Jaký je recept na živou planetu? Astronomové si nejsou jistí - ještě jsme nenašli nic jiného než Zemi.
Máme však nějaké vzdělané odhady: Život pravděpodobně potřebuje vodu, uhlík a dostatek světla a tepla, aby mohl pohánět svět, aniž by ho pálil na ostrý. Gravitace by neměla být příliš vysoká a atmosféra by také neuškodila. Nová studie však navrhuje další zásadní složku: velké dopady na asteroidy a komety, ve správném množství.
Když na planetu zasáhne velký objekt, stanou se dvě věci: Materiál z objektu se přidá k hmotě planety a část atmosféry kolem nárazové zóny se vynoří do vesmíru, řekl Mark Wyatt, astronom z University of Cambridge autor nového příspěvku. Při opravdu obřích dopadech, jako je ten, který tvořil Zemský Měsíc, se atmosféra také spouští mimo vzdálenou stranu planety, což znamená, že se trochu více ztratí. To však neznamená, že by domácí svět rád vynechal dopady úplně. Pokud má planeta vyvinout podmínky považované za nezbytné pro život, je nejlepší patřit do střední kategorie planet, které pohlcují velké množství dopadů - ale ne tolik, že ztratí svou atmosféru.
Je to proto, že planety téměř jistě potřebují ve svém ovzduší „těkavé látky“, aby vypěstovaly život, řekl Wyatt Live Science. Těkavé látky jsou chemikálie, jako je voda a oxid uhličitý, které se mohou vařit při nízkých teplotách. Celý život, o kterém víme, se spoléhá na vodu a uhlík, aby se udržel na základní chemické úrovni, a vědci se domnívají, že vlastnosti těchto chemikálií způsobují, že život musí vzniknout kdekoli ve vesmíru.
Ale ne všechny planety začínají s nezbytnou koncentrací těkavých látek. Na počátku života hvězdy je mnohem jasnější. A ten zvláštní lesk je dostatečně horký, aby upálil veškerý sypký prach v oblasti, která se stane zónou obyvatelné zóny - ne příliš horkou, nepříliš chladnou oblastí - později. Tyto horké časné teploty pravděpodobně odstraňují vodu a další těkavé látky z prachu, který se nakonec stane obyvatelnou planetou. Takže poté, co se vytvoří planety a hvězda zchladne, musí tyto skalní koule získat své těkavé látky odkudkoli ve sluneční soustavě. Jinými slovy, musí se rozbít na spoustu velkých toulavých předmětů.
Vědci zjistili, že nejlepší kandidáti na dodávání těkavých látek, aniž by rozptýlili atmosféru planety a sterilizovali ji, jsou objekty střední velikosti. Autoři zjistili, že dopady asteroidů a komet o šířce 60 stop (20 metrů) až 3 300 stop (1 kilometr) jsou velmi účinné při dodávání těkavých látek. Větší asteroidy mezi 2 a 20 km napříč mají sklon k větší atmosféře, než přidávají.
Autoři zjistili, že obrovské dopady, jako je ten, který vytvořil Zemský Měsíc, si s tímto příběhem nepořádají tolik, kolik byste mohli očekávat. Takové události jsou velmi vzácné, a přestože mohou změnit složení atmosféry, neodstraní ji úplně.
Jednou z důležitých lekcí z tohoto článku je, že malé hvězdy třídy „M“ - nejběžnější kategorie hvězd, které jsou příliš slabé na to, aby je bylo vidět pouhým okem, mnoho z nich červených trpaslíků - jsou pravděpodobně špatnými kandidáty na celý život, psali autoři. To je významné, protože kolem mnoha druhů hvězd se objevilo mnoho potenciálně obyvatelných exoplanet.
„Pro hvězdy M znamená jejich nízká svítivost, že obytná zóna je mnohem blíže ke hvězdě než pro hvězdu jako slunce,“ řekl Wyatt.
Aby bylo dost světla, planeta podobná Zemi, která krouží kolem hvězdy třídy M, možná bude muset být tak blízko té hvězdy, jako je Merkur k našemu slunci.
A zhoršuje se to. Hned vedle malé hvězdy s nízkou hmotností létají asteroidy a komety mnohem rychleji a dramatičtěji padají na planety.
"Dopady na vyšší rychlost jsou mnohem účinnější při odstraňování atmosféry," řekl Wyatt.
To je špatná zpráva pro život na M světech. A není to jediný faktor, který činí život M-světa nepravděpodobným.
"Existuje celá řada důvodů, proč obyvatelné planety obíhající M trpaslíci nemusí mít atmosféru, včetně stripování hvězdných větrů a planety jsou mnohem blíže jejich hostitelské hvězdě," řekla Sarah Rugheimer, odbornice na exoplanetové atmosféry na University of Oxford, který se tohoto výzkumu nezúčastnil.
Existuje tedy nějaká naděje na život na M světech?
„Myslím, že na tuto otázku odpovíme pozorně brzy poté, co se objeví: Mají obyvatelné planety obíhající M trpaslíci atmosféru?“ Řekl Rugheimer. „Víme, že mírně teplejší a větší planety obíhající M trpaslíci mají hustou atmosféru. Tato otázka však stále zůstává pro obyvatelné planety: Mohou si udržet dostatečně tenkou atmosféru, něco jako Země, spíše než Venuše?“
Autoři v příspěvku zdůraznili, že mnoho jejich závěrů je založeno na nejistotách: Kde se tvoří život? Kolik jiných hvězdných systémů se podobá naší sluneční soustavě?
Edwin Bergin, odborník na formování planety a vodu na Michiganské univerzitě, který se nezúčastnil tohoto výzkumu, souhlasil s autory, že ve výpočtech za tímto článkem jsou „významné komplikace“.
"Ale obecné trendy, které představují, jsou docela zajímavé a mohou být důležité," řekl.
Poukázal na svou vlastní práci, která naznačovala, že Země začala silnější atmosférou bohatou na dusík, ale ztratila většinu z toho na dopady. Autoři tohoto nového článku ve svém modelu navrhli, že dopady z komet a asteroidů by mohly utvářet atmosféru Země, Marsu a Venuše.
Výzkumníci říkají, že po cestě se dozvíte více o tom, jak tato práce může vysvětlit naši vlastní sluneční soustavu, zejména roli obrovských dopadů zde. Tento dokument ještě nebyl publikován v recenzovaném časopise a je k dispozici na serveru předtisku arXiv.
