Modrá, zelená nebo obyvatelná planeta?

By admin, on Červenec 19th, 2013

Představme si civilizaci podobnou té naší, žijící na obyvatelné planetě nějakých 100 světelných let od nás. Představme si, že tato civilizace je v technologiích kosmického výzkumu včetně hledání života ve vesmíru o něco dál, než my. Také hledá obyvatelnou planetu a život ještě jinde ve vesmíru a také se jí to zatím příliš nedaří. Činí však významné pokroky.

Na povrchu exoplanety X f by mohly převládat silikátové horniny. Atmosféra rozptyluje krátkovlnné záření. Bílá oblaka tvoří voda v plynném skupenství. Tak nějak by mohli vnímat povrch planety její obyvatelé svým zrakem (umělecká představa mimozemského malíře).

Naše civilizace odhalila zatím nejmenší exoplanetu o průměru asi 2/3 Země. Fiktivní mimozemská civilizace to umí také. A dost možná, že by dokázala detekovat exoplanetu až 1/10 hmotnosti Země.

Jednou se takto stalo, že mimozemská civilizace objevila planetární soustavu relativně blízké, osamocené hvězdy spektrálního typu G; osamocené znamená, že netvoří pár s jinou hvězdou, tj. nejde o složku dvojhvězdy. Takové hvězdy, a ke všemu tohoto spektrálního typu nejsou sice ve vesmíru ničím výjimečným, na druhou stranu ale nepatří ani k nejběžnějším. Nejběžnější jsou málo hmotné hvězdy spektrálního typu M, kterým ta naše civilizace říká také někdy „červení trpaslíci“, ta mimozemská jim říká „normální hvězdy“, sama totiž žije na planetě, která kolem jedné z takových hvězd obíhá. Navíc jsou tyto hvězdy nejpočetnější, takže název je to vcelku logický. Většina „normálních hvězd“ je proměnných – lidstvo jim říká „eruptivní proměnné“ nebo „proměnné typu T Tauri“ – ale všechny z nich proměnné nejsou, a kolem jedné takové obíhá planeta obývaná těmito mimozemšťany.

Hvězda, která vlastní již zmíněnou planetární soustavu, se chová celkem nezajímavě. Není ani proměnná – ale to je právě dobře, protože případné planety obíhající kolem ní v obyvatelné zóně budou dostávat od této hvězdy stále stejné množství záření. Hvězda je – díky vzdálenosti 100 světelných let – slabou hvězdičkou, která ani není vidět pouhým okem na obloze planety mimozemšťanů (předpokládejme, že oči těchto mimozemšťanů jsou výkonem podobné těm našim). A planetární soustava kolem této hvězdy – mimozemští astrobiologové jí dali přezdívku „Hvězda X“, aby ji nemuseli nazývat nezáživným katalogovým označením – je vskutku zajímavá: kolem Hvězdy X obíhá hned několik exoplanet. Bohužel tyto planety netranzitují, což ztěžuje jejich výzkum.

Exoplaneta X b v představách mimozemského malíře.

Největší planeta soustavy X je plynný obr v poměrně velké vzdálenosti, který už se podařilo detekovat dokonce přímým zobrazením, i když „dalo to fušku“, protože oběžná doba tohoto plynného obra činí poctivých 12 let, takže za cca půlstoletí objevování exoplanet touto mimozemskou civilizací stihla exoplaneta X b vykonat jen 4 oběhy kolem své hvězdy. Pokrok technologií mimozemšťanů umožnil přímé zobrazení X b zatím jen při posledních dvou maximálních elongacích. Žel, pokusy o přímé zobrazení nebyly úspěšné u dalších tří plynných obrů. Ty jsou sice méně hmotné, ale zato obíhají ve větší vzdálenosti: X c s oběžnou dobou 30 let, X d s oběžnou dobou 84 let a X e s oběžnou dobou 162 let. Zvláště u X c si však mimozemská civilizace dělá velkou naději, že by se to mohlo podařit, protože hmotnost X c dosahuje téměř 1/3 hmotnosti X b. Jenže, zatím pozorovací techniku doprovází smůla. Když se X c naposledy blížila do největší elongace, porouchal se největší kosmický dalekohled. Jeho oprava byla natolik náročná a zdlouhavá, že mezitím příznivé období zase skončilo. Hmotnosti X d a X e jsou asi 1/20 X b, obíhají daleko od X, a tudíž pomalu, navíc nejsou ve vhodné konfiguraci. Tento planetární systém je však velice zajímavý. Čtyři plynní obři tak daleko od svého Slunce, a přitom s krásně rozdělenými drahami s nízkou výstředností. Takové soustavy se vyskytují u pouhých 15% hvězd, a X je navíc poměrně hmotná.

Mimozemská civilizace je na rozdíl od té naší dál v radioastronomii. K tomu přispívá i to, že (narozdíl od nás) vyřešila problém rádiového znečištění oblohy, takže její kosmické radioteleskopy mohou být daleko citlivější. Díky tomu mimozemšťané objevili, že X b je také zdrojem rádiovým zdrojem, a bude mít zřejmě silnou a rozsáhlou magnetosféru. Detekci exoplanet pomocí projevů jejich magnetosfér mimozemšťané zvládli již dříve, ale dosud je tato metoda úspěšná spíše u horkých Jupiterů. X b je první „chladný Jupiter“, u kterého byla magnetosféra zaznamenána. Radioastronomie přinesla také další pozitivní zprávu: i samotná hvězda X je v rádiovém oboru „krásně klidná“, žádné „bouře“ – jako u některých zvláštních typů proměnných hvězd (lidská civilizace tyto typy proměnných hvězd ještě neobjevila).

To nejzajímavější a nejúžasnější jsem nechal nakonec: u X objevili vědci hned 3 malé exoplanety terrestrického typu – a všechny v obyvatelné zóně! Dvě z nich mají hmotnosti asi 300× menší než X b. Jsou vážnými kandidáty na existenci života. Odhaduje se, že X je stará kolem 5 miliard let, takže případný život měl dost času se rozvinout. Třetí terrestrická planeta vlastně není dosud potvrzená. Je mnohem méně hmotná, než zbývající dvě a její gravitační působení na X je tak slabé, že spektrometricky je tato poslední exoplaneta na hranici detekovatelnosti, někteří vědci jsou k její existenci skeptičtí. Nicméně i dvě exoplanety v obyvatelné zóně – už to je něco, co se hned tak nevidí.

Pravděpodobnost existence života na blízkých terrestrických planetách u X zvyšuje zejména přítomnost krásně uspořádaných plynných obrů na vzdálených kruhových drahách – především hmotného X b.

Také obě dvě terrestrické planety v obyvatelné zóně: X f a X g (možná jsou tři, ještě X h) mají kruhové dráhy. Dokonce téměř přesně kruhové. Vzdálenosti X f a X g od X jsou si poměrně podobné, takže obě exoplanety se nepatrně gravitačně ovlivňují. I to může být výhoda, protože obě jsou od svého Slunce přece jen hodně vzdálené, takže není jasné, jak rotují. Ale mohou si vzájemně stabilizovat rotační periody i osy rotace. Stabilní rotační osa i perioda jsou k vytvoření podmínek pro život také důležité. Nezodpovězenou otázkou je přítomnost vody na těchto planetách, ale je-li tam voda přítomná ve správném množství, pak je život na obou exoplanetách vskutku vysoce pravděpodobný. Mimozemšťané si kladou otázky: je-li život přítomen na obou exoplanetách – X f i X g -, a je-li život na obou inteligentní, komunikují spolu bytosti z obou exoplanet? A nebo se dokonce naučily létat do vesmíru a navštěvují se? A nebo kolonizuje jediná civilizace obě planety? Je-li tam civilizace, jak je ve svém vývoji daleko? Jsou-li všechny domněnky mimozemšťanů správné, může mít život u X dokonce lepší podmínky, než mimozemská civilizace. X má vyšší povrchovou teplotu, 5500 až 5600 K, vydává více energie, maximum vyzařování má v krátkovlnné oblasti spektra (z pohledu mimozemšťanů). Toto záření je sice nebezpečné, ale je katalyzátorem zajímavých biochemických reakcí, například účinnějšího druhu fotosyntézy.

Jak X f a X g asi vypadají? Teorií vytvořili mimozemšťané velkou spoustu. K jejich potvrzení či vyvrácení však chybí dostatek informací. Planety – jedna či obě – by mohly (v závislosti na obsahu vody) mít barvu odpovídající vlnové délce, kterou dobře rozptyluje voda, tj. 450 nm (lidé ji nazývají „modrá“, mimozemšťané ji očima přímo nevidí, protože jejich zrak je citlivý v (pro nás) infračervené oblasti spektra). To by bylo velmi zajímavé, uvážíme-li, že tuto vlnovou délku obvykle (z pohledu mimozemšťanů) rozptyluje spíše jeden druh horkých Jupiterů s povrchovou teplotou o 1000 K vyšší, než mohou mít X f a X g, a to díky SiO₂. Ten by měl být na X f a X g sice také poměrně rozšířený, ale jako pevná látka, navíc zřejmě ve směsi s řadou jiných sloučenin. Jsou-li však na nich rostliny založené na krátkovlnné fotosyntéze a pokrývají-li část povrchu, může se tato barva sezónně měnit na barvu odpovídající poněkud větší vlnové délce, asi 550 nm (my, lidé, jí říkáme „zelená“). To jsou však všechno jen spekulace, protože přesné chemické složení na povrchu X f i X g je neznámé, a ještě dlouho bude; nejasný je hlavně obsah vody. Pokud by vody bylo příliš málo, mohla by převládat barva silikátových hornin s příměsemi oxidů kovů, tedy spíše 590 nm. Naopak, pokud by to byly planety oceánické, hrozil by vznik pádivého skleníkového efektu. A významnou roli by hrála i další velmi rozšířená anorganická sloučenina: „skleníkový plyn“ CO₂. Bližší X f (případně i X g) by se tak mohla proměnit v horkou planetu s hustou atmosférou. Barvu planety by potom určovalo složení horní vrstvy její husté, tedy i špatně průhledné atmosféry …

Jistě nemusím čtenářům dodávat, co že to mimozemšťané vlastně objevili. Kdyby tak věděli víc …!

Poznámka

1. Tvrzení o modré barvě oceánické planety je ve skutečnosti problematické. Vlnová délka 450 nm sice odpovídá modré barvě, ale voda dobře rozptyluje i UV záření, které lidé už nevnímají. Vnímání barev je dáno vlastnostmi zraku a množstvím a spektrálním složení světla (záření).

2. Obrázky

„Exoplaneta X f …“ – ve skutečnosti fotografie pouště Atacama. Zdroj: Wikipedia.

„Exoplaneta X b v představách mimozemského malíře“ – ve skutečnosti infračervený snímek Jupiteru pořízený VLT 17. 8. 2008. Snímek je složený ze tří snímků na vlnových délkách 2000, 2140 a 2160 nm. Zdroj: Wikipedia.