Komentár 34. týždeň: 4 dôvody, prečo je objav planéty Proxima B veľká vec

Lovci planét našli poklad - „na dosah ruky“

V stredu, 24.8.2016, oznámili zástupcovia Európskeho vesmírneho observatória (ESO), že  objavili Zemi-podobnú planétu Proxima Centauri B, ktorá sa nachádza v súhvezdí Kentaura.

Astronómovia z ESO zaregistrovali túto planétu už v roku 2013. Vtedajšie pozorovacie metódy však neumožňovali jednoznačne potvrdiť jej existenciu. V januári 2016 spustila európska výskumná organizácia opakovaný experiment. Tentoraz s použitím najnovších techník - pod názvom Pale Red Dot (Svetlá červená bodka).

Po 60 dňoch nepretržitého pozorovania sú si vedci istí, že okolo hviezdy Proxima Centauri obieha Zemi-podobná planéta Proxima Centauri B. Prečo sa táto správa stala svetovou senzáciou? Tu je niekoľko dôvodov.

Zdroj: ESA

Po prvé: je to obrovský úspech európskej pozemnej astronómie

Exoplanétu Proxima Centauri B objavili pozemné teleskopy európskeho observatória ESO v Čile. Najmä vďaka teleskopom HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) a NTT (New Technology Telescop).

To sú v súčasnosti najdokonalejšie a najväčšie pozemné teleskopy. Zároveň sú to aj najväčší rivali satelitu Kepler – multimiliardového lovca planét na obežnej dráhe, ktorý patrí americkej NASA. Kepler hľadá planéty iným spôsobom ako spomínané teleskopy. Kepler vyhľadáva takzvané tranzity.

Čiastočné alebo úplné zatmenia hviezdy spôsobené planétou prelietavajúcou popred ňu. HARPS a TNT merajú výchylky polohy hviezdy, spôsobené gravitačným pôsobením planéty. Porovnaním výsledkov oboch metód vieme, že Zemi-podobných planét až tak veľa nie je. Z 1 286 planét objavených Keplerom doteraz, je Zemi-podobných: deväť.

Zdroj: ESA

Nakoľko však Kepler dovidí oveľa ďalej ako pozemné teleskopy, máme k dispozícii spoľahlivejšie štatistické údaje ako z pozemných pozorovaní.

Napríklad vieme, že pomer kamenných a plynných planét je približne rovnaký. Z tohto usudzujeme, že kamenné planéty nie sú až také zriedkavé. Ďalej vieme, že bližšie k hviezdam sú skôr kamenné planéty ako plynné.

Po druhé: Proxima B je vhodná pre život

Teleskopy v Čile sú schopné určiť základné parametre Proximy B: hmotnosť, vek, periódu rotácie, vzdialenosť obežnej dráhy od materskej hviezdy, atď.

Ale nie sú schopné určiť, či nájdená planéta je, alebo nie je kamenná. Či má, alebo nemá atmosféru, či je na ich povrchu voda alebo nie.

Najprv, čo vieme o materskej hviezde Proxima Centauri?

V prvom rade z pozorovania vieme, že táto hviezda je od nás vzdialené „len“  4.4 svetelných rokov. Je to teda náš najbližší hviezdny sused.

Z merania svietivosti hviezdy Proxima Centauri vieme, že je to červený trpaslík triedy M5. Z toho môžeme určiť aj jej hmotnosť: je približne osemkrát ľahšia ako naše Slnko.

Analýzou vyžarovaného svetla vieme určiť zloženie hviezdy. Najmä pomer vodíka a hélia, z ktorého môžeme vypočítať vek hviezdy. Proxima Centauri má asi 4.86 miliardy rokov.

Zdroj: PHL&UPR, NASA

A čo vieme o planéte Proxima Centauri B?

Z priamych pozorovaní vieme, že doba rotácie okolo svojho „slnka“, Proxima Centauri, je asi 11.2 dňa. Všetky ostatné parametre si musíme vypočítať.

Vek planéty odhadujeme pomocou veku hviezdy. Aj v slnečnej sústave vek Zeme i Slnka sú približne rovnaké, nakoľko vznikali súčasne z rovnakého oblaku hviezdneho plynu a prachu. Preto vek planéty odhadli asi na 4.6 miliardy rokov. Je to dostatok času na to, aby sa na nej rozvinul vysoko-organizovaný život.

Hmotnosť planéty „odmerali“ pomocou Dopplerovho efektu. Gravitácia planéty spôsobuje, že sa materská hviezda vzhľadom na Zem, pohybuje raz vpred, raz vzad. V závislosti od toho či ju gravitácia planéta „postrčí“ smerom k nám, alebo od nás.

To sa prejavuje posuvom svetelného spektra hviezdy raz k infračervenému, raz k ultrafialovému koncu spektra. Na základe toho vieme vypočítať gravitačnú silu, ktorou planéta pôsobí na hviezdu.

A keďže hmotnosť hviezdy poznáme, hmotnosť planéty zjednodušene vypočítame pomocou slávneho gravitačného zákona sira Izáka Newtona. Podľa predbežných výpočtov má planéta hmotnosť 1.3 násobku hmotnosti Zeme.

Dostatočnú hmotnosť k tomu, aby na nej mohla prebiehať recyklácia chemických prvkov, produkovaných organizmami. Napríklad uhlíka. Ten sa na Zemi neustále ukladá do hornín, aby sa nehromadil v atmosfére vo forme skleníkových plynov.

Poznáme hmotnosti oboch telies, poznáme uhlovú rýchlosť planéty. Dostatok údajov na výpočet polohy dráhy planéty. Tá je asi 7 miliónov kilometrov od materskej hviezdy, teda 1/20 vzdialenosti Zeme od Slnka. A senzácia bola na svete.

Planéta obieha materskú hviezdu v takzvanej obývateľnej zóne. V zóne, v ktorej by sa voda na povrchu planéty udržala v tekutom stave, čo je základná podmienka vzniku života ako ho poznáme na Zemi.

Ďalší parameter – hustotu - vedci odhadli. Na základe nášho doterajšieho poznania, vo vzdialenosti 7miliónov kilometrov od hviezdy, by sa plynné hviezdy nemohli vytvoriť. Bráni tomu slnečný vietor a aj pôsobenie gravitácie hviezdy. Preto predpokladajú, že bude kamenná.

Zo svetelného výkonu hviezdy a vzdialenosti k planéte vypočítali množstvo tepelnej energie vyvinutej na každom štvorcovom metri planéty. Predbežné výpočty ukazujú, že keby planéta nemala atmosféru, bude teplota na povrchu -40°C. Keby mala atmosféru - príjemných 30°C. A to bol definitívny gól.

Len uvážte sami: „vo vzdialenosti od Zeme, čo by jedným vesmírnym telesom dohodil, sa nachádza planéta, ktorá môže na svojom povrchu niesť život“.

Tak takúto zhodu okolností dokáže zariadiť už len život sám. Pre porovnanie, satelit Kepler našiel najbližšiu planétu v obývateľnej zóne vo vzdialenosti 40 svetelných rokov.

Zemskú dvojičku - Kepler 452b – ktorú familiárne nazvali Zem 2.0 - dokonca vo vzdialenosti 1400 svetelných rokov. A to je niečo úplne, ale úplne iné.

Ďalšou dobrou správou je, že Proxima B má „bodygárdov“. Masívne vesmírne telesá, ktoré svojou gravitáciou priťahujú vesmírne projektily: kométy a asteroidy, ktoré by po dopade na jej povrch mohli spôsobiť masové vyhynutie organizmov.

Týmito ochrancami sú hviezdy Alfa Centauri A a B. V našej sústave túto rolu zohrávajú plynní obri: planéty Jupiter a Saturn.

Zdroj: PHL&UPR
A teraz k tým horším správam. Hviezdy typu červení trpaslíci, sú menej stabilné hviezdy ako naše slnko. Pri erupciách vystreľujú do svojho okolia dávky ultrafialového a röntgenového žiarenia, 100-krát intenzívnejšie ako naše Slnko.

Ak Proxima B nemá magnetické pole, bude to pre život veľmi zlá správa. Niežeby sa život nevedel pred takým žiarením ochrániť, ale bude to mať naozaj veľmi ťažké.

Druhú prekážku spôsobuje fakt, že Proxima B obieha okolo svojho slnka príliš blízko. Dôsledkom toho nastáva úplná synchronizácia rotácie planéty okolo vlastnej osi s rotáciou okolo svojej hviezdy. Inak povedané, planéta je obrátená k materskej hviezde stále rovnakou stranou.

A v tomto stave zostáva uzamknutá po celý zvyšok života. Mimochodom. Z toho istého dôvodu ukazuje Mesiac Zemi vždy len jednu „tvár“: privrátenú stranu. Odvrátenú stranu zo Zeme nikdy neuvidíme. A podobný fenomén pozorujeme aj v prípade planéty Merkúr v pozícii voči Slnku.

Dôsledky sú fatálne. Na privrátenej strane budeme mať permanentne rozhorúčený povrch, na odvrátenej – mrazivo chladný. Ak bude mať planéta atmosféru, alebo oceány, bude to znamenať obrovské búrky. Vo vzduchu i na mori.

Odpoveď na otázku života a smrti, či má planéta atmosféru, budú teraz hľadať všetky vesmírne agentúry sveta. Ošiaľ menom „Proxima Go“ už nastal. Všetci budú chcieť zaznamenať prelet planéty popred materskú hviezdu, aby to zistili.

Ale šanca, že sa Zem, Proxima B a Proxima Centauri usporiadajú do jedného zákrytu je, ako si môžete predstaviť, minimálna. Napríklad. Tranzit Venuše popred Slnko sa v našej sústave vo všeobecnosti deje každých 243 rokov. Oproti tomu, zatmenie Slnka sa deje každý rok.

Som si istý, že práve v tejto chvíli všetky super-počítače sveta modelujú pohyb hviezd a planét v súhvezdí Kentaurus. V každom prípade ale, Proximu B už ESO z oka nespustí.

Rovnako tak všetky rádio-teleskopy sveta, zapojené do projektu SETI. Vrátane čínskeho superobra – rádioteleskopu FAST. Pochopiteľne, kto prvý začuje signál „Wow!“ sa navždy zapíše do histórie ľudstva.

Zdroj:PHL&UPR

Po tretie: Vieme sa k nej dostať relatívne skoro

Začiatkom roka 2016 sa postarali o poriadny rozruch traja vesmírni nadšenci: ruský miliardár Jurij Milner, Stephen Hawking a Mark Zuckerberg.

Títo pripravujú projekt Breakthrough Starshot. Sľubujú, že ešte počas života tejto generácie mladých ľudí, vyšlú k hviezde Alfa Centauri flotilu asi stovky nano-satelitov. Nie väčších ako pár centimetrov štvorcových, o hmotnosti zopár gramov.

Zdroj:SpaceRef

Majú dosiahnuť rýchlosť asi 20 percent rýchlosti svetla a skrátiť cestovný čas zo súčasných 30 000 rokov na 20. Ako to chcú dosiahnuť?

Ako pohonnú jednotku chcú použiť takzvanú elektrickú plachtu. Plachtu do ktorej budú „fúkať“ prúd fotónov super-výkonné laserové delá.

Zdrpj: SpaceRef

Zdorj: Breakthrough Prize

Predpokladajú, že potrvá asi 40 rokov, kým doriešia všetky technické a finančné detaily. V dobe, keď oznamovali svoj zámer ani netušili, že Proxima B existuje. Teraz majú o poriadny dôvod viac uskutočniť svoj sen. A nielen oni.

V súvislosti s týmto revolučným spôsobom pohonu ešte jedna pozoruhodnosť. V máji 2016 raketa Falcon 9 umiestnila na obežnú dráhu fínsky nanosatelit Aalto-1, ktorý má vyskúšať technologické možnosti tohto pohonu. Fíni tento pohon vymysleli, patentovali a dúfam, že aj zrealizujú. Európa má aj v tomto smere náskok pred ostatným svetom.

Po štvrté: Príbeh Proximy B je aj našim príbehom

Predpokladajme ale, že sa nám prestane dariť a zistíme, že Proxima B nemá ani magnetické pole, ani atmosféru, ani vodu a ani nevysiela žiadne Wow! signály.

Má zmysel míňať obrovské finančné prostriedky a usilovať sa o jej návštevu? Aký z toho budeme mať osoh? Presne rovnaký, ako keď študujeme naše vlastné planéty: Merkúr, Venušu, Mars. Každá planéta rozpráva svoj príbeh života a každý tento príbeh je súčasťou nášho. Ako to myslím?

Zoberme si napríklad Merkúr. Merkúr nám ukazuje, čo sa stane keď sa naruší distribúcia tepla po povrchu planéty - „zahynú“ prehriate aj podchladené regióny.

Venuša nám rozpráva príbeh o tom, aké je dôležité neprekročiť kritické množstvo skleníkových plynov v atmosfére - uškvaríme sa vo vlastnej šťave ako ona. Mars nás upozorňuje, že strata magnetického poľa spôsobí stratu atmosféry i vody.

Aký životný príbeh skrýva Proxima B? Nevieme. Zatiaľ. Možno nám však raz zachráni život.

V celej histórii skúmania vesmíru si ľudia mysleli, že v každom novom svete nájdeme inteligentné bytosti. Najprv to boli Seleniti, obyvatelia Mesiaca.

Potom, keď sme si trúfli snívať za obežnú dráhu Mesiaca, to boli Marťania. A za Marsom sme už hľadali mimozemšťanov až na Alfa Centauri. Jednoducho, keď sa ukázalo, že sme sa mýlili, posunuli sme svoje sny o jeden vesmírny míľnik ďalej.

Prečo? Lebo až fanaticky túžime nebyť sami.