Jaká exoplaneta je nejobyvatelnější? A co je to ESI index?

Představte si, že si váš soused koupil nové auto. Vám se líbí, a tak si koupíte stejné. Není to obtížný úkol, stačí koupit stejný model, barvu a výbavu a máte úplně totožný vůz.

www.novedalekohledy.cz

Jenomže vesmír není automobilka, v něm žádná sériová výroba stejných kusů nefunguje. Proto jsou pojmy druhá Země, Země 2.0 apod. nesmyslné.

Máme zde několik parametrů, podle kterých můžeme definovat pojem planeta podobná Zemi. Pozor! Nemáme teď na mysli její obyvatelnost, protože o podmínkách k vzniku života nic moc nevíme. Bavíme se tak spíše o astronomickém pohledu na věc. Hledat přesnou kopii Země je nesmysl, můžeme ale planety srovnávat podle určitých kritérií. Raději zapomeňte na pojem obyvatelná oblast, lepší jsou:

  • Hmotnost
  • Poloměr
  • Hustota (fakticky zakomponována v předešlých dvou kritériích)
  • Spektrální třída mateřské hvězdy
  • Oslunění (množství záření, které planeta dostává)
  • Excentricita dráhy
  • Složení atmosféry (zatím umíme zjistit jen u obřích planet a to ještě dost ošemetně)

Když budeme hledat planetu velmi podobnou Zemi, pak bychom tu měli mít svět o poloměru 0,9-1,1 Země, hmotnosti 0,8-1,5 Země, oslunění 0,8-1,1 s kruhovou oběžnou dráhou u žlutého trpaslíka spektrální třídy G.

Takovou planetu jsme zatím nenašli. Ale můžeme si dovolit fígl. Planeta může být podobná jen v některém z kritérií. To je z nouze ctnost, protože měření radiálních rychlostí nám poskytuje jen dolní odhad hmotnosti, nikoliv však údaj o poloměru a tedy hustotě. Tranzitní metoda zase dodá údaj o velikosti ale velmi často je problém zjistit hmotnost.

ESI

Aby to bylo na první pohled snazší, zavedli někteří před pár lety ESI. Pod zkratkou ESI (Earth Similarity Index) se ukrývá Index podobnosti se Zemí.
Ten tak trochu vychází z naší diskuse výše. Bere totiž v potaz údaje o:

  • Poloměru
  • Hustotě
  • Povrchové teplotě
  • Únikové rychlosti

Všimněte si, že ESI nepracuje s hmotností. Ta je ukrytá v hustotě ale také v únikové rychlosti.

Vzorec ESI je pak:

esi
, kde xi je parametr pro danou planetu, xi0 je parametr pro Zemi, wi je tzv. váhový exponent a n je počet parametrů.

Váhové exponenty a referenční hodnoty

Parametr
Referenční hodnota
Váhový index
Poloměr
1
0,57
Hustota
1
1,07
Úniková rychlost
1
0,70
Povrchová teplota
288 (K)
5,58

ESI ale není jen jeden, jsou minimálně tři:

• ESIi je vnitřní index, který v sobě zahrnuje údaje o poloměru a hustotě planety.
• ESIs je povrchový index, obsahující únikovou rychlost a povrchovou teplotu.
• ESIg je globální index, který zahrnuje všechny čtyři parametry

ESI Země je samozřejmě 1,0. Mars má ESI 0,64.

Proč to vlastně píšeme? Jak se rychle ESI objevil, tak rychle i zmizel. Kromě Laboratoře planetární obyvatelnosti v Portoriku ho nikdo nepoužíval. Až do nedávna… při objevu exoplanety Gliese 832 c ESI zaplavil internet jako chřipková epidemie. Zároveň s tím byl propagován i jakýsi pořadník obyvatelných planet.

Nejobyvatelnější planetou má být Gliese 667 C c s indexem 0,84, následuje Kepler-62 e (0,83) a konečně Gliese 832 c (0,81).

Bohužel podobné počty a sestavování jakýchsi žebříčků (najdete je mimochodem i na Wikipedii) je deformování reality.

Když pomineme fakt, že spoustu údajů známe s velkou nepřesností, pak je zde jeden zásadní problém.

Na internetu se objevil ESI u zmíněných planet. Ale jaký to vlastně ESI je? U všech dosud obyvatelných planet známe buď poloměr, nebo hmotnost a to v závislosti na tom, zda je objevil pozemský spektrograf (měření radiálních rychlostí – hmotnost) nebo Kepler (tranzitní metoda – poloměr). Stanovit tedy globální index pro žádnou z těchto planet nejde. Jedinou možností je, že si některé údaje vymyslíme. A přesně tak se také postupovalo. Nebylo to cucání z prstu, ale určitý předpoklad. Vzal se údaj o hmotnosti nebo poloměru a nechal se projet hustotou. Jako hustota se bral případ, že planeta je podobná Zemi – tedy kamenná.

V odborné literatuře sice podobný postup funguje také, ale jen v rámci diskuse, kdy se probírají různé scénáře možného složení planety. V žádném případě to nelze brát jako fakt.
Která planeta je tedy nejobyvatelnější? Ani jedna, vesmír přece není sériová výroba. Jestli nám dosavadní výzkum něco ukázal, pak jsou to dvě věci: planety jsou všude a jsou velmi pestré.

Odkazy: