Najosamelejšie miesta vo vesmíre nemusia byť tým, čím sa na prvý pohľad zdajú. To, čo si dlhé roky astronómovia predstavovali ako mŕtve, temné a extrémne nehostinné prostredie, sa dnes začína meniť na jeden z najzaujímavejších kandidátov pre vznik a pretrvanie života, upozorňuje SPACE.com.

Sú ďaleko od hviezd

Vo vesmíre existujú planéty, ktoré neobiehajú okolo žiadnej hviezdy. Nazývajú sa voľne putujúce alebo „tulácke“ planéty a vznikajú najčastejšie tak, že sú gravitačne vyhodené zo svojich materských planetárnych sústav.

V galaxii Mliečna cesta ich môže byť podľa odhadov dokonca viac než samotných hviezd, pričom niektoré modely hovoria až o desiatkach takýchto objektov na jednu hviezdu. To dramaticky mení predstavu o tom, kde všade by sa mohli nachádzať potenciálne obývateľné svety.

Na prvý pohľad ide o extrémne nehostinné prostredie. Bez hviezdy chýba základný zdroj energie, ktorý na planétach ako Zem udržiava teplotu vhodnú pre existenciu kvapalnej vody. Práve voda v kvapalnom stave je pritom jedným z hlavných predpokladov pre život, ako ho poznáme. Kľúčom k zmene pohľadu však nie sú samotné planéty, ale ich mesiace.

Ak má takáto planéta vlastný mesiac, exomesiac, situácia sa zásadne mení. Gravitačné interakcie medzi planétou a mesiacom vedú k deformáciám jeho vnútra. Tento proces, známy ako tidal heating, generuje teplo priamo vo vnútri telesa. Ide o mechanizmus dobre známy aj zo Slnečnej sústavy, napríklad pri mesiaci Io planéty Jupiter, kde vedie k extrémnej sopečnej aktivite. V prípade exomesiacov však môže zohrávať ešte zásadnejšiu úlohu, keďže môžu nahradiť energiu hviezdy.

Dlhý čas sa predpokladalo, že aj keby takéto vnútorné zahrievanie existovalo, nestačilo by na udržanie stabilných podmienok pre kvapalnú vodu. Riešením mala byť hustá atmosféra bohatá na oxid uhličitý, ktorá by fungovala ako skleníková pokrývka. Tento prístup však narazil na zásadný problém. Pri vysokých tlakoch, ktoré by boli potrebné na zachytenie tepla, oxid uhličitý kondenzuje a mení sa na kvapalinu alebo dokonca pevné skupenstvo. Výsledkom je kolaps atmosféry, čo znemožňuje dlhodobé udržanie stabilných podmienok.

Realita je iná, než sa čakalo

Novšie modely preto prišli s alternatívou, ktorá sa ukazuje ako prekvapivo účinná. Kľúčovú úlohu v nich zohráva vodík. Hustá atmosféra dominovaná vodíkom dokáže vďaka javu známeho ako collision-induced absorption efektívne zachytávať teplo. Molekuly vodíka za normálnych okolností infračervené žiarenie neabsorbujú, no pri vysokých hustotách dochádza k ich vzájomným kolíziám, ktoré im túto schopnosť dočasne dávajú. Výsledkom je veľmi efektívny skleníkový efekt.

Midjourney

Kombinácia slapového ohrevu a hustej vodíkovej atmosféry dokáže podľa výpočtov udržať povrchové teploty vhodné pre kvapalnú vodu extrémne dlhý čas, potenciálne až miliardy rokov. To je porovnateľné s časovým oknom, počas ktorého sa vyvíjal život na Zemi.

Za týmito závermi stoja pokročilé numerické modely, ktoré kombinujú simulácie prenosu žiarenia s chemickými modelmi atmosfér. Nástroje ako HELIOS umožňujú sledovať, ako sa teplo šíri atmosférou, zatiaľ čo GGchem vypočítava chemické zloženie v rôznych podmienkach. Výsledkom je komplexný obraz exotických svetov, kde sa kombinujú vnútorné zdroje energie s netradičnými atmosférickými procesmi.

Aj tieto modely však majú svoje limity. Zjednodušujú napríklad gravitačné pole alebo ignorujú dynamiku medzi jednotlivými vrstvami atmosféry. Zatiaľ tiež neberú do úvahy úlohu vodnej pary či oblakov, ktoré môžu výrazne meniť tepelnú bilanciu. Ide teda o prvý krok, nie definitívnu odpoveď.

Zásadné je však to, že sa dramaticky rozširuje priestor, kde môže existovať život. Doteraz sa výskum sústreďoval najmä na planéty v obývateľnej zóne okolo hviezd. Nové poznatky naznačujú, že život by mohol existovať aj v úplnej tme medzihviezdneho priestoru, poháňaný energiou zvnútra.

Čítajte viac z kategórie: Novinky