnější než Slunce, proto se jejich obyvatelné zóny nacházejí velice blízko – kde zas ovšem potenciální život ohrožuje už zmíněná vysoká aktivita hvězdy a mohutné výrony ultrafialového a rentgenového záření. I když jsou planety těchto stálic zpočátku obyvatelné, mohou ztratit zásoby vody a život se na nich nemusí udržet. 

Jak vysvětluje Meredith MacGregorová, autorka studie z Carnegie Institution for Science ve Washingtonu: „Po více než miliardu let vývoje Proximy b mohly mimořádně silné erupce na mateřské hvězdě způsobit vypařování atmosféry či eventuálního vodního oceánu a sterilizovat povrch planety, což mohlo být pro její obyvatelnost mnohem důležitější než vzdálenost od stálice.“

TIP: Život na dosah hvězdy: Zahubí UV záření život na nadějných exoplanetách?

Podle článku, který v roce 2016 publikovali astronomové z Queen Mary University of London, nemůže ani atmosféra zemského typu přečkat vysokou aktivitu červeného trpaslíka. Takové hvězdy oplývají rovněž značnou magnetickou aktivitou. Z uskutečněné studie vyplývá, že by plynný obal exoplanety typu Země zřejmě unikl během sto milionů až dvou miliard roků, v závislosti na vzdálenosti oběžnice a aktivitě hvězdy.

Možné scénáře 

Přesto existuje řada scénářů, podle nichž mohou na Proximě b panovat podmínky vhodné pro život. Například se mohla původně zformovat dál od hvězdy (proces migrace planet se uplatňuje v mnoha případech) a v mládí by ji tolik neohrožovaly erupce stálice. Postupně se pak mohla přibližovat na současnou dráhu.

Při vzniku tělesa se mohlo na jeho povrchu vyskytovat 10× víc vody než na Zemi. I kdyby se 90 % z uvedeného množství v důsledku nepříznivých podmínek vypařilo, pořád by to stačilo na existenci oceánu. Planetu mohla rovněž v raném stadiu obklopovat hustá vodíková atmosféra, jež později unikla a zanechala jen ovzduší vhodné pro život. Tamní plynný obal může být hustý jako ten pozemský, nebo naopak řídký jako na Marsu, a může mít i jiné složení. Voda v povrchovém oceánu může být více či méně slaná, nebo tam podobný rezervoár nemusí existovat vůbec. V důsledku slapových sil může mít Proxima b vázanou rotaci a přivracet ke své hvězdě stále stejnou polokouli. Na všechny uvedené otázky se astronomové snaží najít odpověď.

Pokud by se však život na planetě kroužící kolem červeného trpaslíka udržel, mohl by tam existovat velmi dlouho. Tyto malé hvězdy mohou žít mnohonásobně déle než stálice podobné Slunci. Navíc se s přibývajícím věkem „zklidní“ a produkují méně škodlivého ultrafialového a rentgenového záření.

Pod ochranou magnetismu

Vědci z Australian National University se zabývali studiem magnetických polí planet a dospěli k závěru, že většina oběžnic nalezených v jiných soustavách zřejmě nebude tak pohostinná pro život jako Země. Rostliny a zvířata nemohou na naší planetě existovat bez vody. A životodárnou tekutinu pomáhá na zemském povrchu udržet silné magnetické pole. 

Odborníci zjistili, že jen velmi málo exoplanet oplývá silným magnetickým polem jako Země. Právě ono přitom sehrálo důležitou úlohu v ochraně atmosféry před vlivem slunečního větru a při udržování planety v mokrém a obyvatelném stavu. Negativní příklad představují Venuše a Mars, jež vzhledem ke slabému magnetickému poli ztratily nejen plynný obal, ale také oceány vody.

Nové modré planety

Z mnoha důvodů jsou pro život nejvhodnější především extrasolární planety, jež se velikostí podobají té naší. Astronomové nedávno ohlásili, že se jim podařilo vyvinout nový algoritmus pro pátrání po planetách s rozměry Země v datech kosmických observatoří i pozemních teleskopů, které k hledání cizích světů využívají tzv. tranzitní metodu. 

Vědci z Max Planck Institute for Solar System Research, Georg August University of Göttingen a Sonneberg Observatory proto znovu analyzovali část dat z vesmírného dalekohledu Kepler. Předpokládají, že díky nové a mnohem citlivější metodě mohou nalézt víc než sto dalších exoplanet. A již se dočkali prvních výsledků: Vloni oznámili objev 18 planet za hranicemi Sluneční soustavy, které jsou velikostí srovnatelné s průměrem té naší (viz Osmnáct Zemí).

Přibližně 96 % dosud detekovaných exoplanet přitom představují tělesa podstatně větší než Země – převážná část rozměrově odpovídá spíš plynným obrům. Uvedené procentuální zastoupení však zřejmě neodráží jejich skutečný výskyt ve vesmíru, protože malé planety se odhalují mnohem obtížněji než jejich větší „sourozenci“. Nicméně právě nepříliš rozměrné objekty tvoří při pátrání po potenciálně obyvatelných, Zemi podobných světech mimo naši soustavu zajímavý cíl.