Kosmický dalekohled Kepler objevil 20 nových exoplanet obíhajících kolem slabých malých hvězd. Pět z nich je uvnitř obyvatelné zóny. Tedy tam, kde může být kapalná voda a život sám. Tým společnosti Kepler to oznámil na společném zasedání pobočky planetárního výzkumu Americké astronomické společnosti a Evropského planetárního kongresu.
Nové planety o velikosti Země, někdy o něco menší, jindy větší, jako Neptun (říká se jim superzemě). Jsou docela vhodné pro bydlení i pro nás, aniž by se ohýbaly nadměrnou přitažlivostí a aniž by odletěly do vesmíru z mimořádné lehkosti. Točí se kolem velmi malých hvězd - oranžových a červených trpaslíků tříd K a M. Tyto hvězdy jsou paraziti, kteří vědcům brání v pozorování něčeho významného. V každém případě je tedy Courtney Dressingová, astronomka z Caltechu, která objev představila, dabovala.
Jsou skutečně všudypřítomné: až tři čtvrtiny hvězd v Galaxii jsou červení trpaslíci. Asi 250 je blízko, do 30 světelných let od našeho Slunce (což je v porovnání s nimi obrovské, desetkrát více). Samotná Courtney, mladá a krásná, trvá na tom, aby byly obyvatelné planety prohledávány poblíž takových matných hvězd. V posledních letech se z toho stal trend nebo mainstream.
Takže, červení trpaslíci. Slabé hvězdy, které tvoří méně než deset procent sluneční hmoty, a jejich teplota fotosféry je 3 500 kelvinů a méně, což je téměř polovina sluneční teploty. Hypoteticky však mohou žít ještě další bilion let, který jde za horizont nejnásilnější představivosti. Celý vesmír začal jen před 13,8 miliardami let. Během této doby se zrodilo a zemřelo mnoho hvězd a trpaslíci mají v úmyslu existovat stokrát déle. Žádný z fyziků se nezaváže předpovídat, co se stane se světem po tak dlouhou dobu, ale pokud vše zůstane „jako dříve“, pak může vzniknout život ve hvězdách třídy M s vysokou pravděpodobností. Pokud již není koncipován.
Kepler-20f je exoplaneta obíhající kolem hvězdy Kepler-20 v souhvězdí Lyry. Hmotnost - 0,66 hmotností Země. Oběžná dráha je čtvrtá od mateřské hvězdy. Rok na planetě trvá 19 pozemských dnů
Foto: mise NASA / Kepler
Při hledání mimozemského života se naděje pozemšťanů střídají se zklamáním. Nikdo nepíše zprávy do pozemské mysli od mimozemšťanů, nikde nevidíme jasné stopy ani primitivních organismů. Naděje pro Mars - téměř se zastavila. Nyní doufáme v Evropu, měsíc Jupitera. Ale nejvíc ze všeho je samozřejmě naděje v exoplanetách (planetách obíhajících kolem hvězdy, která není Sluncem).
Propagační video:
První exoplanetu objevil polský astronom Alexander Wolschan v roce 1990. Vypočítal, že jedna z neutronových hvězd má dvě planety větší než Země: jedna 3,4krát, druhá 2,8. Od té doby bylo mnoho planet objeveno poblíž jiných hvězd a dnes je jich spolu s kandidáty (dosud nepotvrzenými signály) známo asi pět tisíc.
Jaký je to pocit? Skutečnost, že se ukázalo, že několik planet má jak velikost Země, tak obyvatelnou zónu. Takové objevy jsou stále vzácné, i když existuje pocit, že tady to je, začaly. Například v létě byla poblíž nejbližší hvězdy - červeného trpaslíka Proxima Centauri - nalezena planeta podobná Zemi. Bylo vypočítáno z pozorování observatoře La Silla v Chile.
Ale dalekohled Kepler zůstává hlavním poskytovatelem zpráv o světech mimo sluneční soustavu. Proč v poslední době začal hledat tolik planet a superzem? Roman Rafikov, profesor astrofyziky na University of Cambridge (UK) a Institute for Advanced Study (Princeton, USA) odpověděl na náš dotaz:
- Neřekl bych, že se jedná o nedávný trend. Kepler je otevřel téměř od začátku mise, a to je již pět let. Byl samozřejmě prvním, kdo našel velké planety jako Jupiter, které dávají nejsilnější signál, když procházejí hvězdným diskem. Tranzitní signál z planety, jako je Země, je významně, jednou ze 100, slabší, proto pro takové události musíte sledovat mnoho tranzitů, abyste mohli shromažďovat statistiky. Trvalo to nějaký čas, ale od samého začátku mise Kepler produkoval planety jako Neptun a ty, které jsou co do velikosti blízké Zemi.
Část optického systému vesmírného dalekohledu Kepler
Foto: mise NASA / Kepler
Pozorování hvězd s hmotností menší než Slunce jsou dobrá, protože během tranzitu malá planeta pokrývá většinu disku hvězdy než během tranzitu hvězdy jako je Slunce. Relativní pokles jasnosti hvězdy je signálem během přechodu. Proto je vždy snazší najít i malé planety. Existují speciální projekty, například MEarth, které se specializují právě na takové systémy.
Existuje tam život? Otázka v současné fázi výzkumu je rozdělena na dvě. Zaprvé: je to v zásadě možné? Zadruhé: jsme schopni to detekovat?
Začněme s prvním. Obytná zóna je poměrně primitivní koncept. Je to jen oblast kolem hvězdy, ve které může existovat voda na povrchu planety v kapalné formě. Ne příliš blízko, aby se voda změnila na páru, a příliš daleko na to, aby zamrzla. Existuje voda - v buňkách probíhají biochemické reakce. Představili jsme tento koncept z jednoduchého důvodu, že jsme neviděli žádný jiný život kromě toho pozemského. Hledáme tedy podobný.
Rudí trpaslíci jsou slabé, studené hvězdy. Jejich obyvatelná zóna je mnohem blíže než sluneční. Pokud bychom tam žili, Země by se musela pohybovat uvnitř oběžné dráhy Merkura, aby získala dostatek tepla. A nastaly by problémy. Nejviditelnější je záření: rentgenové záření, silné erupce. Proti tomu může chránit pouze atmosféra a v případě vzplanutí magnetické pole.
Dalším problémem je gravitace blízkého svítidla. Jeho slapové síly mohou zpomalit rotaci planety stejně, jako Země zpomalila Měsíc (proto je náš satelit vždy otočen k nám jednou stranou). Pak by na jedné straně planety vždy existoval horký den a na druhé zamrzlá kosmická noc. Takové podmínky samozřejmě nepřispívají ke vzniku života, ale existuje možnost, když planeta spadne do rezonance s gravitací hvězdy a stále se otáčí, jak se to stalo u Merkuru. Třetím problémem je hvězdný vítr: proudy nabitých částic unikající z červeného trpaslíka mohly jednoduše vyfouknout atmosféru do vesmíru po miliardy let.
Planeta Proxima b se točí kolem hvězdy Proxima Centauri v obyvatelné zóně
Foto: ESA / Hubble & NASA
Existují modely, jak tyto potíže obejít. A protože existují modely, pak by se někde v Galaxii mohly realizovat. Zvláště když vezmete v úvahu počet malých hvězd a planet kolem nich (podle moderních odhadů jich jsou desítky, ne-li stovky miliard).
Řekněme, že na jedné z těchto planet je život, který je v biochemii podobný pozemskému životu. Jaká jsou znamení k jeho nalezení? Odpověď zní: nejprve prokázat přítomnost kapalné vody a atmosféry a poté hledat biomarkery, z nichž první je volný kyslík. Faktem je, že kyslík v atmosféře se může objevit téměř výlučně v důsledku fotosyntézy živých organismů. Fyzikální a chemické procesy to samozřejmě také vytvářejí, ale ne v takovém množství. Aby se tento plyn mohl objevit sám, musí být splněno několik podmínek. Obecně platí, že pokud je v atmosféře kyslík, pravděpodobnost osídlení se značně zvyšuje. Dosud nebyly žádné takové planety nalezeny. Je v zásadě možné studovat jejich atmosféru? Proto - s pozemskými dalekohledy a hvězdárnami v blízkém vesmíru?
"Ukázalo se, že něco je již nyní možné," říká Roman Rafikov. - Například nedávno objevený systém TRAPPIST-1 obsahuje tři planety o velikosti řádu Země obíhající po krátkých drahách - jeden a půl a dva dny pro dvě vnitřní planety - kolem trpasličí hvězdy. Jeho hmotnost je 8% a jeho poloměr je 11% sluneční energie, svítivost je 2000krát menší než u Slunce. V tomto případě je hvězda 40 světelných let od nás, velmi blízko.
Nedávno mezinárodní tým vědců použil ke sledování atmosféry těchto planet pomocí přenosové spektroskopie Hubbleův vesmírný dalekohled. V této metodě se pozorování provádějí během tranzitu - absorpce světla hvězd v atmosféře planety se měří na vlnových délkách odpovídajících chemickým prvkům v ní. Jedná se o velmi obtížné pozorování, protože se jedná pouze o malý zlomek atmosféry na končetině planety. V tomto případě pozorovatelé pro zesílení signálu čekali, až obě vnitřní planety - které sedí v obyvatelné zóně - projdou diskem hvězdy současně. Byl změřen jejich kombinovaný signál. Skvělý nápad.
Výsledek ukázal, že tyto planety nemohou obsahovat rozšířené vodíkové atmosféry bez mraků. Zůstávají však další možnosti - například silně zakalená atmosféra, jako je ta venušanská, nebo atmosféra vodní páry. Takže prostor pro další výzkum tohoto planetárního systému je obrovský.
V budoucnu bude nový americký infračervený dalekohled JWST (vesmírný dalekohled Jamese Webba, jehož provoz se plánuje v roce 2018) provádět víceméně rutinou.
Studna? Držíme pěsti. Počkáme.
Zrcadla vesmírného dalekohledu JWST (James Webb Space Telescope)
Foto: NASA