Klíma na drvivej väčšine potenciálne obývateľných exoplanét funguje celkom odlišne než na Zemi. Až doposiaľ sme však nerozumeli ani základným mechanizmom toho, ako presne. Záhadu poodhalil tím kanadských astronómov. V novej štúdii zistil, že teploty a zrážky na povrchu podmieňuje nielen zloženie atmosféry a vzdialenosť od materskej hviezdy, ale aj rozmiestnenie vôd a súše.

Nekonečný deň

Väčšina hviezd v našej Galaxii - takmer deväť z desiatich - je oveľa menšia a chladnejšia ako Slnko. Astronómovia im hovoria červené trpaslíky. Vzhľadom na menšie rozmery a nízku svietivosť ich obývateľná zóna leží oveľa „tesnejšie“ než obývateľná zóna Slnka. Ide o oblasť, v ktorej by sme vzhľadom na vzdialenosť od materskej hviezdy mohli na povrchu planét očakávať tekutú vodu. V prípade červených trpaslíkov sa nachádza tak blízko pri hviezde, že dochádza k prílivovému uzamknutiu planét, ktoré v nej obiehajú. To znamená, že potenciálne obývateľné svety červených trpaslíkov sú k svojej hviezde neustále otočené tou istou stranou. Inými slovami, na jednej polovici panuje nekonečný deň, na druhej večná noc. Sú však planéty, na ktorých sa nestrieda deň s nocou, skutočne obývateľné? Odpoveď sa pokúsili nájsť astronómovia, ktorých viedla Evelyn Macdonaldová z Torontskej univerzity. Výskumníci vyvinuli nový klimatický 3D model s označením ExoPlaSim. Na základe rozdielov v osvetlení planéty dokáže vypočítať vzdušné prúdenie, povrchové teploty, množstvo oblačnosti, ako aj množstvo zrážok na prílivovo uzamknutých exoplanétach. Vedci pomocou neho vypočítali klimatické podmienky na rôzne typy exoplanét podobných Zemi, ale prílivovo uzamknutých.

Zásadné rozdiely

V štúdii, ktorú zverejnil odborný časopis Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, autori informujú, že ak napríklad exoplanéty disponujú rovnakým pomerom pevnín a oceánov, ale v odlišnom usporiadaní - napríklad oceán sa nachádza v strede dennej polovice a obklopuje ho pevnina alebo naopak -, rozdiel v povrchových teplotách dosiahne viac ako 20 stupňov Celzia. Rozdiel v koncentrácii vodnej pary v ovzduší sa dokonca mení niekoľko sto- až tisícnásobne. V oboch prípadoch výsledky neovplyvnili rozdiely v koncentrácii oxidu uhličitého v ovzduší ani odchýlky v teplote či žiarivosti materskej hviezdy. Vo všeobecnosti sa ukázalo, že zastúpenie vodnej pary a hojnosť zrážok stúpa nielen s celkovou rozlohou nezamrznutých oceánov, ale aj tým viac, čím väčšia je rozloha vôd v centrálnych oblastiach dennej polovice prílivovo uzamknutej exoplanéty. Naopak, vo svetoch s väčšími centrálnymi kontinentmi by sme mali očakávať málo zrážok a málo oblačnosti. Suché a mimoriadne horúce denné polovice. Oblaky aj dažde by sa pritom mali koncentrovať do malých oblastí v centre osvetlenej strany.

Užitočný nástroj

„Otázka, či život existuje aj mimo Zeme, je kľúčová výzva pre modernú astronómiu a vlastne vedu ako takú,“ hovorí Evelyn Macdonaldová. „Naša práca demonštruje, že rozmiestnenie súše na planéte zemského typu zásadne ovplyvňuje klímu, čo môže pomôcť astronómom, ktorí skúmajú exoplanéty pomocou nástrojov, ako je vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba, lepšie interpretovať ich pozorovania.“

FOTO V GALÉRII

V najbližších desaťročiach podľa vedkyne odhalíme zloženie ovzdušia mnohých potenciálne obývateľných exoplanét. Naše pozorovania ich povrchu však napriek istému pokroku zostanú obmedzené. Neodhalia viac ako veľkosť a usporiadanie pevnín a oceánov. Vďaka klimatickým modelom, ako je ExoPlaSim, aj tieto nedokonalé pozorovania postačia, aby sme si utvorili spoľahlivý obraz o tamojších teplotách a zrážkach.