Temná hmota jako adoptivní matka exoplanet bez sluncí?

 Nacházejí se poblíž galaktického centra planety bez sluncí, „vyhřívané“ skrytou hmotou? Credit: 2MASS/J. Carpenter/T. H. Jarrett/R. Hurt
Nacházejí se poblíž galaktického centra planety bez sluncí, „vyhřívané“ skrytou hmotou? Credit: 2MASS/J. Carpenter/T. H. Jarrett/R. Hurt

Výzkum exoplanet patři mezi nejnáročnější astronomické disciplíny. Technické vybavení a schopnosti současné astronomie nejsou ani zdaleka tak rychlé, aby udržely krok s tužbami a teoretickými dýchánky vědců. Čas od času se proto na scéně objeví více či méně kontroverzní teorie, kterou nebudeme v nejbližších letech potvrdit astronomickými pozorováními. S jednou takovou přicházejí Dan Hooper a Jason H. Steffen (Center for Particle Astrophysics, Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia).

 


Dnešní teorie obecně předpokládají existenci exoplanet, které neobíhají okolo žádné hvězdy. Samozřejmě se nutně nabízí otázka, zda takové objekty z terminologického hlediska lze vůbec označit jako planety, ale vzhledem k tomu, že univerzální definice planety neexistuje, není nutné to v tuto chvíli rozebírat.

 

Představa, že vesmírem putují bludné planety, může vypadat poněkud šíleně, ale vznik takovýchto objektů je poměrně reálný. Planeta vznikne jako její „klasické“ kolegyně z protoplanetárního disku, který obklopuje některou z mladých, rodících se hvězd. Následně je však planeta vystřelena ven z planetárního systému (například interakcí s jinou planetou).

 

Planeta bez mateřské hvězdy bude vyzařovat jen velmi málo světla, takže její nalezení bude obtížné a současnou technikou fakticky nemožné.

 

V dnešní době, kdy nám jsou neustále předhazovány studie o obyvatelných zónách u různých typů hvězd, se může zdát, že planeta bez slunce je pro život naprosto nevhodná. Mělo by se jednat o chladný a pro život zcela nevhodný svět. Jenomže tato představa nemusí být nutně správná. Planeta může disponovat vlastním zdrojem tepla v podobě rozpadu radioaktivních prvků. Jednalo by se spíše o symbolický zdroj tepla, pokud by však toto teplo dokázala držet planeta pod pokličkou, mohla by být jeho role poměrně významná. Touto pokličkou může být v případě kamenných exoplanet atmosféra z vodíku a hélia. Podobnou atmosférou disponuje řada planet zemského typu krátce po svém vzniku. Následně je však zárodek atmosféry zlikvidován mateřskou hvězdou, což ovšem nemusí být případ exoplanety bez slunce, pokud byla z planetárního systému vyhozena zavčasu.

 

Hooper a Steffen ovšem přicházejí s daleko kontroverznějším zdrojem tepla pro exoplanety bez sluncí a tím je skrytá (temná) hmota!

 

Podle současných předpokladů tvoří skrytá hmota asi 23% celkové hmoty vesmíru, 73% připadá na skrytou energii a pouze 4% na hmotu, kterou pozorujeme.

 

O skryté hmotě víme jen díky tomu, že se projevuje svou gravitací. Co přesně ji tvoří, jaké má vlastnosti apod. však zůstává spíše záhadou.

 

Mnoho astrofyziků se dnes domnívá, že skrytou hmotu tvoří tzv. WIMP částice. Tyto potvůrky téměř neinteragují s částicemi normální hmoty, avšak když se střetnou navzájem, může to skončit sprškou energetických částic.

 

Částice skryté hmoty procházejí skrz planetami. Při tomto průletu občas narazí do atomů normální hmoty, ze které je planeta tvořena, a ztratí část své energie. Gravitace může nakonec částici skryté hmoty uvěznit v jádru planety. Tím se zvyšuje pravděpodobnost, že dojde ke srážce uvězněné částice s její kolegyní, která poletí okolo. Uvolněná energie by pak mohla být zdrojem tepla pro planetu bez slunce.

 

V případě Země je tento případný zdroj zcela zanedbatelný, neboť naše rodná hrouda se nachází v části Galaxie, která je na skrytou hmotu chudá. Výrazně odlišná situace je ve vzdálenosti okolo 30 světelných let od centra Galaxie. V těchto končinách je hustota skryté hmoty o sedm řádů větší.

 

Podle výpočtů by hypotetická planeta zemského typu, nacházející se v oblastech s velkou hustotou skryté hmoty, mohla mít dostatek tepla na udržení vody v kapalném skupenství.

 

Musíme však podotknout, že tato teorie do značné míry stojí na vzdušných zámcích. Je otázkou, zda se v oblastech řádově desítky světelných let od středu Galaxie nějaké potulné planety nachází. Kromě toho nesmíme zapomínat na fakt, že o skryté hmotě toho zatím víme jen velmi málo.

 

Zdroje