TLDR: Simulace vzniklé na základě mapování exoplanet naznačují, že naše soustava je nejméně častým typem toho, jak se poskládají planety. Inspirace tuna.

Astronomie a filozofie jsou do značné části dvě strany jedné mince – to, jaká je naše role ve vesmíru, totiž ovlivňuje i to, jak o sobě smýšlíme. Úvahy na tomto poli divoce proudí mezi dvěma extrémy – na jedné straně tezí „nejsme výjimeční vůbec, neasik“ a, logicky, opačnou tezí „jsme unikátní, cywe!“.

 Po velkou část historie byla populárnější ta druhá, ale od zrodu moderní astronomie to začalo lépe vypadat pro tu první. Nedávná simulace astrofyziků ovšem přiložila spíše pod kotlem naší unikátnosti…

A co jiné exoplanety?

Astronomové dnes znají tisíce exoplanet v jiných hvězdných systémech – ačkoliv jde jenom o zrnko zrnka skutečného rozsahu jenom naší galaxie (která je zase zrnkem zrnka ve velikosti známého vesmíru…), máme už docela solidní představu o tom, jak planetární systémy vznikají. A, především, co mají mnohdy za výsledek.

Nutno zmínit, že nebudeme mluvit čistě o výsledcích pozorování exoplanet. V těchto dřevních časech před deseti lety poukazovaly první metody na zvýšené množství exoplanet typu „horký Jupiter“ či „horký Neptun“ v oběžné blízkosti svých hvězd podobné, jako je třeba Merkur od Slunce, a už se mohlo zdát, že je to ve vesmíru nejčastěji vznikající typ systému…avšak to byl především „výběrový efekt“. Až zlepšení detekce exoplanet, co do metod a citlivosti, odhalilo i mnoho klasických malých šutroidních světů velikosti Země a menších.

Dnes budeme mluvit o simulaci tvorby planetárních systémů. Astrofyzici Lokesh Mishra, Yann Alibert a jejich kolegové se totiž pustili do odhalování nesčetných možných architektur planetárních systémů skrze simulace vybudované na základě pozorování. Objevili přitom nečekané vzorce pro čtyři odlišné architektury vznikajících planetárních systémů, v nichž světy spadají přibližně do posloupnosti podle velikosti planet.

1) Podobné systémy – planety v těchto soustavách se podobají hrášku v lusku. Vykazují podobné charakteristiky velikosti a hmotnosti, takže přibližně připomínají soustavu, v níž má první planeta velikost Merkuru, prostřední taky Merkuru, a poslední taky Merkuru.  

2) Smíšené systémy – tyto systémy se vyznačují různorodým uspořádáním malých i velkých planet, které nabízejí směsici velikostí planet v rámci jednoho systému. Takže se tu může střídat Merkur s Neptunem, po němž ale zase následuje Merkur, po němž zase další Neptun…

3) Neuspořádané systémy – ty dost možná znáte nejlépe, protože největší planety (jako třeba náš modelový Neptun) jsou u nich nejblíže své hvězdě. Proto se nám tyto systémy také snadno objevují. Čím dál od hvězdy půjdeme, tím se bude velikost zmenšovat spíše k Merkurům.

4) Uspořádané systémy (jako Sluneční soustava) – konečně zde jsme ve známých vodách, kde světy v posloupnosti kráčejí od malých světů blíže hvězdě (třeba jako je náš Merkur) k těm větším dále od ní (třeba jako je náš Neptun).

Co je podstatné pro náš pocit výjimečnosti, Uspořádané systémy představují nejvzácnější kategorii v simulaci!

A co jiné exoplanety?

Cílem vědátorů samozřejmě není stimulovat náš pocit výjimečnosti, ale spíše hledají standartní model vývoje systémů. Implikace takového vývoje na sebe ale nenechávají čekat. Z tisíců známých exoplanet je „Uspořádaný systém“ tím, který je nejméně častý. Známe soustavy jako 55 Cancri, v nichž se velikosti světů podobají té naší, ale obíhají ve „špatné“ posloupnosti. 

Takže obří světy jsou hvězdě nejblíže, zatímco potenciálně obyvatelné kamenné světy mrznou daleko od ní. Nebo můžeme znát světy, kde najdeme potenciální kamenné světy blízko své hvězdě, jako je L 98-59, ale zase tu scházejí plynní obři dále od ní.

Existují přitom dobré důvody k tomu, proč naše konfigurace soustavy mohla zásadně přispět vzniku života. Nemá smysl všechny vyjmenovávat znovu, proto jenom rychloposuvem zmiňme dva největší: Jupiter a Měsíc.

Planety o velikosti Jupiteru mají během vývoj soustav mnohdy v simulacích tendenci klesat blíže k hvězdě, a i náš Jupiter zřejmě následoval podobnou trajektorii. Tím by ale skoro zcela jistě věštil zkázu pro dávnou Zemi, Mars, Venuši a Merkur. „Přitáhl“ si jej však nazpět Saturn, čímž nás zachránil. Pokud by Saturn nebyl, dost možná bychom nebyli ani my.

Podobně podmínkám života na Zemi z mnoha důvodů prospěl i Měsíc. Stabilizoval naši rotaci, prodlužoval naše dny. Vznik Měsíce je přitom důsledek dávné kolize Země s protoplanetou Theia. V prostoru vnitřních planet naší soustavy nebylo dost materiálu k víceru těchto kolizí, ani k tomu, aby tu vznikly “superZemě” – alias velké kamenné světy.

Hledáme sebe

To vše svědčí o tom, že jsme měli setsakra štěstí. Nevíme samozřejmě, zdali život nemůže vzniknout i v diametrálně odlišných podmínkách, k tomu jsme prozkoumali příliš málo exoplanet. Minimálně ze Sluneční soustavy je ale vidět, že nikde život neprosperuje tak jako u nás. 

I v případě, že na Marsu nebo Europě najdeme jiné jednobuněčné či dokonce komplexní organismy, podmínky na Zemi jejich rozvoji zjevně svědčí v naší soustavě nejlépe. Je proto logické dovozovat, že i jinde může život “vyžadovat” podmínky podobné. 

V pomyslné vesmírné loterii jsme si zřejmě vylosovali hned několik es za sebou – a to by mohlo vysvětlovat, proč minimálně v našem bezprostředním galaktickém okolí nevidíme žádné jiné civilizace (nakolik tu může být primitivnější život, budeme muset ještě nějaké to tisíciletí hledat). 

To vše naznačuje, že naše planeta platí za malý vesmírný zázrak – a že teze “jsme unikátní, cywe” je zřejmě do značné míry platná. Tím spíše bychom pak neměli dopustit, aby se život ze Země vytratil. Ale to je už docela jiná filozofická otázka…

[Ladislav Loukota, JRN]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz