Při studiu skalnatých světů mimo sluneční soustavu vědci používají Mars jako laboratoř v planetárním měřítku.
Jak dlouho by mohla skalní planeta, podobná Marsu, zůstat obyvatelná, kdyby obíhala po červeném trpaslíkovi? Mise NASA Mars Atmosféra a Volatile Evolution (MAVEN), která studuje našeho souseda od listopadu 2014, pomůže odpovědět na tuto obtížnou otázku.
"Pozorování mise MAVEN naznačují, že Rudá planeta postupně ztratila významnou část své atmosféry, a to na ní změnilo podmínky," říká David Brain, vědec mise MAVEN na University of Colorado (USA).
Planetární laboratoř
Při studiu skalnatých světů mimo sluneční soustavu vědci používají Mars jako laboratoř v planetárním měřítku. Na podzimním zasedání Americké geofyzikální unie dne 13. prosince 2017 v New Orleans v USA David Brain sdílel s kolegy, jak data MAVEN ovlivní určování obývatelnosti skalnatých planet obíhajících vzdálené hvězdy.
Kosmická loď MAVEN. Kredit: NASA.
MAVEN má na palubě sadu nástrojů, které měří ztrátu marťanské atmosféry. Studie ukazují, že mnoho z nich uniklo do vesmíru „díky“kombinaci chemických a fyzikálních procesů a data z nástrojů poskytují vodítka, jak hraje každý z nich roli.
Propagační video:
Během posledních tří let zažilo Slunce období rostoucí a klesající aktivity, zatímco Mars zažil sluneční bouře, sluneční erupce a vystřelení koronální hmoty. Tyto změny poskytly MAVENU jedinečnou příležitost sledovat chování atmosféry za různých podmínek.
Červený trpaslík a hypotetický Mars
David Brain a jeho kolegové aplikovali tyto znalosti na hypotetickou planetu podobnou Marsu obíhající kolem červené trpasličí hvězdy (nejhojnější třídy hvězd v naší Galaxii). Navrhovali, že exoplanet, stejně jako Mars, je umístěn na okraji obytné zóny. Protože ale červení trpaslíci jsou slabší než Slunce, jejich obyvatelná zóna je mnohem blíž. Ukázalo se, že díky extrémnímu ultrafialovému záření hvězdy a blízké oběžné dráze bude planeta přijímat 5 až 10krát více UV záření než Mars. Tím se zvyšuje množství energie dostupné pro procesy odpovědné za únik atmosféry.
Umístění hypotetického Marsu v obytné zóně obíhající kolem červeného trpaslíka ve srovnání s umístěním skutečného Marsu ve sluneční soustavě. Kredit: NASA Goddard Space Flight Center.
Na základě údajů od MAVEN vědci vypočítali, že atmosféra exomarů může ztratit 3-5krát více nabitých částic v procesu zvaném iontový únik a 5-10krát více neutrálních částic v důsledku fotochemického úniku. Navíc, protože v atmosféře bude mnoho nabitých částic, začne se „stříkat“. Proces stříkání je podobný hře kulečníku: nabité částice narážejí na molekuly, tlačí některé z nich do vesmíru a tlačí jiné proti svým sousedům. Tato řetězová reakce výrazně zvyšuje rychlost atmosférických ztrát. Nakonec bude hypotetická planeta čelit ztrátě molekul světla, jako je vodík.
Obecně by nalezení hypotetického Marsu na okraji obyvatelné zóny klidného červeného trpaslíka mohlo zkrátit životnost asi 5-20krát. Pokud je planeta umístěna do aktivního systému červených trpaslíků, bude tato doba zkrácena asi 1000krát.
Polehčující okolnosti
David Brain nicméně považoval scénář nejhoršího případu tím, že umístil Mars uprostřed červeného trpaslíka. Jiná planeta může mít některé zmírňující faktory, jako jsou aktivní geologické procesy, magnetické pole nebo větší velikost. To vše vám umožňuje doplňovat, chránit a udržovat atmosféru po delší dobu.
"Obyvatelnost vzdálených světů je jedním z nejdůležitějších témat v astronomii a tyto odhady ukazují jeden způsob, jak využít znalosti Marsu a Slunce při hledání života ve vesmíru," uzavřel Bruce Yakoski, hlavní vyšetřovatel MAVEN na University of Colorado (USA).
Roman Zakharov