Planeta rozťatá na oheň a led. Vědci našli místo, kde v utajení může vzkvétat život

Planeta, kde jedna polovina navždy hoří v žáru své hvězdy a druhá tone v temnotě s teplotou blízkou absolutní nule. To zní jako to poslední místo, kde hledat život. Nový experiment ale ukazuje, že hluboko pod povrchem takových světů může teplo obíhat v překvapivě stabilní smyčce – a vytvářet místa, kde by život mohl přežít.

Jmenuje se LHS 3844b a je jen o kousek větší než Země. Obíhá kolem hvězdy, tzv. červeného trpaslíka, vzdálené zhruba 48,5 světelného roku od nás. Jedna věc ji ale od Země zásadně odlišuje: je takzvaně vázaná slapovými silami.

Jinými slovy, kolem své osy se otočí přesně jednou za dobu, za kterou oběhne svou hvězdu, a proto k ní pořád natáčí stejnou tvář. Tedy stejně, jako k Zemi natáčí věčně jen jednu stranu Měsíc.

Důsledek této fixace k hvězdě je extrémní. Jedna polokoule je vystavena nepřetržitému, spalujícímu dni s teplotami zhruba 700 až 1700 kelvinů.

Druhá zůstává v trvalé tmě, kde je taková zima, že se blíží absolutní nule – bodu, za kterým už se částice prakticky nehýbou. Na první pohled dokonalé peklo i mráz zároveň.

Proč jsou takové světy běžné

Planety s věčným dnem a věčnou nocí přitom nejsou žádná exotika – podle vědců jsou exotikou spíš planety jako Země s pravidelným střídáním dne a noci.

Dosavadní pohled byl jasný: takový teplotní extrém život vylučuje. Tým Daisuke Noteho z Pensylvánské univerzity se rozhodl nedívat se jen na povrch, ale hlouběji, do mohutné kamenné vrstvy mezi kůrou a jádrem planety, kterou si z hodin zeměpisu možná pamatujete pod názvem plášť.

Slapové jevy

Vznikají tak, že gravitace působí na různě vzdálené části tělesa různě silně: bližší strana je přitahována víc než vzdálenější, což těleso mírně natahuje do protáhlého tvaru. Na Zemi to známe jako příliv a odliv, které způsobuje hlavně Měsíc tahající za oceány. U planet blízko své hvězdy toto neustálé „natahování“ časem zbrzdí rotaci natolik, že se planeta začne otáčet stejně rychle, jako obíhá, a proto k hvězdě navždy natáčí jen jednu stranu.

Cizí planetu si postavili na stole

Vědci se rozhodli nespoléhat na počítačové simulace a sestavili vlastní fyzikální model. „Postavit skutečnou exoplanetu nebylo v rozpočtu,“ žertuje Noto.

Použili kvádrovou nádrž naplněnou glycerinem, který je známý svojí viskozitou, a drobnými krystaly, které mění barvu podle teploty.

Kolem nádrže rozmístili čtyři termostaty, které zahřívaly a chladily jednotlivé oblasti tak, aby napodobily rozdíly mezi věčně osvětlenou stranou, věčně temnou stranou, povrchem a hlubokým planetárním nitrem.

Výsledek je fascinující: v modelu se objevil pozoruhodně stabilní vzorec. Horký materiál stoupal na denní straně, přeléval se horní vrstvou, ochlazoval se u noční strany, kde klesal, a spodní částí pláště se vracel zpět.

Viděli zkrátka jednu souvislou cirkulační smyčku, která se chová jako klidný planetární tep. „Není to chaotické jako zemský plášť,“ říká Noto.

„Je to pomalé a rovnoměrné. Předvídatelné. Vlastně tak trochu nuda, tedy v tom dobrém slova smyslu,“ vysvětluje, v čem je objev převratný.

Co jsou to exoplanety?

Jde o zkratku pro exosolární planety, tedy ty, které obíhají kolem jiných hvězd než naše Slunce. První z nich lidstvo spolehlivě potvrdilo v první polovině 90. let. Dnes už jich díky pokročilým technologiím a vesmírným dalekohledům známe několik tisícovek.

Mohl by tam být život?

To nejzajímavější přišlo při měření přenosu tepla: hodnoty totiž vyšly srovnatelné se zemským pláštěm, což naznačuje, že některé slapově vázané exoplanety mohou v místním měřítku udržovat mírnější geotermální prostředí, obzvlášť v mírných zeměpisných šířkách mezi rozžhaveným a zmrzlým pólem. Tedy přesně tam, kde by život teoreticky mohl mít šanci.

Notův tým navíc spekuluje, že stabilní proudění by mohlo ovlivňovat i pohyb tekutého jádra planety, a tím generovat jiné magnetické pole, než jaké má Země. To už ale experiment ověřit nedokázal a zůstává to námětem pro budoucí výzkum.

Studie nenabízí důkaz mimozemského života, ale něco dost možná cennějšího: „neobyvatelné“ je často jen otázka toho, kam se díváme.

Pod rozžhaveným a zmrzlým povrchem se totiž může skrývat mnohem klidnější, stabilnější svět, než bychom čekali.