Vodné exoplanéty

Pri hľadaní potenciálne obývateľných exoplanét je jednou z najdôležitejších vecí skutočnosť, či sa príslušná exoplanéta nachádza v obývateľnej zóne. Táto poloha je nevyhnutná z toho dôvodu, aby sa na povrchu exoplanéty udržala voda v tekutom skupenstve, čo je základným predpokladom pre vznik a udržanie života.

Jednou z kategórií exoplanét sú vodné svety, ktoré predstavujú planéty, ktoré obsahujú 50 % a viac vody v pomere k svojej hmotnosti. Takéto zloženie vedie k existencii oceánov, ktoré môžu byť hlboké aj stovky kilometrov. Avšak tieto exoplanéty podľa posledných výskumov nedokážu udržať svoju vodu dlhý čas. Tento poznatok má obrovský význam pokiaľ ide o hľadanie obývateľných exoplanét v našom kúte vesmíru. Štúdie objavených exoplanét, ktoré obiehajú okolo červených trpaslíkov ukazujú, že sa jedná v drvivej väčšine o skalnaté planéty. Ďalšie štúdie ukazujú, že práve takéto planéty by mohli byť v skutočnosti vodnými svetmi. Tieto štúdie vychádzali zo zistených hmotností príslušných exoplanét a na základe predpokladu, že sa jedná o skalnaté planéty bez prítomnosti masívnej atmosféry.  Výsledkom skúmania bolo aj zistenie, že takéto typy planét nie sú schopné udržať svoju vodu dostatočne dlhý čas. Hviezdy typu červený trpaslík žijú pomerne dlho avšak sú známe svojou premenlivosťou a nestabilitou v porovnaní s naším Slnkom. To má za následok pravidelné vzplanutia rôznej intenzity čoho dopadom je strata atmosféry na prípadných planétach nachádzajúcich sa v obývateľnej zóne. Navyše planéty nachádzajúce sa v obývateľnej zóne červeného trpaslíka by mali pravdepodobne viazanú rotáciu, čo znamená, že k miestnej hviezde by bola vždy privrátená jedna strana planéty, ktorá by bola neustále vystavená žiareniu materskej hviezdy.

Skutočnosť, že má príslušná planéta atmosféru, je jednou z podmienok pre udržanie jej obývateľnosti. Samozrejme koncept obývateľnosti planéty je oveľa zložitejší a má mnoho faktorov a podmienok a teda samotná prítomnosť atmosféry nie je na udržanie života na planéte dostatočná, avšak je ju možné považovať za dôležitú zložku obývateľnosti planéty. Pomocou počítačových simulácií boli skúmané podmienky na povrchu, ako aj účinky na atmosféry týchto exoplanét, pri hviezdach typu G (podobné nášmu Slnku)  a M (červení trpaslíci), pričom sa zohľadňovali účinky hviezdnych magnetických polí, koronárnej masovej ejekcie, atmosférickej ionizácie a vplyvu erupcií. Vytvorená počítačová simulácia modelovala ionosféru a magnetosféru ako jeden celok. V súčasnosti vieme, že vďaka existencii dipólového magnetického poľa nemôže hviezdny vietor odparovať atmosféru planéty, avšak strata atmosféry môže byť spôsobovaná tzv. polárnym vetrom. Elektróny majú menšiu hmotnosť ako ich pôvodné ióny a tak pokiaľ sa nachádzajú v polárnych oblastiach, je ich možné ľahšie urýchliť na únikovú rýchlosť z planéty. Toto oddelenie medzi unikajúcimi elektrónmi s nízkou hmotnosťou a výrazne ťažšími pozitívne nabitými iónmi vytvára polarizačné elektrické pole. Toto pole zasa vyťahuje kladne nabité ióny pozdĺž unikajúcich elektrónov z atmosféry v oblasti polárnych čiapočiek. V niektorých extrémnych prípadoch, napríklad pri exoplanétach v okolí hviezd typu M je situácia oveľa dramatickejšia a miera úniku je až tisíc násobne väčšia ako je tomu napríklad pri planéte Zem. Výsledkom tohto efektu je skutočnosť, že aj vodný svet, pokiaľ obieha červenú trpasličiu hviezdu by mohol svoju atmosféru stratiť v priebehu jednej miliardy rokov. Vzhľadom na tom, že vieme, že život na Zemi trvá 4,5 miliardy rokov, je jedna miliarda rokov pomerne krátkym okamihom. Výsledky preto naznačujú, že planéty obiehajúce hviezdy typu M môžu mať reálny problém pre vznik a udržanie života. Výsledky simulácií ukazujú, že vodné planéty, ktoré obiehajú hviezdy podobné Slnku si udržia svoje atmosféry oveľa dlhšie a preto je na nich možnosť vzniku a vývoja života vysoká.  Naproti tomu, planéty obiehajúce hviezdy typu M majú problém s udržaním atmosféry a preto je pravdepodobnosť vzniku života a jeho vývoja pomerne nízka. Výsledky tak ukazujú, že potenciálna obývateľnosť exoplanét obiehajúcich hviezdy typu M je nízka.

Podrobnejšie výsledky týkajúce sa zloženia, formovania a straty atmosfér pri exoplanétach obiehajúcich hviezdy typu M budeme poznať až v budúcnosti. Či sú teda uskutočnené simulácie pravdivé alebo nie sa dozvieme až na základe pozorovaní ďalekohľadmi novej generácie. Očakáva sa, že už James Webb Telescope (JWST) dokáže pozorovať atmosféry niektorých exoplanét priamo, čo nám umožní charakterizovať exoplanetárne atmosféry a zároveň určiť mieru úniku a straty atmosféry týchto planét. Predpokladaný termín vypustenia JWST je jar 2019.

Zdroj: Universe Today

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *