Obsah:
Kolik atmosféry je pro život příliš mnoho? Jak vědci objevují další super-Země a mini-Neptuny, otázka se stává aktuálnější.
Často se má za to, že kamenná jádra těchto planet jsou přibližně stejně velká, přičemž hlavním rozdílem je velikost atmosféry. Mini-Neptuny vypadají spíše jako plynní obři s hustší atmosférou, která by na povrchu vytvářela příliš velký tlak, a superzemě mají mnohem tenčí vrstvu.
Nedávná výzkumná studie zvažovala, co by se stalo, kdyby se mini-Neptun migroval blízko k trpasličí hvězdě. Hvězdy třídy M, jak je tento typ znám, mají nestálou první miliardu let. Produkce energie z hvězd se může drasticky lišit, přičemž rentgenové a extrémní ultrafialové paprsky zasahují planety se 100 až 10 000krát větším zářením, než jaké Země zažívá dnes.
Pro obyvatelnost je to obrovská výzva. Protože je hvězda menší, kamenné planety se musí schoulit blíže, aby byly v obyvatelné zóně hvězdy. Záření vycházející z hvězdy v jejím mládí udeří do atmosféry a strhává molekuly, dokud nezbude jen málo.
Co když se však mini-Neptun dostal do blízkosti, protože gravitace jeho hvězdy nebo jiných planet ovlivnila jeho dráhu? Zdá se, že existuje malý soubor situací, kdy by planeta mohla udržet jen tolik atmosféry, aby se stala "super-Zemí", planetou, která je o něco větší než Země, ale stále dostatečně malá na to, aby měla atmosféru přiměřené velikosti. Vyplývá to z nového výzkumu, který vedl Rodrigo Luger, doktorand astronomie na Washingtonské univerzitě v Seattlu.
"Je to něco, co by mohlo potenciálně vést ke vzniku a vývoji života podobného tomu, co známe," řekl Luger.
V takovém scénáři by se formy života stále vypořádaly s radiačním bombardováním, ale méně tak, jak se hvězda časem dostane ze své aktivní fáze, ačkoli sluneční erupce by mohly zůstat nebezpečím, řekl Luger.
Jeho článek „Habitable Evaporated Cores: Transforming Mini-Neptuns to Super-Earths in the Habitable Zones of M Dwarfs“byl nedávno publikován v časopise Astrobiology.
Problémy s atmosférou
Lugerův tým vytvořil modely různých druhů mini-Neptunů a měnil excentricitu jejich drah, jejich hmotnosti a jejich průměry. Vědci zjistili, že aby byla planeta potenciálně obyvatelná, nemusela by být větší než dvě nebo tři hmotnosti Země, aby se přeměnila na super Zemi. Jakákoli větší a silnější gravitace planety by působila proti životu tím, že by na povrchu udržovala příliš velký atmosférický tlak, i když chrání před radiací trpaslíka.
Planeta super velikosti Země v tomto scénáři může mít správnou velikost, ale stále trpí problémy s obyvatelností. Model předpokládá, že planeta začala vodíkovou nebo heliovou atmosférou, což je u plynných obrů běžné. Tento druh atmosféry je nehostinný pro život, jak jej známe.
Někteří vědci se domnívají, že zemská atmosféra (která je většinou tvořena dusíkem a kyslíkem) vznikla později v geologické historii planety ze sopečných erupcí. V blízkosti těkavého trpaslíka M však mohla být sekundární atmosféra (atmosféra, která vznikla poté, co se vytvořila planeta) odstraněna stejně rychle jako ta první, zdůraznil Luger. A pokud by tato hypotetická planeta byla před migrací blíže ke hvězdě vyrobena převážně z ledu, její bližší a teplejší umístění by vytvořilo vodní svět, který představuje vlastní řadu výzev. Vodní světy obvykle nemají žádné kontinenty a mohou postrádat uhlíkový cyklus pro život. Mezitím by tlak veškeré vody mohl vytvořit vysokotlaký led na dně oceánu, který by bránil minerálům prosakovat z nitra planety, což může být také nezbytné pro život.
"Poselství, které si vezmete domů, je, že tyto světy jsou velmi odlišné od Země," řekl Luger.
Pozorování výzev
Současná technologie tyto světy zatím nedokáže dobře rozpoznat, protože jsou příliš daleko od své mateřské hvězdy a příliš malé a slabé, řekl Luger. Pokud by byly planety blíže – příliš blízko na to, aby byly obyvatelné – lze je zaznamenat například gravitačními účinky na mateřskou hvězdu.
Vezměte si případ CoRoT-7b, světa, který je o 70 procent větší než Země a obíhá pekelně blízko své mateřské hvězdy. Když byl objev této planety oznámen v roce 2010, modelování ukázalo, že pravděpodobně ztratila velkou část své atmosféry, když se přiblížila k planetě. To bylo zjištěno při zkoumání faktorů, jako jsou slapové síly, ke kterým dochází, když silná gravitace hvězdy ovlivňuje rotaci a oběžnou dráhu planety.
Luger doufá, že nový dalekohled lépe odhalí tyto bývalé mini-Neptuny. Observatoř NASA s názvem TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) bude vypuštěna v roce 2017 a bude navržena tak, aby sledovala planety obíhající kolem trpasličích hvězd, řekl Luger.
"Pravděpodobně dokáže detekovat planety v obyvatelných zónách hvězd třídy M a zjistit, zda existují," řekl.
