Úvodní strana  >  Články  >  Exoplanety  >  Nízkouhlíková atmosféra by mohla být známkou vody a života na terestrických exoplanetách

Nízkouhlíková atmosféra by mohla být známkou vody a života na terestrických exoplanetách

Od Orla po Lagunu
Autor: Jakub Korbel

Podle vědců z Massachusettského technologického institutu, Birminghamské univerzity a dalších vědeckých pracovišť je nejlepším způsobem, jak najít kapalnou vodu a dokonce i život na jiných planetách, hledat v jejich atmosférách spíše nepřítomnost než přítomnost určitých chemických prvků. Pokud má terestrická planeta v atmosféře podstatně méně oxidu uhličitého než jiné planety ve stejné soustavě, může to být známkou přítomnosti kapalné vody na jejím povrchu. Navíc je tato nová signatura v mezích možností vesmírného teleskopu Jamese Webba. Byly sice navrženy i jiné známky obyvatelnosti, ale ty podle týmu je obtížné, ne-li nemožné současnými technologiemi změřit.

Epsilon Tauri: Hvězda s planetou
Epsilon Tauri: Hvězda s planetou
Svatým grálem ve vědě o exoplanetách je hledání obyvatelných světů a přítomnosti života, ale všechny znaky, o kterých se dosud mluvilo, byly mimo dosah nejnovějších observatoří,“ říká Julien de Wit, odborný asistent planetárních věd na MIT. „Nyní máme způsob, jak zjistit, zda je na jiné planetě kapalná voda. A je to něco, k čemu se můžeme dostat během několika příštích let.“

Astronomové dosud objevili více než 5 500 světů mimo naši Sluneční soustavu. Pomocí současných teleskopů mohou astronomové přímo změřit vzdálenost planety od její hvězdy a dobu, za kterou kolem ní obíhá. Tato měření mohou vědcům pomoci odvodit, zda se planeta nachází v obyvatelné zóně. Dosud však neexistoval způsob, jak přímo potvrdit, zda je planeta skutečně obyvatelná, což podle současných představ znamená, že na jejím povrchu existuje kapalná voda. De Wit a jeho kolegové si však uvědomili, že máme k dispozici příznak obyvatelnosti, který by mohl být u vzdálených světů detekovatelný.

důkaz oceánů

Planety Venuše, Země a Mars mají společné rysy v tom, že všechny tři jsou kamenné a obývají relativně mírnou oblast vzhledem ke Slunci. Země je jedinou z této trojice planet, na které se v současnosti nachází kapalná voda. A tým si všiml ještě jednoho zřejmého rozdílu: Země má ve své atmosféře podstatně méně oxidu uhličitého.

Předpokládáme, že tyto planety vznikly podobným způsobem, a pokud nyní vidíme jednu planetu s mnohem menším množstvím uhlíku, musel se někam ztratit,“ říká Triaud. „Jediný proces, který by mohl z atmosféry odstranit takové množství uhlíku, je výkonný vodní cyklus zahrnující oceány kapalné vody.“

Zemské oceány skutečně hrály významnou a trvalou roli při pohlcování oxidu uhličitého. Za stovky milionů let odstranily obrovské množství oxidu uhličitého, které se téměř rovná množství přetrvávajícímu dnes v atmosféře Venuše. Díky tomuto celoplanetárnímu efektu je atmosféra Země ve srovnání se svými planetárními sousedy o tento plyn výrazně ochuzena.

Na Zemi byla velká část atmosférického oxidu uhličitého v průběhu geologických období zachycena v mořské vodě a v horninách, což pomáhalo regulovat klima a obyvatelnost po miliardy let,“ říká spoluautor studie Frieder Klein.

Tým usoudil, že pokud by byl podobný úbytek oxidu uhličitého zjištěn na vzdálené planetě v porovnání s jejími sousedy, byl by to spolehlivý signál existence tekutých oceánů na jejím povrchu.

Tým ve své studii předkládá strategii pro detekci obyvatelných planet pomocí hledání stop po vyčerpání oxidu uhličitého. Takové hledání by nejlépe fungovalo v systémech „hrášek v lusku", ve kterých obíhá několik terestrických planet, všechny přibližně stejně velké a obíhající relativně blízko sebe, podobně jako v naší Sluneční soustavě. Prvním krokem, který tým navrhuje, je potvrdit, že planety mají atmosféru, a to prostým hledáním přítomnosti oxidu uhličitého, který by měl dominovat ve většině planetárních atmosfér. „Oxid uhličitý je velmi silným absorbérem v infračerveném oboru a lze ho snadno detekovat v atmosférách exoplanet,“ vysvětluje de Wit.

Jakmile astronomové zjistí, že více planet v systému má atmosféru, mohou přejít k měření obsahu oxidu uhličitého a určit, zda ho jedna planeta má výrazně méně než ostatní. Pokud ano, planeta je pravděpodobně obyvatelná, což znamená, že na jejím povrchu se nachází značné množství kapalné vody.

Důkaz života

Obyvatelné podmínky však nutně neznamenají, že je planeta obydlená. Aby bylo možné zjistit, zda na planetě skutečně existuje život, navrhuje tým astronomů hledat v atmosféře planety jinou molekulu: ozon.

Vědci poznamenávají, že na Zemi přispívají rostliny a někteří mikrobi k redukci oxidu uhličitého, i když ne v takové míře jako v oceánech. Nicméně v rámci tohoto procesu tyto organismy vylučují kyslík, který reaguje se slunečními fotony a mění se na ozon – molekulu, kterou lze mnohem snáze detekovat než běžný kyslík.

Vědci tvrdí, že pokud atmosféra planety vykazuje známky jak ozonu, tak sníženého obsahu oxidu uhličitého, jedná se pravděpodobně o obyvatelný a obydlený svět.

Vizualizace planet v systému TRAPPIST-1 v porovnání se Zemí Autor: ESO/M. Kornmesser
Vizualizace planet v systému TRAPPIST-1 v porovnání se Zemí
Autor: ESO/M. Kornmesser
Pokud vidíme ozón, je dost vysoká šance, že to souvisí s tím, že je oxid uhličitý spotřebováván životem,“ říká další spoluautor Triaud. „A pokud by to byl život, byl by to slavný život. Nebylo by to jen pár bakterií. Byla by to biomasa planetárního rozsahu, která je schopna zpracovat obrovské množství uhlíku a  interagovat s ním.“

dokážeme to změřit?

Tým odhaduje, že vesmírný teleskop Jamese Webba by byl schopen měřit oxid uhličitý a případně i ozón v blízkých soustavách s více planetami, jako je TRAPPIST-1 – soustava sedmi planet, která obíhá kolem hvězdy vzdálené od Země pouhých 40 světelných let.

TRAPPIST-1 je jedním z mála systémů, kde bychom mohli pomocí JWST provádět studie atmosféry,“ říká de Wit. „Nyní máme plán pro hledání obyvatelných planet. Pokud budeme všichni spolupracovat, během několika příštích let by mohlo dojít k objevům, které změní paradigma.

Výsledky týmu se objeví v časopise Nature Astronomy. De Wit vedl studii společně s Amaurym Triaudem z Birminghamské univerzity ve Velké Británii.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org



O autorovi

Pavel Hrdlička

Pavel Hrdlička

Vystudoval chemii na pražské VŠCHT, ale už během studia zjistil, že ho víc baví počítače než atomy. Před 30 lety se proto začal věnovat aplikačnímu softwaru. Začátkem 21. století působil jako redaktor, pak se vrátil k softwarové podpoře pro německý T-Systems a nakonec modeloval znečištění ovzduší v Českém hydrometeorologickém ústavu. Přispívá také do Wikipedie, kde se snaží přidávat fotky, vylepšovat články o biatlonu, hlodavcích a… o astronomii.

Štítky: Trappist 1, Atmosféra exoplanet


22. vesmírný týden 2024

22. vesmírný týden 2024

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 27. 5. do 2. 6. 2024. Měsíc po úplňku spěje k poslední čtvrti, ale noci zůstanou poměrně světlé. Planety večer vidět nejsou a na ranní obloze je pouze velmi nízko Saturn a snaží se vylézt i Mars. V koronografu SOHO je Jupiter a Venuše. Aktivita Slunce je zvýšená, a navíc se k nám opět natočila aktivní oblast AR3663 a uvidíme, co přinese zatím schovaná AR3664. K večernímu pozorování vybízí kometa 13P/Olbers, případně C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS). SpaceX bude provádět poslední přípravy k 4. testovacímu letu SuperHeavy Starship a mezitím Boeing má jednu z posledních možností na start Starlineru, jinak hrozí dlouhý odklad.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

V zajetí barev

Titul Česká astrofotografie měsíce za duben 2024 obdržel snímek „V zajetí barev“, jehož autorem je Pavel Váňa   Kdo by neměl rád jaro, kdy po studených zamračených  dnech, skrovně prosvětlených hřejivými slunečními paprsky se příroda začíná probouzet. Zelenající se stromy jsou

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Slnko

Vybavenie: SkyWatcher NEQ6Pro, GSO Newton astrograf 200/800, Teleplus 2x teleconverter, Canon 60D, Baader photographic solar foil + Baader Semi-APO filter, myFP2Pro focuser Software: PIPP, Autostakkert (5%), Registax, Adobe photoshop 409x 1/8000 ISO160 26.5.2024

Další informace »