Credits: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech
Obyvatelná exoplaneta v představách malíře. Credits: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

Kolik je v Galaxii obyvatelných planet? Diskuse o obyvatelnosti exoplanet je velmi složitá, obsahuje spoustu bílých míst a složitostí. Navíc ani nevíme, kolik je v Galaxii přesně hvězd…

Diskusi si proto musíme zjednodušit. Jaká je míra výskytu planet podobných Zemi v obyvatelných zónách hvězd, které jsou podobné Slunci? Druhým kritériem myslí astronomové hvězdy spektrálních tříd F, G, K – tedy o něco menší, o něco větší a podobně velké jako Slunce.

Zmíněnou míru výskytu označují astronomové jako Eta Earth (η⊕). Pokud se k ní chceme dostat, potřebujeme kvalitní data. Astronomům je poskytl kosmický dalekohled Kepler během své primární mise (2009-2013). Statistický průzkum byl jeho hlavní úkol. Neměl hledat konkrétní planety, ale určit pravděpodobnost, že  planeta určitého poloměru obíhá kolem hvězdy určitého typu v určité vzdálenosti.

Kepler lovil exoplanety tranzitní metodou, která vyžaduje, aby rovina dráhy planety směřovala k nám. Většinu planet Kepler neviděl, ale to až tak nevadí. Pravděpodobnost tranzitu lze velmi jednoduše spočítat. Je to R/a, kde R je poloměr hvězdy a a velká poloosa. Pro soustavu Slunce-Země je to tedy 0,46 %. Kepler by tedy musel pozorovat více než 200 hvězd jako je Slunce, aby našel 1 planetu ve vzdálenosti 1 AU.

Dopočet je jedna věc, realita druhá. Kepler pracoval ve své hlavní misi jen něco přes tři roky. S rostoucí vzdáleností klesá nejen pravděpodobnost tranzitu, ale také praktická detekovatelnost. Například Zemi by měl Kepler problém najít. U malých planet je vhodnější pozorovat více tranzitů, ale pokud k nim dochází jednou ročně, je to složité.

Z tohoto důvodu vždy s oblibou píšu, že se na svět exoplanet díváme klíčovou dírkou.

Počty různě velkých exoplanet v závislosti na oběžné době. Objevy Keplera jsou žlutě. Data jsou platná k roku 2017. Credit: NASA

Kepler však přesto udělal velký posun v našich znalostech o počtu různých typů exoplanet a jejich hojnosti.

V uplynulých letech vyšlo mnoho studií, které se snaží odhadnout Eta Earth. Všechny pracují se stejnými daty z Keplera, používají stejný postup, ale dochází ke zcela odlišným výsledkům.

Krásně to do jednoho obrázku shrnul David Kiping. Eta Earth se pohybuje od 1,3 po 124 % nebo chcete-li od 0,013 po 1,24. Pokud bychom tedy vzali 100 hvězd spektrální třídy F, G,K, měli bychom v jejich obyvatelných zónách najít 1,3 až 124 planet.

Proč tak obrovský rozptyl? Může za to mimo jiné rozdílný přístup v definování toho, co to je obyvatelná planeta. Různí autoři pracují s různými poloměry planet ale hlavně s různými více čí méně optimistickými definicemi obyvatelné zóny.

Podle Kippinga ale není o moc lepší ani situace u Gama Earth, která pracuje čistě s výskytem planet o velikosti Země ve vzdálenosti od hvězdy, v jaké obíhá Země od Slunce: