Obyvatelnost cizích planet: Kde najdeme mimozemský život?

Hvězdy podobné naší mateřské stálici, tzv. dvojníci Slunce, umožnily astronomům „cestovat v čase“ a spatřit doslova macešské podmínky převládající jak v raném věku naší soustavy, tak v jejím budoucím vývoji – stejně jako v planetárních systémech kolem jiných hvězd. Zmíněné výzkumy mohou vést k důkladnému nahlédnutí do počátků života na Zemi a k odhalení, jak (ne)pravděpodobný je jeho vznik jinde ve vesmíru.

Zničující mládí

Výzkum ukázal, že v době svého mládí – tj. před více než čtyřmi miliardami let – rotovalo Slunce zhruba 10× rychleji než dnes, přičemž generovalo mnohem mohutnější magnetické pole a jeho celková aktivita byla podstatně intenzivnější. Mimo jiné to znamená, že produkovalo několiksetkrát silnější rentgenové a ultrafialové záření než v současnosti. 

Je velmi pravděpodobné, že stejně aktivní mohou být i ostatní hvězdy typu Slunce. Nicméně pokud organismy na Zemi přestály ranou sluneční aktivitu, můžeme totéž očekávat u dalších podobných stálic. Jestliže tedy vývoj na naší planetě dospěl až k výskytu inteligentního života, mohlo by se to zopakovat i v případě jiných analogů Slunce či jemu podobných hvězd.

Na správné stopě?

Astronomové hledající stopy života za hranicemi Sluneční soustavy musejí počítat s tím, že v naší Galaxii existují k posouzení stovky miliard stálic. Ke zúžení pátrání je proto potřeba nejprve vyřešit otázku, jaký druh hvězd může s největší pravděpodobností hostit obyvatelné planety. 

Z nedávné studie jednoznačně vyplynula skupina stálic spektrální třídy K, tzv. oranžoví trpaslíci. V porovnání se Sluncem se jedná o méně zářivé objekty, ale stále jsou jasnější než nejslabší stálice. Mohou tak představovat obzvlášť nadějný cíl pro hledání signálů živých forem. Žijí dlouho, 17–70 miliard let v porovnání s 10 miliardami v případě Slunce, což poskytuje pro vývoj života dost času. V mládí nejsou tak aktivní jako například stálice třídy M, tedy červení trpaslíci.

Ti zas poskytují některé výhody při hledání obyvatelných planet: Jde o nejčetnější typ hvězd v Galaxii, zahrnující asi 75 % všech stálic, a svítit mohou i několik bilionů roků. Například kolem červeného trpaslíka TRAPPIST-1 obíhá hned sedm kamenných planet velikostí podobných Zemi.

Nicméně neklidné mládí červených trpaslíků znamená pro potenciální život velký problém (viz Výbušní trpaslíci). Hvězdné erupce jsou u nich podstatně četnější a silnější než u mladých stálic typu Slunce. Hvězdy třídy M jsou v počátcích své existence mnohem jasnější po dobu několika miliard let, což může vést k vypaření oceánů na planetách v obyvatelné zóně. Nadějněji se proto jeví třída K, jejíž členky se z hlediska vlastností nacházejí mezi červenými trpaslíky a stálicemi podobnými Slunci.

Vědci rovněž zvažují a studují současnou přítomnost kyslíku a metanu v atmosféře planet, která může signalizovat život. Zmíněné plyny totiž jeden s druhým reagují a navzájem se ničí. Jestliže jsou tedy v atmosféře přítomny oba, musí je něco rychle produkovat – možná právě živé formy.

Úkol pro lovce

V dubnu 2018 vypustila NASA družici TESS neboli Transiting Exoplanet Survey Satellite, jež má za úkol pátrat po exoplanetách přibližně u 400 tisíc hvězd. Tým astronomů z několika univerzit z nich vybral nejnadějnější cíle: Připravený katalog obsahuje 1 822 stálic, pro něž je družice dostatečně citlivá k nalezení planet podobných Zemi – tedy těch, jež od mateřských hvězd dostávají srovnatelné množství energie jako naše planeta od Slunce.

Mezi zvolené objekty patří povětšinou jasní a chladnější trpaslíci s teplotou v rozmezí 2 700–5 000 K. Volba na ně padla s ohledem na jejich jasnost: Ty nejjasnější od nás dělí zhruba šest světelných roků. Katalog zahrnuje i 227 hvězd, u nichž bude TESS pátrat nejen po planetách dostávajících stejnou dávku záření jako Země, ale také po tělesech na vzdálenějších dráhách, jež pokrývají celkový rozsah obyvatelné zóny až po odlehlejší orbity odpovídající trajektorii Marsu ve Sluneční soustavě.

TIP: Nový lovec exoplanet TESS objevil první planetu podobnou Zemi

Zatím nevíme, kolik planet TESS u hvězd uvedených v katalogu objeví či zda budou některé obyvatelné, avšak vyhlídky se zdají příznivé. Z dřívějších studií totiž vyplývá, že v obyvatelných zónách chladných stálic (červených trpaslíků) by mělo existovat mnoho kamenných oběžnic. Jde o významný okamžik v historii lidstva a obrovský skok v pochopení našeho místa v kosmu.

Dokončení: Obyvatelnost cizích planet: Nadějné světy, které mohou hostit mimozemský život (vychází v neděli 14. června)