Čo ak by sa medzi Marsom a Jupiterom náhle objavila väčšia verzia Zeme? Táto otázka bola položená vo vedeckej štúdii, ktorá sa snaží pochopiť, ako by „super-Zeme“ mohli ovplyvniť usporiadanie planét v našej slnečnej sústave.
Ukázalo sa, že takáto exoplanéta by mohla zničiť život na Zemi mnohými spôsobmi, vrátane priameho vrhnutia našej planéty do Slnka alebo jej straty v medzihviezdnom priestore. Superzeme, ktoré môžu byť od 1,5 do 10-krát hmotnejšie ako naša Zem, by mohli dokonca narušiť väčšie planéty, ako sú ľadové obry Urán či Neptún, a poslať ich von zo slnečnej sústavy.
Skutočne existujú
Myšlienkový experiment nie je len o špekuláciách. Na širšej úrovni tieto imaginárne superzeme môžu „poskytnúť dôležitý pohľad na otázku, aká typická je architektúra a vývoj našej slnečnej sústavy v porovnaní s inými planetárnymi systémami,“ uvádza sa v štúdii publikovanej v Planetary Science Journal. Jej autorom je Stephen Kane, profesor planetárnej astrofyziky na University of California Riverside.
„Existuje veľa planét medzi veľkosťou Zeme a Neptúna - niečo, čo je možno dvakrát väčšie ako Zem - a tieto planéty nazývame super-Zeme,“ povedal Kane. „Avšak v našej slnečnej sústave nemáme analógiu k tomuto druhu planéty, planetárni vedci a ľudia študujúci exoplanéty sú z toho v smútku a želajú si, aby sme mali aj my nejakú super-Zem, povedzme medzi obežnými dráhami Marsu a Jupitera.“
Vedecká štúdia
Kane poňal tento problém vo svojej štúdii a vytvoril modelové situácie, v ktorých ráta s tým, že by sa takáto planéta náhle v našej slnečnej sústave objavila. Navyše, niektorí vedci sa domnievajú, že sa takáto planéta môže skrývať vo vzdialenosti približne dvadsaťnásobku vzdialenosti Neptúna od Slnka. Dôvodom pre takúto myšlienku sú zvláštne gravitačné efekty, ktoré boli pozorované vo vonkajších častiach slnečnej sústavy.
Tento hypotetický svet, nazývaný Planéta Deväť, by mohol byť veľkou super-Zemou, ale vôbec nie je jasné, či existuje. Aj keby bola super-Zem skrytá ďaleko za nami objavenými planétami, bolo by veľmi ťažké vyslať vesmírnu misiu, ktorá by ju navštívila.
Pre vedcov, ktorí študujú tieto kuriózne svety, je to problém, pretože majú množstvo nezodpovedaných otázok, ktoré by sa dali vyriešiť len pohľadom zblízka. Napríklad nie je jasné, v akom bode sa skalnaté planéty ako Zem premenia na malých plynných obrov, ako sú Neptún a Urán, alebo či niektoré super-Zeme môžu byť obývateľné pre život – potenciálne ešte viac ako planéty podobné Zemi.
10 miliónov rokov
Aj keď sa zdá, že výskyt super-Zemí je v Mliečnej dráhe hojný, prostredie na týchto planétach zostáva do značnej miery stále záhadou. Kane preto spustil tisíce simulácií, ktoré do nášho súčasného systému pridávajú superzeme rôznych hmotností, aby sme dosiahli výsledky za periódu 10 miliónov rokov.
Kane umiestnil tieto nové svety medzi dve až štyri astronomické jednotky (AU) od Slnka (jedna au je vzdialenosť medzi Zemou a Slnkom, pozn. red.). V tejto vzdialenosti skončili superzeme v rozľahlej medzere medzi obežnými dráhami Marsu a Jupitera, ktorú momentálne zaberá pás asteroidov.
Prítomnosť týchto planét v danom mieste vytvárala časti to, čo je známe ako „stredné pohybové rezonancie (MMR)“, čo sú vzťahy medzi orbitálnymi frekvenciami rôznych planét, ktoré môžu ovplyvniť ich trajektórie okolo hviezdy.
„Planéty vnútornej slnečnej sústavy sú obzvlášť citlivé na pridanie super-Zeme, čo vedie k značnej nestabilite systému,“ poznamenal Kane v štúdii. „Široká oblasť 2 - 4 AU obsahuje mnoho umiestnení MMR s vnútornými planétami, ktoré ďalej zosilňujú chaotický vývoj vnútornej slnečnej sústavy. Existujú tiež dôležité miesta MMR s vonkajšími planétami v oblasti 2 - 4 AU, čo má potenciálne významné dôsledky pre ľadových obrov.“
Katapultovanie do vesmíru
Napríklad niektoré Kaneove superzeme nakoniec katapultujú vnútorné planéty, vrátane Zeme, do medzihviezdneho priestoru – alebo ešte horšie, priamo do Slnka. Ak by sa tento scenár odohral, ľudia a všetok ostatný život na Zemi by boli buď uvrhnutí do kozmickej temnoty, keď by sme sa vzdialili od Slnka, alebo by sa vyparili, keď by naša hviezda pohltila celý náš svet.
V iných scenároch by Zem mohla zostať v slnečnej sústave, ale bola by vyhodená na nestabilnú obežnú dráhu, ktorá by ju mohla dostať do kolízie s inými planétami, čo by pravdepodobne spôsobilo vyhubenie života na našom svete. Mohli by sme tiež skončiť na novej excentrickej obežnej dráhe, ktorá by mohla spôsobiť divoké klimatické výkyvy, vďaka ktorým by bol život oveľa náročnejší.
„Klíma začína byť na niektorých obežných dráhach veľmi, veľmi chaotická,“ povedal Kane. „Keď sa Zem pohybuje naozaj blízko k Slnku a potom naozaj ďaleko, dostanete obdobia, keď Zem zamrzne, keď je ďalej, a potom sa roztopí pri najbližšom priblížení sa k Slnku.“
Nebojí sa len Jupiter a Saturn
V niektorých scenároch sa pridaná super-Zem v krátkom čase spustí zo slnečnej sústavy, zatiaľ čo v iných sú Neptún a Urán vyvrhnuté do medzihviezdneho priestoru. Iba Jupiter a Saturn, najväčší obri slnečnej sústavy, zostávajú relatívne neznepokojení prítomnosťou novej super-Zeme.
Výsledky zdôrazňujú jemnú rovnováhu medzi planétami v našej slnečnej sústave, čo by mohlo pomôcť vedcom pochopiť úlohu, ktorú hrajú super-Zeme vo svojich planetárnych susedstvách v celej galaxii.
Napríklad sa zdá, že naša slnečná sústava je odľahlá z dôvodu neprítomnosti týchto napnutých Zemí a z dôvodu prítomnosti obrovského plynného obra Jupitera vo veľkej vzdialenosti od Slnka, čo je situácia, ktorá je pomerne zriedkavá. Oba tieto faktory zohrali úlohu v obývateľnosti Zeme - a potenciálne aj iných svetov počas života našej slnečnej sústavy, vrátane starovekého Marsu - čo z nich robí dôležité stopy pri hľadaní života inde vo vesmíre.
