Plavky a člun s sebou? Aneb na Proximě b prý mohou být oceány

Proxima b. Credit: ESO/M. Kornmesser
Proxima b. Credit: ESO/M. Kornmesser
www.novedalekohledy.cz

Před pár dny se objevila na astronomických webech informace, že by na Proximě b mohly být oceány plné vody. Jak je to doopravdy?

Optimismus je dobrý ale nesmí se to přehánět. Informace, že na Proximě b jsou oceány kapalné vody nebo dokonce, že je vědci objevili, nejsou tak úplně pravdivé.

V tomto případě ale vlastně ani nejde o optimismus jako spíše o nepochopení. Může být oceán na povrchu kamenné planety, která se nachází v obyvatelné zóně a má atmosféru? Jistě že ano. Je to možné stejně, jako je možné, že se autor článku jednou stane prezidentem.

Ale teď vážně. O exoplanetě u nejbližší hvězdy víme, že má hmotnost nejméně 1,27 Země a okolo Proximy Centauri oběhne jednou za 11 dní.

Rovnovážná teplota na povrchu by měla být kolem 234 Kelvinů. To je pod bodem mrazu, ale atmosféra planetu o nějaký ten stupeň nebo desítky stupňů ohřeje. Jak moc? To záleží na jejím složení, o kterém nevíme zhola nic a také na dráze planety – ta může být vázaná (Proxima b je k Proximě Centauri nakloněna stále stejnou stranou) nebo může být v rezonanci. Když planeta 3x oběhne Proximu Centauri, otočí se kolem své osy 2x.

Teplotu na povrchu pro různé složení atmosféry a oba typy oběžné dráhy najdete níže. Jak je patrné, na povrchu by se vám možná mohly místo šnorchlu hodit spíše brusle nebo pohorky na toulky vyschlou krajinou.

Teplota na různých částech povrchu (v Kelvinech) v závislosti na atmosféře a typu rotace. Credit: Martin Turbet et al.: The habitability of Proxima Centauri b
Teplota na různých částech povrchu (v Kelvinech) v závislosti na atmosféře a typu rotace. Credit: Martin Turbet et al.: The habitability of Proxima Centauri b

Oceány? Možná… 

Jak je to tedy s těmi oceány? Samozřejmě, že žádné objeveny nebyly a ani si vědci nemyslí, že na povrchu musí být.

V nové studii vědci simulovali možnou vnitřní strukturu planety, její složení a k tomu odpovídající poloměry. Předpokládali, že Proxima b spadá do kategorie „hustých planet“ – tedy kamenných planet s určitým obsahem vody.

Vědci počítali strukturu planety a její poloměr z dané hmotnosti a složení. Poloměr planety neznáme. Zjistit bychom ho mohli z tranzitů planety před mateřskou hvězdou ale pravděpodobnost tranzitu Proximy b je 1,5 %. Pozorování kanadského kosmického dalekohledu MOST byla neprůkazná. Situaci komplikuje zejména aktivita hvězdy.

Kdybychom znali poloměr, mohli bychom už vést poměrně vážnou diskusi o složení planety. Znalost hustoty vám napoví, zda se jedná třeba o vodní svět.

Poloměr neznáme a připomeňme, že hmotnost tak úplně také ne. Její hodnota je závislá na neznámém sklonu dráhy planety vůči nám. Hmotnost Proximy b je minimálně 1,27 Země. Není to ale přesně „minimálně 1,27 Země“. Samozřejmě musíme pracovat s nejistotami. Minimální hmotnost je tak 1,1 až 1,46 Země.

V nové studii pracovali autoři s těmito „mantinely“ minimální hmotnosti a střední hodnotou – tedy 1,1, 1,27 a 1,46 Země.

Poloměr planety by se mohl pohybovat mezi 0,94 až 1,4 Zeměmi. Spodní odhad by platil v případě, že se 65 % hmotnosti planety nachází v kovovém jádře a zbytek v křemičitanovém plášti.

Největšího poloměru by Proxima b dosáhla v případě, že polovinu hmotnosti tvoří voda a zbytek plášť. Voda by byla přítomná ve formě ledu a asi 200 km hlubokého oceánu, který by tvořil asi 6 % celkové hmotnosti vody. To jsou ale samozřejmě už poněkud extrémní varianty.

Na druhou stranu ale může mít Proxima b poloměr úplně mimo uvažovaný rozsah. Mohla by se totiž skládat z jiných komponent, než jsou železo, silikáty a voda – třeba z husté atmosféry z vodíku a hélia.

Vysušená planeta?

Nesmíme ovšem zapomínat, že s vodou je to na Proximě b hodně složité. Nezáleží jen na současné situaci (teplota, oběžná dráha) ale také na historii.

Proxima Centauri totiž v minulosti vyzařovala více záření a je otázkou, kde a jak Proxima b vznikla. Planeta pravděpodobně v počátcích své existence ztrácela značné množství vody, ale nevíme, kolik vody měla na začátku.

Pokud by byla Proxima b vyschlým světem, její poloměr by mohl být někde mezi 0,94 až 1,19 Země.

Zdroj: Possible Internal Structures and Compositions of Proxima Centauri b