Jak fungují planetární systémy červených trpaslíků: Kredit: NASA / JPL-Caltech.

Fanoušky obyvatelných exoplanet už nějakou dobu trápí jedna ošemetná záležitost. Podle toho, co víme, je ve vesmíru ohromné množství hvězd, které jsou menší než Slunce. Platí to především pro červené trpaslíky, čili malé a relativně studené hvězdy. Žádného červeného trpaslíka sice ze Země nevidíme pouhým okem, zároveň to jsou ale daleko nejpočetnější hvězdy Mléčné dráhy. U hvězd menších a méně zářivých než je Slunce se také dobře hledají exoplanety.

Peter Driscoll. Kredit: Carnegie Institution of Washington.

Známe jich už spoustu a některé z nich velmi nadějně obíhají v obyvatelných zónách svých hvězd, kde by se měla vyskytovat voda v kapalném stavu. Nejspíš se moc nespleteme, když prohlásíme, že přinejmenším v Mléčné dráze se podstatná část exoplanet, obíhajících hvězdu v obyvatelné zóně, nachází u malých hvězd. Obyvatelná zóna malých a studených hvězd je ale o hodně blíž hvězdě, než tomu je v případě Slunce. A to by mohl být fatální problém s obyvatelností takové exoplanety pro organismy našeho typu. 

I když jde o hvězdy menší než Slunce, planety v jejich blízkosti se dostanou do spárů mocné gravitační síly. Působením této síly se možná ocitnou ve vázané rotaci se hvězdou, tedy ve stejné situaci, jako je Měsíc se Zemí. A hvězda je bude nemilosrdně opékat svým zářením. Další potíž je v tom, že tatáž gravitační síla hvězdy uvnitř blízkých exoplanet pouští z řetězu slapové ohřívání. Pro představu, právě slapové ohřívání má na svědomí povahu pekelně vulkanického měsíce Io. A na měsíci Io by chtěl bydlet asi jen málokdo.

Rory Barnes. Kredit: SAGANet.

Nebo to je jinak? Osud exoplanet v obyvatelné zóně malých hvězd se rozhodli prověřit Peter Driscoll z Astrobiologického institutu NASA a jeho kolega Rory Barnes. Ve Virtuální planetární laboratoři spojili modely orbitálních interakcí a slapového ohřívání s modely vývoje vnitřku planet. Poté spustili simulace pro planetární systémy s různě velkými hvězdami (od velikosti Slunce až po velikost jedné desetiny Slunce).

Najdeme obyvatelné světy u červených trpaslíků? Kredit: ESO / L. Calçada.

V odborných kruzích zatím převažoval názor, že planety ve vázané rotaci s hvězdou nevlastní magnetická pole, která by je chránily jako štít před zářením hvězdy. V takovém případě by planeta byla hvězdě vydána na milost a nemilost. Ale Driscoll s Barnesem tvrdí, že je to přesně naopak. Slapové ohřívání prý ve skutečnosti posiluje planetární magnetické štíty a zlepšuje tím šance pro život na planetách malých hvězd. Podle nich jde o to, že čím víc zasahuje slapové ohřívání plášť takových exoplanet, tím víc z něj mizí teplo a chladne jádro planety, což zároveň posiluje její magnetické pole. Problém mají prý jen exoplanety s nápadně výstřednou dráhou. Těm zatuhne jádro, odejde jim magnetický štít a skončí jako neobyvatelné světy zaplavené lávou.

Driscoll a Barnes uvádějí, že se ve většině jejich simulací u exoplanet vytvořily magnetické štíty a vydržely po celou dobu jejich existence. Prý pro ně bylo naprosto fantastické, když zjistili, že slapové ohřívání ve skutečnosti zachraňuje obyvatelnost exoplanet u malých hvězd. A jak známe hvězdy menší než Slunce, jejich planety se rozhodně mají před čím chránit. Zvlášť v prvních miliardách let života to jsou malí bouřliváci, kteří skrápějí své okolí divokým zářením.

Výsledky studie, kterou publikoval časopis Astrobiology, jsou dost slibné. Autoři sami nicméně přiznávají, že ještě není zdaleka vše jasné. Otázkou zůstávají třeba planety jako Venuše, u které zřejmě pomalé vychládání vnitřku planety brání tvorbě magnetického pole. Venuše totiž žádné pořádné magnetické pole nemá a je to docela překvapivé, protože je skoro stejně velká jako Země. V budoucnu bychom snad měli být schopni pozorovat magnetická pole exoplanet, a pak se ukáže, jak to s nimi je.


Video: University of Washington Seminar Series: Rory Barnes


Literatura
University of Washington 28. 9. 2015, Astrobiology 15: 739-760.