Vhodný pás asteroidov - nutnosť pre život?

Planetárne sústavy s planétami na vhodných miestach umožňujúcich existenciu života môžu byť veľmi vzácne. Zdá sa, že sú príliš závislé na prítomnosti pásu asteroidov so správnou hmotnosťou. Vyplýva to zo štúdie, ktorú uskutočnili Rebecca Martinová (NASA Sagan Fellow from the University of Colorado, Boulder) a Mario Livio (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland). Autori štúdie sa domnievajú, že veľkosť a poloha pása asteroidov sformovaného počas vývoja protoplanetárneho disku v dôsledku gravitačného ovplyvňovania blízkymi obrími planétami, môže napovedať o tom, či sa bude na prítomných planétach podobných Zemi vyvíjať zložitejší život. To znie trocha prekvapivo, pretože asteroidy sú považované za nebezpečné telesá vzhľadom na ich možné zrážky so Zemou, čo môže nakoniec spôsobiť aj vyhynutie života na našej planéte. Avšak nový výskum vedie k záveru, že zrážky asteroidov s planétami môžu poskytnúť určitú podporu pri vzniku a rozvoji zložitejšieho života. Asteroidy mohli dopraviť na povrch mladej Zeme vodu a organické látky. V súlade s teóriami, príležitostné dopady asteroidov tak mohli urýchľovať biologickú evolúciu narušením životného prostredia na planéte, pričom jednotlivé druhy živých organizmov sa museli prispôsobovať novým podmienkam. Astronómovia dospeli k týmto záverom na základe analýz teoretických modelov a doterajších pozorovaní obrích extrasolárnych planét typu Jupitera a prachových diskov v okolí mladých hviezd. „Naše výskumy ukazujú, že len malá časť doteraz pozorovaných planetárnych sústav pravdepodobne obsahuje obrie plynné planéty v správnej polohe, aby mohli vytvárať pásy asteroidov s vhodným rozsahom, ktoré by mohli dodávať blízkym kamenným planétam základné stavebné kamene života," hovorí Rebecca Martinová, hlavná autorka štúdie. „Náš výskum napovedá, že slnečná sústava môže byť v tomto ohľade skôr výnimočná." Rebecca Martinová a Mario Livio predpokladajú, že poloha pása asteroidov vzhľadom k planéte veľkosti Jupitera nie je náhodná. Hlavný pás asteroidov, ktorý sa nachádza medzi dráhami planét Mars a Jupiter, je oblasťou miliónov úlomkov telies nachádzajúcich sa v blízkosti tzv. snežnej čiary, ktorá vyznačuje okraj chladnejšej oblasti, kde prchavé látky ako je vodný ľad, sú dostatočne ďaleko od Slnka, aby zostali nezmenené. V čase, kedy vznikali v slnečnej sústave obrie planéty, oblasti za snežnou čiarou obsahovali zmes ľadov, hornín a kovov, ktoré poskytovali potrebné množstvo materiálu pre vznik obrích planét. Keď sa Jupiter sformoval za snežnou čiarou, jeho silná gravitácia zabránila materiálu na vnútornej strane jeho obežnej dráhy vzájomne sa spájať a vytvoriť ďalšiu planétu. Namiesto toho Jupiterov vplyv spôsobil, že tu dochádzalo ku vzájomným zrážkam hmoty a ku vzájomnému rozbíjaniu. Tieto vzniknuté úlomky vytvorili hlavný pás asteroidov okolo Slnka. „Na vytvorenie takýchto ideálnych podmienok potrebujete obriu planétu podobnú Jupiteru obiehajúcu z vonkajšej strany pása asteroidov, ktorá ešte okrem toho nepatrne migruje, avšak príliš nenarušuje pás asteroidov," vysvetľuje Mario Livio. „Pokiaľ veľká planéta typu Jupitera migruje cez oblasť asteroidov, môže jeho materiál rozptýliť. Naopak, pokiaľ veľká planéta nemigruje (nepribližuje sa k Slnku a opäť sa nevzďaľuje), nie je to tiež príliš dobrá situácia, pretože pás asteroidov ostane príliš hmotný. To by zasa viedlo k prílišnému bombardovaniu planét a prítomný život by nemal vhodné podmienky na rýchly vývoj." V skutočnosti v období mladosti slnečnej sústavy pás asteroidov pravdepodobne obsahoval dostatočné množstvo materiálu na vytvorenie ďalšej planéty s veľkosťou Zeme, avšak prítomnosť Jupitera a jeho malá migrácia smerom k Slnku spôsobila, že časť materiálu sa rozptýlila. V súčasnosti obsahuje pás asteroidov menej než 1 % pôvodnej hmotnosti. Využitím slnečnej sústavy ako modelu Rebecca Martinová a Mario Livio navrhujú, že podobné pásy asteroidov v iných planetárnych sústavách by sa mali nachádzať na hranici snežnej čiary. Na preverenie tejto predstavy vytvorili modely protoplanetárnych diskov u mladých hviezd a vypočítali vzdialenosti snežnej čiary v týchto diskoch na základe známej hmotnosti centrálnej hviezdy. Potom prezreli všetky infračervené snímky, získané kozmickým ďalekohľadom Spitzer Space Telescope (patriaci NASA) a zachycujúce 90 hviezd obklopených horúcim prachom, čo môže naznačovať, že okolo nich existuje útvar podobný pásu asteroidov v slnečnej sústave. Teplota horúceho prachu zodpovedala polohe snežnej čiary. „Teplota prachu klesá v súlade s vypočítanou polohou snežnej čiary, čo znamená, že naše pozorovania súhlasia s našimi predpokladmi," hovorí Rebecca Martinová. Obaja astronómovia potom študovali staršie pozorovania 520 obrích planét objavených mimo našej slnečnej sústavy. Len 19 z nich sa usadilo za snežnou čiarou, z čoho vyplýva, že väčšina obrích planét, ktoré tu mohli vzniknúť, migrovala príliš hlboko do vnútorných oblastí planetárneho systému. Nezostala teda zachovaná existencia nepatrne rozptýleného pásu asteroidov, potrebného na podporu zrýchlenej evolúcie života na planétach podobných Zemi krúžiacich v blízkosti hlavného pásu asteroidov. Ako sa zdá, iba necelé 4 % pozorovaných planetárnych sústav môžu v skutočnosti obsahovať vhodný pás asteroidov.

RNDr. Zdeněk Komárek