Sciencemag.cz
Doporučujeme
Hyceánské světy představují novou třídu exoplanet, které se zdají být zajímavé z hlediska možnosti života cca pozemského typu. Jedná se o planety pokryté (prakticky celé) oceány, jejichž atmosféra je tvořena převážně vodíkem.
Stručné informace na téma hyceánských (hydrogen+oceán) světů se již v češtině na několika vědecko-populárních webech objevily, takže spíše pro zopakování. Hezké shrnutí přináší Matt Williams na UniverseToday.
Ze všech exoplanet, které byly objeveny v posledních 30 letech, byla naprostá většina buď převážně kamennými planetami o hmotnosti několikanásobně větší než Země (superzemě), nebo ledovými obry s atmosférou bohatou na vodík (minineptuny), případně něčím mezi tím. Zatímco superzemě tvoří asi 30 % (1 383) všech dosud objevených exoplanet, minineptuny mají ještě o něco větší podíl – 34 % (1 531).
Viz také: Život v atmosféře subneptunů
Většina minineptunů je cca 1,7krát až 3,9krát větší než Země. Předpokládá se, že samotná planeta pod atmosférou se skládá z ledu, hornin a oceánů těkavých prvků. Předchozí studie takových planet vedly k závěru, že tlak a teplota pod jejich atmosférami bohatými na vodík by byly příliš velké na to, aby se na nich mohl udržet život. V nedávné studii však Nikku Madhusudhan (University of Cambridge) a jeho kolegové zjistili, že tyto planety by za určitých podmínek mohly život podporovat. A to i když mají atmosféry třeba horké až 200 °C.
Vědci konkrétně zkoumali exoplanetu K2-18b, která si v roce 2019 vysloužila zájem, když dva různé týmy oznámily detekci vodní páry v její (převážně vodíkové) atmosféře. Výsledky, které N. Madhusudhan a jeho tým získali, je pak dále vedly k obecnému zkoumání dalších otázek vztahujících se k obyvatelnosti minineptunů. A to je přivedlo k identifikaci nové třídy planet, hyceánských světů. Stejně jako takzvané vodní světy by i hyceánské světy byly pokryty celoplanetárními oceány, ale jejich atmosféry by byly tvořeny převážně vodíkem (čímž tyto planety zase odpovídají plynným obrům). Přítomnost atmosférického vodíku by umožnila skleníkový efekt, který by pomohl zajistit, aby oceány na povrchu nezmrzly. Díky tomu a dalším vlastnostech by tyto planety oproti světům podobným Zemi měly mít také mnohem větší obyvatelnou zónu (definujeme jako totožnou s kapalnou vodou na povrchu). Některé jinak „přehřáté“ světy s vázanou rotací by např. mohly udržovat kapalný oceán na odvrácené straně (a jinde, v případě příliš chladných planet, zase možná naopak). Existují i studené hyceánské světy, které od své hvězdy dostávají jen málo tepla, ale pod vodíkovou peřinou a s vnitřním teplem kapalnou vodu na povrchu přece jen udrží.
Hyceánské exoplanety jsou, jak se zdá, ve vesmíru časté, což z nich pro pátrání po mimozemském životě dělá zajímavý cíl. Vzhledem k jejich velikosti je navíc objevíme snáze než planety o velikosti Země. Na rozdíl od těles s oceánem pod ledem bychom zde život mohli dokázat i přímo detekovat, především podle signatur v atmosféře. „Vyšší teploty a atmosféry bohaté na vodík znamenají, že případné atmosférické stopy života budou mnohem lépe zjistitelné, než by tomu bylo u planet podobných Zemi,“ uvádí obecně N. Madhusudhan.
Otázkou samozřejmě je, na jaké látky se zde zaměřit. Mělo by jít jednak o sloučeniny, které nevznikají anorganickými procesy, a jednak o takové, které by byly nestálé (rozdíl oproti pozemské situaci je v tom, že zdejší atmosféra je redukční, jen s opravdovým minimem kyslíku nebo ozonu). A za další chceme molekuly detekovatelné našimi analytickými metodami (spektroskopie). Možným kandidátem je pak např. dimethylsulfid a methylchlorid.
Mnohé (předpokládaně) hyceánské planety máme navíc relativně blízko, obíhají kolem hvězd typu M (červených trpaslíků) vzdálených 35 až 150 světelných let. Již nyní se plánuje studium planety K2-18b (prozatím asi nejslibnější kandidát, viz výše) pomocí chystaného vesmírného dalekohledu Jamese Webba. V roce 2025 bude následovat kosmický dalekohled Nancy Grace Roman Space Telescope, který by měl také umět nacházet světy tohoto typu.
Nikku Madhusudhan et al 2021 ApJ 918 1
Matt Williams: Ocean Worlds With Hydrogen-Rich Atmospheres Could be the Perfect Spots for Life
Zdroj: UniverseToday a další
Poznámky PH:
Tak jako vždycky, otázka je nejen existence života, ale i jeho vznik. Vyšší teplota by obecně měla vše urychlit. Co ale absence pevné země? Dnes předpokládáme vznik života spíše u podmořských vývěrů než v „kalužích“, kde se stýká voda s pevninou, potud by z toho hyceánské světy také vycházely dobře. Nejasné však je, zda v prebiotické fázi evoluce nebylo třeba, aby se organické látky koncentrovaly na pevném povrchu vysycháním a opětovným rozpouštěním.
Také samozřejmě není moc jasné, jak na hyceánském světě budou probíhat koloběhy živin, vulkanismus, tektonika apod.
