Student World

V posledních dnech došlo k objevu tří exoplanet, které se pohybují kolem svých hvězd v obyvatelných oblastech nebo alespoň v jejich blízkosti. V médiích se ihned objevily informace, že na alespoň některé z planet bude „globální oceán“ apod. Skoro by se chtělo zeptat, kde si můžeme koupit rybářské lístky k lovu na těchto světech. Ale teď vážně. Jak už to u těchto objevů bývá, o planetách nevíme vlastně skoro nic a hrát si s termínem obyvatelná oblast také není nic jednoduchého.

Kepler-62

Co víme jistě, že v případě Kepler-62 zde máme oranžového trpaslíka. Hvězdu o velikosti a hmotnosti asi 0,6 Slunce, která je nejen menší a méně hmotná ale také o něco chladnější než ta velká žlutá koule na pozemské obloze. Zatímco Slunce má na „povrchu“ asi 5700 K, Kepler-62 je o zhruba 800 K chladnější.

Kolem hvězdy obíhá pět planet, nebo přesněji řečeno pět planet přechází před svou hvězdou a Kepler je tedy mohl najít. Čtyři z pěti planet obíhají blíže, než Merkur ve Sluneční soustavě. Přesto na nejvzdálenější z této čtyřky mohou být vcelku příznivé podmínky. Rovnovážná teplota se u ní bude pohybovat někde kolem 0°C. Její poloměr bude kolem 1,7 Země. Poslední planeta se pak nachází ve vzdálenosti 0,7 AU, má poloměr 1,4 Země a rovnovážnou teplotu kolem -70°C.

Nevíme skoro nic
Problémem je, že nevíme nic o atmosférách těchto planet, které mají klíčovou roli při stanovení výsledné teploty. Kromě toho však nevíme ani nic o složení planet jako takových. Astronomové pracují obecně se třemi hodnotami: hmotností, poloměrem a složením. V případě těchto planet známe pouze poloměr, nemůžeme vypočítat hustotu a tedy odhadnout přibližné složení. V odborných studiích se proto často nastíní řada scénářů očekávaného složení – planeta spíše kamenná, planeta spíše „vodního typu“ a díky tomu můžeme určit maximální možnou hmotnost.

Podle nejpravděpodobnějšího scénáře by planety „e“ a „f“ měly být vodními světy, jejichž analogii ve Sluneční soustavě nemáme. Teoreticky by se mohlo jednat o kamenné planety s velmi hlubokým oceánem na povrchu, případně o planety, v jejichž složení hraje voda klíčovou roli. Některé simulace naznačují, že podobné světy mohou mít ze začátku atmosféru, složenou převážně z vody (80-90%), oxidu uhličitého a amoniaku. Posledně jmenovaný „čpavek“ je ovšem záhy pokořen účinky ultrafialového záření a rozložen na dusík a vodík, který se postupně z atmosféry vytratí do kosmického prostoru.

Čistě teoreticky lze očekávat u Kepler-62 e hmotnost kolem 2 až 4 Zemí, v případě Kepler-62 f pak někde v rozmezí 1,2 až 2,5 Země.

Astronomové samozřejmě mohou hmotnost změřit. Pozemské spektrografy na to však u tohoto systému stačit zatím nebudou a nepomohou zřejmě ani další techniky jako TTV, kdy se dají hmotnosti určit na základě odchylek v časech tranzitů jednotlivých exoplanet.

Také s pojmem „obyvatelná oblast“ je právě díky neznalosti složení ale zejména atmosféry problém. Férovější ale méně mediálně atraktivní je držení se výše popsaných rovnovážných teplot nebo ještě lépe tzv. oslunění, tedy množství záření, které planeta od své hvězdy dostává ve srovnání se Zemí. V případě Kepler-62 e je to 1,2, u Kepler-62 f pak 0,4. Na okraj je dobré zmínit, že ani rovnovážné teploty neznáme přesně, ale odhadujeme je na základě neznámého albeda, tedy množství záření, které daná planeta odráží zpět do vesmíru.

Podle některých studií je maximální možná rovnovážná teplota, při níž ještě lze uvažovat o obyvatelnosti, kolem 310 Kelvinů (40°C). Jiné studie ovšem tuto hranici sráží dokonce až k 250 Kelvinům (-20°C). Porovnávat ovšem tato čísla s hodnotami u nových exoplanet příliš smysl nemá s ohledem na neznalost složení a tedy albeda. Z obyvatelných exoplanet se tak ve skutečnosti vyklubou jen planety větší než Země, které „mají šanci“ na podmínky k životu.

Jsou daleko

O čem se příliš nemluví, je fakt, že objevy Keplera se nacházejí poměrně daleko od nás. V případě Kepler-62 se má jednat o 1 200 světelných let, v případě Kepler-69 dokonce o 2700 let. Prvně jmenovaná se nachází v souhvězdí Lyry, druhá v souhvězdí Labutě. Jedná se o oblast mezi tzv. letním trojúhelníkem, tvořeným třemi jasnými hvězdami: Vega, Deneb a Altair.

Oblast, kde Kepler exoplanety hledá, je vybrána záměrně především proto, aby mohl dalekohled pozorovat desítky tisíc hvězd současně bez toho, aby jej někdy rušil Měsíc nebo Slunce. Kepler je především statistik, jeho cílem je zjistit, jak na tom s exoplanetami v Galaxii vlastně jsme. Jeho nástupce, družice TESS by se měla zaměřit na konkrétní nejbližší hvězdy. Stane se tak nejdříve v roce 2017.

Převzato z webu Exoplanety.cz, upraveno.

autor Petr Kubala