Mají astronomové v rukou obyvatelnou exoplanetu, o které se nemluví?

Exoplaneta Gliese 581 d s hypotetickým měsícem. Zdroj: Wikipedia
Exoplaneta Gliese 581 d s hypotetickým měsícem. Zdroj: Wikipedia

Podzim loňského roku byl ve znamení objevu exoplanety Gliese 581 g, která dle propočtů měla být první planetou zemského typu, obíhající okolo své hvězdy v obyvatelné oblasti. Celebrita mezi exoplanetami však měla jepičí život, který skončil v okamžiku, kdy nezávislý tým zpochybnil její existenci. O Gliese 581 g, která se nyní pohybuje v neradostných vodách nepotvrzených úlovků, jsme na našem webu mnohokrát psali – viz odkazy. Astronomy však jako cena útěchy zajímá poslední dobou stále více její sestra – Gliese 581 d. Je ona tím pravým místem, na kterém by se mohl nacházet život?


V roce 2009 poslali australští astronomové vzkazy obyvatel naší planety směrem k exoplanetě Gliese 581 d. Jestli si vzkazy někdo poslechne, se dozvíme za necelých 40 let, kdy by mohla dorazit zpět případná odpověď.

 

O planetárním systému u hvězdy Gliese 581 jsme psali podrobněji v Gliese 4/2010 (odkaz), kdy se ještě hovořilo o možnosti existence Gliese 581 g.

 

Gliese 581 je poměrné blízkým červeným trpaslíkem, který nalezneme ve vzdálenosti 20 světelných let směrem v souhvězdí Vah. Hmotnost hvězdy je přibližně třetinová ve srovnání se Sluncem. Vzhledem k tomu, že se jedná o červeného trpaslíka, vyzařuje 77x méně světla než naše Slunce. Z tohoto důvodu se i obyvatelná oblast okolo hvězdy nachází mnohem blíže. V případě Gliese 581 si můžeme zónu života vytyčit ve vzdálenosti zhruba 0,093 až 0,14 AU.

 

Při pohledu do katalogu se může zdát, že Gliese 581 d je pro astrobiologické úvahy ze hry. Její velká poloosa totiž činí asi 0,22 AU. Jenomže exoplaneta okolo své hvězdy obíhá po dosti protáhlé eliptické dráze s výstředností 0,38, takže se ke svému slunci dostává nejblíže na vzdálenost 0,13 AU a nejdále na vzdálenost 0,3 AU. Během jednoho oběhu, který trvá 66,8 dní, se Gliese 581 d dostane do obyvatelné oblasti nebo k jejímu vnějšímu okraji.

 

Planetární systém u hvězdy Gliese 581 a Sluneční soustava. Obyvatelná oblast je vyznačena modře.
Planetární systém u hvězdy Gliese 581 a Sluneční soustava. Obyvatelná oblast je vyznačena modře.

 

Pro planety tohoto typu je jednou z mála nadějí skleníkový efekt, který by povrch planety ohříval. Samotná pozice planety dle orbitálních elementů stačí k odhadu tzv. rovnovážné teploty. Tento údaj nám říká, jaká teplota by panovala na povrchu v případě, že by planeta neměla atmosféru. V případě Země však atmosféra zvyšuje teplotu na povrchu o přibližně 35°C, u jiných planet se silným skleníkovým efektem to mohou být i stovky stupňů.

 

V roce 2010 provedli vědci několik simulací, které měly ukázat, zda atmosféra Gliese 581 d může ohřát povrch na dostatečně vysokou teplotu k udržení vody v kapalném skupenství. O výsledcích jsme psali v tehdejším článku.

 

R. Wordsworth (Institut Pierre Simon Laplace, Paříž) a jeho tým už tehdy zmínili, že k potvrzení svých domněnek budou potřebovat další trojrozměrné simulace atmosféry. Rok po první studii vychází žádané simulace od stejného týmu, které potvrzují předešlé výsledky. Tým simuloval různé scénáře a složení atmosféry planety. Podle teoretických předpokladů  se zdá, že Gliese 581 d bude mít vázanou rotaci, což v praxi znamená, že je k mateřské hvězdě nakloněna stále stejnou stranou. Autoři tuto skutečnost museli  zahrnout do svých simulací.

 

Planeta přijímá o třetinu méně energie od své hvězdy, než přijímá Mars od Slunce. Do oblasti pólů a odvrácené strany nedopadá prakticky žádné záření. Přesto by mohla na povrchu planety panovat teplota nad bodem mrazu v případě, že je k dispozici atmosféra tvořena oxidem uhličitým (a dalšími plyny) o tlaku alespoň 10 barů. Simulace vzala v úvahu i scénář, který počítal s vlivem případného významného oceánu kapalné vody.

 

Gliese 581 d přesto vzbuzuje určité pochybnosti a to z několika důvodů. Atmosféru planety sice můžeme simulovat, avšak o jejím složení nevíme zhola nic. Tento handicap navíc nebude v dohledné době odstraněn. Gliese 581 d před svou hvězdou nepřechází, takže není možné uplatnit klasický postup na průzkum atmosféry tranzitní metodou. Na druhou stranu je Gliese 581 relativně blízkou hvězdou, takže spektrum planety by mohlo být získatelné přímým zobrazením další generací dalekohledů. Tato možnost bude na stole nejdříve za 10, 15 let.

 

Hmotnost exoplanety byla odhadnuta na 7 Zemí, což je ale poměrně dost, vezmeme-li v úvahu nepřesnost metody měření radiálních rychlostí. Už zmíněná absence tranzitů Gliese 581 d před mateřskou hvězdou nám nedovoluje určit velikost planety a tím i její hustotu.

 

Určitá míra pochybnosti panuje i nad samotným údajem o výstřednosti. Excentricita planety se „neloví“ přímo ze spektra, ale „navolí se“ pro účely teoretického modelu, který se následně konfrontuje s napozorovanou realitou. Gliese 581 d způsobuje změnu amplitudy radiálních rychlostí mateřské hvězdy jen asi 1,9 m/s. Přesnost současných spektrografů je přitom okolo 1 m/s. Gliese 581 d bude nepochybně vděčným cílem dalších simulací a pozorování.