Divoká mladosť hviezd podobných Slnku a vznik života

Hviezdy podobné nášmu Slnku (dvojníci Slnka) umožnili astronómom „cestovať“ v čase a uvidieť doslova macošské podmienky prevládajúce v ranom veku slnečnej sústavy, v jej budúcom vývoji a aj v planetárnych sústavách okolo iných hviezd. Tieto výskumy môžu viesť k dôkladnému nahliadnutiu do začiatkov života na Zemi a k odhaleniu, ako je pravdepodobný (či nepravdepodobný) vznik života niekde inde vo vesmíre. Táto práca odhalila, že Slnko v čase svojej mladosti (t.j. pred viac než 4 miliardami rokov) rotovalo viac než 10 krát rýchlejšie než dnes, pričom generovalo oveľa silnejšie magnetické pole a jeho celková aktivita bola oveľa intenzívnejšia. To okrem iného znamená, že mladé Slnko produkovalo niekoľko stokrát intenzívnejšie röntgenové a ultrafialové žiarenie než produkuje dnes. Na obrázku je predpokladaný vzhľad Slnka v rôznych fázach jeho vývoja (zľava): vo veku menej než 300 miliónov rokov, vo veku 650 miliónov rokov, vo veku 2 miliardy rokov a dnes. Jednou z najhorúcejších tém na tohtoročnom XXVII. valnom zhromaždení Medzinárodnej astronomickej únie (IAU), ktoré sa začiatkom augusta konalo v Rio de Janeiro (Brazília), bolo štúdium astrofyzikálnych podmienok priaznivých pre rozvoj a prežitie prapôvodného života. Nové výskumy ukazujú, že v porovnaní s hviezdami stredného veku, ako je napríklad naše Slnko, novo vznikajúce hviezdy rotujú oveľa rýchlejšie, pričom generujú silné magnetická polia, ktoré majú za následok veľmi vysokú emisiu röntgenového a ultrafialového žiarenia a tiež elektricky nabitých častíc - čo môže spôsobiť skazu vytvárajúcej sa atmosféry planéty a mať škodlivý vplyv na vývoj vznikajúcich foriem života. Zistenie, ako je život vo vesmíre vzácny, je aj kľúčovou otázkou súčasných prírodných vied. Zjednotenie multidisciplinárnych poznatkov z biológie, geológie, fyziky a astronómie umožní astrobiológom zhodnotiť, ako môžu napomôcť alebo naopak prekážať vzniku života v mladých planetárnych sústavách odlišné podmienky okolo rôznych typov hviezd v ich ranej fáze vývoja. Slnko naháňa hrôzu aj vzbudzuje úctu. Táto horúca guľa približne 330 000 krát hmotnejšia než Zem vyžaruje obrovské množstvo energie a vymršťuje veľké oblaky horúcej plazmy do vzdialenosti niekoľko miliónov km. Avšak pre planéty typu Zeme obiehajúce v bezpečnej vzdialenosti od týchto mohutných explózií a kúpajúcich sa v miernejšom žiarení, môže Slnko poskytovať trvalý zdroj energie zásobujúci rodiaci sa život. Terajšie kľudné Slnko, hviezda stredného veku stará 4,5 miliardy rokov, má už za sebou búrlivú mladosť. Skupina astronómov, ktorých vedúcim je Jean-Mathias Griessmeier (ASTRON, Holandsko), študovala iný typ magnetických polí - magnetické polia planét. Vedci zistili, že prítomnosť planetárnych magnetických polí hrá dôležitú roľu - určuje predpoklady pre existenciu života na planétach, pretože ho môže chrániť pred dvoma nepriaznivými faktormi: krátkodobými výtryskami častíc vyvrhnutých z vonkajšej časti atmosféry hviezdy, tzv. koróny, alebo pri trvalom prúde častíc slnečného (hviezdneho) vetra. Jean-Mathias Griessmeier hovorí: „Planetárne magnetické polia sú dôležité z dvoch základných dôvodov. Chránia planétu pred prilietajúcimi nabitými časticami, teda chránia planetárne atmosféry pred ich odfúknutím do okolitého priestoru, a tiež pôsobia ako ochranný štít proti kozmickému žiareniu s vysokou energiou. Neprítomnosť vlastného magnetického poľa môže byť pravdepodobnou príčinou toho, že planéta Mars nemá dostatočne hustú atmosféru.“ Edward Guinan, profesor astronómie a astrofyziky na Villanova University, USA, vysvetľuje prekvapujúce zistenie, ktoré vyplynulo z jeho výskumu: „Slnko asi nie je dokonalá hviezda pre planetárne sústavy, v ktorých sa môže objaviť život. Je ťažké to dokázať, pretože Slnko je doposiaľ jedinou známou hviezdou, okolo ktorej obieha planéta obdarená životom. Naše štúdie však naznačujú, že ideálnymi hviezdami pre planetárne sústavy, v ktorých sú vhodné podmienky pre život v priebehu niekoľkých desiatok miliárd rokov, môžu byť menší oranžoví trpaslíci pomalšie spaľujúci vodík vo svojom vnútri, ktorí sa dožívajú vyššieho veku než Slnko - zhruba 20 až 40 miliárd rokov. Tieto hviezdy spektrálnej triedy K sú veľmi stabilné a oblasť okolo nich označovaná ako zóna obývateľnosti (zóna života, zelená zóna), zostáva na rovnakom mieste počas niekoľkých desiatok miliárd rokov. Takéto hviezdy sú vo vesmíre 10 krát početnejšie než hviezdy podobné Slnku a môžu dlhodobo poskytovať najlepšie možné podmienky pre život.“ Guinan ďalej pokračuje: „Získali sme aj informácie, že planéty podobné Zemi tiež nemusia byť nutne najvhodnejším prostredím pre rozvíjajúci sa život. Planéty 2 krát až 3 krát hmotnejšie než Zem, s vyššou gravitáciou, si môžu ľahšie udržať atmosféru. Môžu mať väčšie tekuté železné jadro, produkujúce silnejšie magnetické pole, ktoré chráni planétu lepšie v ranom období proti pôsobeniu intenzívneho kozmického žiarenia. Okrem toho väčšia planéta chladne oveľa pomalšie a udržuje si dlhšie svoje ochranné magnetické pole. Tento typ planét môže oveľa pravdepodobnejšie hostiť na svojom povrchu život.“

RNDr. Zdeněk Komárek