Student World

Počátkem února letošního roku představila NASA celkem 1235 exoplanetárních kandidátů, které obíhají okolo 997 hvězd a během prvních přibližně 4 měsíců své mise je nalezl kosmický dalekohled Kepler. Některé z exoplanet byly objeveny v tzv. obyvatelné oblasti nebo jejím okolí.

Obyvatelná oblast nebo chcete-li zóna života je termín, se kterým se v článcích o exoplanetách setkáte poměrně často. Zvláště druhý ekvivalent tohoto termínu je dosti nešťastný, obyvatelná oblast nám totiž o životě na té či oné planetě nic nepoví. Jedná se pouze o oblast okolo hvězdy, ve které může mít případná planeta zemského typu podmínky k udržení vody v kapalném skupenství.

Parametry obyvatelné oblasti vychází jen a pouze z údajů, které známe o mateřské hvězdě, nic nám však neříkají o skutečných podmínkách na povrchu daného světa a v obecném slova smyslu dokonce ignorují vlastnosti i samotnou existenci atmosféry planety.

Kepler objevil v obyvatelné oblasti nebo jejím okolí 54 kandidátů. Vzhledem k výkonu pozemských spektrografů budou tito kandidáti čekat na své potvrzení jistě velmi dlouho, takže celá naše diskuse se odehrává pouze v teoretické rovině. Na druhou stranu je seznam těchto kandidátů pouhým nedoslazeným předkrmem. Aby Kepler objevil exoplanetu v obyvatelné oblasti u hvězdy typu Slunce (s oběžnou dobou plus mínus rok), musí data poctivě sbírat po dobu 3 let a nikoliv pouhých 4 měsíců.

Mezi 54 kandidáty bude navíc hodně plynných obrů, jako je Neptun či dokonce Jupiter. Pokud by okolo těchto obrů obíhaly hmotnější měsíce, mohly by to být právě ony, kdo budou mít na svém povrchu podmínky k životu, avšak to se už pouštíme do obyčejných spekulací.

Pro naši debatu jsme dnes vybrali nejnadějnější kandidáty, kteří obíhají v obyvatelné oblasti či jejím okolí a mají poloměr maximálně 2 Země.

Není teplota jako teplota

V odborném článku od týmu Keplera naleznete seznam všech 54 kandidátů v obyvatelné oblasti a u nich rovnovážnou teplotu na povrchu exoplanety (Equilibrium temperature, Teq). Pokud jste si tabulku prohlíželi, pak jste patrně hledali planetu, na jejímž povrchu budou panovat příjemné teploty. Nevím, zda preferujete spíše horko nebo máte rádi chladnější klima, ale na teplotě okolo 10 až 30°C se asi shodneme. Budeme tedy asi hledat planetu s povrchovou teplotou okolo 283 až 303 Kelvinů. Pokud jste tento postup dříve absolvovali, pak si připravte nejméně dva balíčky kapesníků. Asi vás zklameme, postupovali jste špatně.

Rovnovážná teplota je jako údaj vlastně celkem k ničemu a to z několika důvodů:

K určení teploty potřebujeme znát přesné parametry mateřské hvězdy (zářivý výkon, poloměr, povrchová teplota) a velkou poloosu dráhy planety. Tyto údaje samozřejmě známe pouze s určitou přesností.

Dalším klíčovým parametrem je albedo planety. Jedná se o hodnotu, která udává, kolik záření planeta odráží zpět do kosmického prostoru. Pokud by byla hodnota rovná nule, neodráží nic, při hodnotě 1, odráží veškeré záření. Například Země má albedo přibližně 0,37. Jaké albedo mají zmínění kandidáti, však nevíme, můžeme ho pouze hrubě odhadnout.

Díky těmto nedostatkům lze rovnovážnou teplotu odhadnout s přesností asi 22 %, což nám samozřejmě následné diskuse poněkud komplikuje. Co je však důležitější, rovnovážná teplota nebere v úvahu vliv atmosféry. Ten přitom rozhodně nemůžeme zanedbat. V případě Země přidává atmosféra k rovnovážné teplotě navíc 33 K, u Venuše je to ale díky skleníkovému jevu plných 500 K.

Pokud bychom tedy chtěli nalézt v datech exoplanetu, na jejímž povrchu se může nacházet voda v kapalném skupenství, musíme nasadit poněkud podivný přístup a hledat planetu s rovnovážnou teplotou pod bodem mrazu (méně než 273 K).

***

Jako nejnadějnější vycházejí z kandidátů na exoplanety v obyvatelné zóně objekty KOI 854.01 a KOI 701.03.

Převzato z webu Exoplanety.cz, upraveno a výrazně zkráceno.

autor Petr Kubala