Netradiční pohled na zatmění Slunce. Credit: NASA/SDO/LRO/GSFC
Netradiční pohled na zatmění Slunce. Credit: NASA/SDO/LRO/GSFC

Měsíc je super. Vytváří nám krásné zatmění Slunce, způsobuje příliv, který sehrál důležitou roli při vzniku života a také stabilizuje zemskou osu. Role Měsíce ale nemusí být vždy jen pozitivní, jak ukazuje nová studie.

Obyvatelnost je velmi komplexní. Není to jen o atmosféře a množství záření od hvězdy. Komplikací může být vázána rotace planety, nebo blízký hmotný soused.

Vědci vzali v nové studii nejbližší hvězdný systém od Slunce. Alfu Centauri tvoří tři hvězdy. Kromě trochu osamocené Proximy Centauri také dvě větší hvězdy, které obíhají okolo společného těžiště s periodou necelých 80 let. Vzdálenost obou hvězd se mění od 11 po 35 AU.

Autoři studie vzali hypotetickou planetu podobnou Zemi a umístili ji do obyvatelné zóny u menší z obou hvězdy – Alfy Centauri B. U ní byla před léty objevena planeta, ale její existence byla později zpochybněna.

Vědce zajímal vliv Alfy Centauri A na sklon osy rotace planety. Stabilní osa rotace je důležitá pro stabilitu klimatu. Na Zemi je navíc sklon rotační osy zodpovědný za střídání ročních období.

Vliv Alfy Centauri A na osu rotace hypotetické planety bude velký. Náš Měsíc je označován jako stabilizátor zemské osy, ale u planety v systému Alfy Centauri B by byl spíše na obtíž. Pokud planeta nebude mít měsíc, bude mít stabilnější osu rotace.

Zemská osa vykonává dva pohyby – precesi (P) a nutaci (N). V případě hypotetické planety ale bude precese vlivem gravitace měsíce mít významně destabilizující účinek.

Precese a nutace zemské osy. Zdroj: User Herbye, CC BY-SA 3.0, WikipediaŠťastná konfigurace

Není ale měsíc jako měsíc. Pokud by měl měsíc u hypotetické planety jinou hmotnost a vzdálenost od planety, může mít zanedbatelný efekt nebo dokonce pozitivní vliv na osu rotace planety.

Pokud by měl měsíc podobnou hmotnost jako Plutův Charon, ale obíhal ve vzdálenosti našeho měsíce, měl by zanedbatelný vliv. Pokud bychom ale stejný měsíc přesunuli pětkrát blíže k planetě, pak by zvětšoval variaci sklonu osy.

V případě, že planeta nebude mít žádný měsíc, bude mít nestabilita osy největší vliv na klima případné planety. Ledové doby by nepřicházely jednou za 100 tisíc let, jako je tomu na Zemi, ale jednou za milion let a trvaly by mnohem déle než na Zemi.

Mars jako varování?

Mars je podle autorů příkladem planety s nestabilní osou rotace. Sklon se mění mezi 10 a 60 stupni v průběhu 2 milionů let. U Země je to mezi 22,1 a 24,5 stupni v průběhu 41 000 let. Měsíc stabilizuje zemskou osou, kterou jinak ovlivňují vnitřní planety ale i Mars a Měsíc.

Nestabilita osy Marsu mohla mít vliv na jeho pozdější neobyvatelnost a současnou podobu atmosféry. Pokud by Země neměla Měsíc, mohla by se osa rotace Země vlivem precese pohybovat také o 60 stupňů. Až tedy uvidíte Měsíc na obloze, poděkujte mu!

Je tedy zřejmé, že vliv měsíce na stabilitu osy ve vícenásobném systému závisí na jeho hmotnosti, vzdálenosti a také na hmotnosti a vzdálenosti druhé hvězdy.

Co to znamená pro obyvatelnost planet ve vícenásobných hvězdných systémech? Podle autorů je možné, že planety obíhající primární hvězdu mají stabilní osu, která se mění v průběhu času jen o pár stupňů, jako je tomu u Země. Pravděpodobnost, že tomu tak je, závisí na hmotnosti primární hvězdy. Je 87 % pro hvězdy o hmotnosti 0,8 Slunce, 74 % pro hvězdy o hmotnosti Slunce a 54 % pro hvězdy o hmotnosti 1,2 Slunce.

Stabilita sklonu osy tak bude záviset na hmotnosti a vzdálenosti obou hvězd, vlivu dalších blízkých planet, hmotnosti a vzdálenosti měsíce (jehož vliv může být zanedbatelný, pozitivní i negativní) a také na sklonu roviny oběžné dráhy planety vůči rovině binárního systému. V posledním případě je vhodné, pokud je tento sklon co nejmenší.

Tetičky nejsou pro planetární porodnost to pravé, ukázala nová studie

Zdroj: Obliquity Evolution of Circumstellar Planets in Sun-like Stellar Binaries