Kolik Zemí by mohl mít hvězdný systém snů?  
Zdánlivě zapeklitá otázka má prý se základními znalostmi planetárních věd vcelku jednoduché řešení. Pokud si ale myslíte, že budou stačit prsty na rukou, tak jste na velkém omylu.



 

Zvětšit obrázek
Kolik Zemí se vejde do hvězdného systému? Kredit: C. Pulliam and D. Aguilar (CfA).

Sluneční soustava má jednu Zemi. Je skvělá, luxusně modrá, prostě drahokam blízkého vesmíru. Máme ji všichni rádi, i když každý z nás tak trochu po svém. Nevyměnili bychom ji ani za 100 Marsů a 200 Venuší. Tušíme, že v okolním vesmíru bude spousta obyvatelných planet podobných Zemi, tu jedna, tam jedna. Postupně je najdeme, chce to jen čas a trpělivost. Kolik by ale asi tak mohlo být Zemí v jednom jediném hvězdném systému? Odpověď je šokující.


 

Zvětšit obrázek
Sean Raymond. Kredit: Observatoire de Bordeaux.

Mezinárodní den dětí je už za rohem a vědci, kteří jsou povětšinou zdrženliví, teď ztrácejí zábrany a pouštějí se do fantaskních myšlenkových experimentů. Kouzlo okamžiku si podle všeho podmanilo i Seana Raymonda z francouzské Observatoře v Bordeaux, který se rozhodl nacpat do jediného hvězdného systému tolik Zemí, kolik jen bude možné. Jako kovaný vědec přitom na prvním místě ctil zásadu, že jeho scénář musí být teoreticky možný a vědecky obhajitelný. Jeho druhým pravidlem bylo, že vymýšlené hvězdné systémy musejí být gravitačně stabilní po miliardy let. Naskládat spoustu planet na oběžné dráhy a pak se dívat, jak jedna po druhé padají do hvězdy, to by totiž zvládl každý trouba.


Raymond založil své úvahy na nejnovějších poznatcích planetárních věd a také na nějakých výpočtech. V některých případech si musel vybrat mezi stejně dobrými modely a když to nešlo jinak, tak prostě věřil svému vkusu. A sympaticky si vybral model, který se mu víc líbil. Pokud jde o hvězdu Raymondova vysněného systému, vědec si zvolil červeného trpaslíka. Jsou sice menší a chladnější než Slunce, právě kvůli tomu ale žijí mnohem déle. Červený trpaslík zaručuje stabilní obyvatelnou zónu s kapalnou vodou po dlouhé miliardy let.


 

Zvětšit obrázek
Hvězdným systém se 24 Zeměmi. Kredit: planetplanet.net.

Pro vytvoření ultimátního systému planet u červeného trpaslíka pak Raymond použil několik velice lstivých gravitačních triků. Tak například, planeta typu Země kupodivu může mít obrovský měsíc, který bude v podstatě také velice podobný Zemi. Je až skoro k neuvěření, že dvě takové dvojice Zemí mohou ve vhodném uspořádání stabilně obíhat červeného trpaslíka po stejné oběžné dráze. Ve Sluneční soustavě to využívají trójané, asteroidy, které se toulají v dráze planet. Jupiter jich má tisíce a nějaké má i Země.


Do obyvatelné zóny Raymondova červeného trpaslíka se s vynaložením maximálního úsilí vejde celkem 6 stabilních oběžných drah. Se dvěmi dvojicemi Zemi na každé z těchto oběžných drah to činí dohromady 24 Zemí v jednom jediném hvězdném systému. Přijde vám to jako nejzazší hranice planetárních možností? Raymondovi rozhodně ne.


 

Zvětšit obrázek
Hvězdným systém se 36 Zeměmi. Kredit: planetplanet.net.

Raymond měl totiž v záloze další prohnaný trik, kterým je využití plynných obrů, jako je náš Jupiter. Takže pokračujeme. Raymond vypočítal, že se mu do obyvatelné zóny červeného trpaslíka vměstnají celkem čtyři Jupiteři. A teď pozor, každý z Jupiterů prý může mít až 5 měsíců o velikosti Země a zároveň ho ve stylu trójanů může vpředu a vzadu po oběžné dráze doprovázet vždy jedna dvojice Zemí, stejná jako v předchozím myšlenkovém experimentu. Když je všechny sečteme, dostaneme ve hvězdném systému červeného trpaslíka celkem 36 Zemí. Ani to ale není konec.


 

Zvětšit obrázek
Ultimátní hvězdný systém se 60 Zeměmi. Kredit: planetplanet.net.

Raymond ještě důmyslně udělal ze single červeného trpaslíka dvojhvězdu, což ve vesmíru není nic výjimečného, naopak. Ukázalo se, že jeden ze dvojice trpaslíků může mít systém ze samých Zemí, jako v prvním případě, zatímco druhý trpaslík může mít systém s Jupitery a Zeměmi. Tím dostáváme konečný výsledek, magický počet 60 Zemí na jeden hvězdný systém. A to je, jak jistě uznáte, docela síla.


Mladý astronom Mikko Tuomi z britské Hertfordshirské univerzity v Hatfieldu, který je spoluautorem objevu velikého systému exoplanet, shledal Raymondovy modely jako zábavně provokující, jejich šance v reálném vesmíru ale považuje za prakticky nulové. Při vzniku takového systému by se hmota protoplanetárního disku musela uspořádat nesmírně nepravděpodobným způsobem. Anebo by ho mohli postavit nějací zruční mimozemšťané. Je to vlastně návod, jak osídlit spoustu planet najednou a mít to blízko na návštěvu příbuzných. Každopádně, jak je známo, v hlubokém vesmíru může být naprosto cokoliv, takže možná jednou najdeme i 60 blankytných planet u dvojice věčných červených trpaslíků.

 

 

Sean Raymond: Terrestrial planet formation at home and abroad. Kredit: Protostars & Planets VI.

 

University of Washington Seminar Series: Sean Raymond. Kredit: NASA Astrobiology.


Literatura

NewScientist 30. 5. 2014. Building the ultimate Solar System

 

Datum: 30.05.2014 19:57
Tisk článku

Související články:

RW Aurigae: Přistihli jsme hvězdu, která pohltila planety     Autor: Stanislav Mihulka (18.07.2018)
Megazemě ze souhvězdí Draka     Autor: Stanislav Mihulka (08.06.2014)
Země bude obyvatelná možná už jenom 1,75 miliardy let     Autor: Stanislav Mihulka (20.09.2013)



Diskuze:

Můžete si to vyzkoušet namodelovat

Jan Kotek,2014-06-02 14:40:13

třeba na této adrese: http://www.stefanom.org/spc/ .

Odpovědět

Josef

Josef Šoltes,2014-06-02 11:05:00

Pokud bych si měl vybrat ideální obyvatelný systém pro rozvoj velmi vyspělé situace, byla by to černá díra rozumné velikosti, kolem které by obíhalo cca 10 našich sluncí, každé s přibližně dvěmi až třemi obyvatelnými planetami. Samozřejmě s veškerým dalším materiálem. To by byla paráda:-)

Odpovědět


Vsak prece jste

Daniel Konečný,2014-06-02 23:48:02

Systemu se rika Mlecna draha, kolem cerne diry obiha asi 3*10^11 slunci a i tech planet bude ponekud vice:) (sranda, vasi myslence rozumim)

Odpovědět

Stabilita takového systému...

Tomáš Petrásek,2014-06-01 21:45:41

...nebude velká.

Navržené systémy mohou být za určitých předpokladů (=na papíře) stabilní, ale obávám se, že by se destabilizovaly při sebemenším podnětu zvenčí. Jakmile by jediná z těch planet nabrala nenulovou výstředost (vzájemným působením těch planet, nárazem jiného tělesa, působením druhé hvězdy v systému nebo jakkoli jinak) rozhodí ty ostatní a může to katastroficky selhat. Taková stabilita domečku z karet.

Obyvatelná zóna červeného trpaslíka je úzká. Kdyby opravdu šlo o to napěchovat do obyvatelné zóny co nejvíc planet, byla by ideální zářivější hvězda, tam by byl prostor pro překonání tohoto rekordu... pakliže někomu bude dávat smysl se o to snažit.

Co se týče kupení dvojplanet a měsíců, s tím by ošklivě zamíchaly slapové síly. Předpokládám, že tenhle problém byl "pro jednoduchost" zanedbán. To, že měsíc obíhá planetu, neznamená, že ho nemůže destabilizovat gravitace hvězdy. V obyvatelné zóně červeného trpaslíka (= velmi blízko ke hvězdě) to nebude se stabilitou měsíců valné.
Nehledě na to, že spousta těch dvojplanet a obyvatelných měsíců by nejspíš zažívala slapový ohřev jako blázen, díky kterému by mnohé z nich nejspíš vůbec obyvatelné nebyly.

Otázka maximálního přípustného počtu obyvatelných těles u jedné hvězdy je zajímavá a správně položená, ale chtělo by to posvítit si na to víc do důsledků.

Odpovědět

nevedel som

Ján Pačuta,2014-06-01 20:41:59

Ze temou clanku je hladanie mimozemskeho zivota. ;)
Skor som mal dojem za ide o to kolko zemi sa zmesti do jedneho systemu. Nie nutne obsadeních zemí/planét.
To co “navrhujete“ postavit vy je skor planetarny štít. To je zas o niecom uplne inom nez D. sfera.
Ak chcete reagovat na moj prispevok tu je moj email: cutyjan2@azet.sk
nechcem tu spamovat.

Odpovědět

Ako chcete zabrániť

Anton Matejov,2014-06-01 04:46:44

narastajúcemu žiareniu nášho Slnka a vypareniu našich oceánov v budúcnosti? Aj pojem Dysonové sféry okolo našej Zeme je dobrý. Netreba iba kopírovať myšlienky iných, ale aj odbočiť, že sa to hodí aj pre niečo iné.
Ako sa spojíme s mikroživotom na iných planetách v iných hviezdných sústavach vzdialených tisíce svetelných rokov??? Treba si definovať, že vyspelejšiu, alebo aspoň na úrovni našej civilizácie.

Odpovědět

mam dojem ze ste dost odbocili

Ján Pačuta,2014-05-31 15:17:34

Od temy tohto clanku. :)
Skor tu ide planety s moznim mikro zivotom nez o nejake civilizacie.
a dysonove sféry sa stavaju okolo hviezd, nie planet.

Odpovědět

Ešte upresnenie

Anton Matejov,2014-05-31 10:59:37

Písal som že za miliárdu rokov naše Slnko tak zosilnie, že sa na našej planéte vyparia oceány. Nemusí to platiť v prípade, ak stačíme dovtedy okolo našej planéty Zem vytvoriť takzvanú Dysonovu sféru.
niečo o tom aj na linku http://sk.wikipedia.org/wiki/Fermiho_paradox
Táto Dysonová sféra by mohla regulovaním rôznych druhov žiarenia nielen chrániť našu planétu, ale ešte by sme mohli s takou sferou získavať časť drahocennej energie takmer zadarmo.
Dokonca sú už rozbehnuté niektoré projekty na hľadanie vyspelých mimozemských civilizácii podľa Dysonovych sfér.

Samozrejme hľadať vyspelé mimozemské civilizácie aj podľa prejavoch komunikácie. Tie civilizácie musia neako medzi sebou komunikovať a predpokladám, že vyspelejšie majú niečo na štýl nášho Internetu.Možno že aj snímajú náš Internet a my o tom ani netušíme. Načo by k nám lietali s takých diaľok tak energetický vyčerpavajúco náročne a to nehovorím o rizikách pri vysokých rýchlostiach ? Už som čítal projekty, ktoré hľadali ľudí z budúcnosti na Internete dokonca aj na Oslovi.
U vyspelejších civilizácii to asi nebude na štýl elektormagnetických vĺn a laseroch ako hľadáme cez programy SETI. Elektormagnetické signály sa strácajú narastajúcimi vzdialenosťami v šume pozadia. Laserové signály si energetický veľmi náročne na energie. Nemôžeme predpokladať, že vyspelé mimozemské civilizácie budú tak plytvať energiou.
Už som raz navrhoval aj inú jednoduchšiu schému.
Naše neutrínové detektory sa čoraz viac vylepšujú a získavajú na ostrosti výsledkov. Neutrína takmer málo čo pribrzdí a s hmotou takmer neintegrujú. Teda cez neutrína môžeme zistiť oveľa skôr, že niekde vo vesmíre onedlho vybuchne hviezda alebo iné vesmírne kataklizmy.
Byť vyspelými vesmírnymi civilizáciami, tak pošle vesmírnym priestorom neutrinové signály, že niekde vznika vesmírna kataklizma veľkého rozsahu. Čo asi spravia iné vyspelé civilizácie vo vesmíre?
Spozornia a zamerajú svoje monitorovanie do daného priestoru a zistia, že sa tam nič nedeje. Tak potom automatický dospejú k záverom, že buď niečo riadne nepochopili zo zákonov vesmíru a budú daný priestor automatický skúmať ďalej, alebo že daný neutrinový signal, ktorý veštil kozmickú kataklizmu, je umelý signál inej vyspelej civilizácii vo vesmíre. A kontakt vemirných civilizácii je na svete!

Odpovědět

Áno Raymond šiel na to oveľa správnejšie

Anton Matejov,2014-05-31 09:21:46

ako jeho predchodcovia. Aj ja som už dávnejšie upozorňoval, že s tými obyvateľnými zónami to môže byť oveľa pestrejšie ako uvádzali ich primitívne schémy, podľa parametra že obyvateľná zóna sa nachádza tam kde je voda v tekutom skupenstve.
1.Planety v zónach, ktoré sa nachádzajú ďaleko od materskej hviezdy z nízkymi teplotami, že voda sa tam má nachádzať vo forme ľadu.
Ak snímame planetu ako Jupiter, nemôžeme v jeho okolí automaticky vylúčiť možnosť života, preto že je veľmi hmotný a žiarenie materskej hviezdy veľmi slabé.
Náš Jupiter má mesiace, ako Európa a tam sa už potvrdila voda v tekutom stave.Teda veľmi hmotné planéty môžu mať mesiace, na ktorých teoreticky už je možnosť obyvateľných zón.
2. Planety veľmi blízko hviezd, kde by sa voda vyparila. Ak majú tie planety viazanú rotáciu, ako náš Mesiac voči Zemi tak to tak až nemusí platiť. Medzi privrátenou a odvrátenou stranou môžu vzniknúť teoretický zóny života.
3. Aj naša Zem nebude večne v obyvateľnej zóne. Asi za miliárdu rokov naše Slnko bude žiariť takou silou, že sa nám vyparia všetky oceány a budú tu asi panovať také teploty ako teraz na Venuši. To si majú potom mimozemštania automatickí myslieť, keď budú snímať v budúcnosti našu planétu, že tu na nie je možný život, pretože na našej planete panujú obrovské teploty?
Niektoré planéty teda mohli byť v zónach života v minulosti.
4.Život mimo planét. Už v mladosti som čítal o projektoch vesmírnych miest na rôznych obežných drahach. MIR a ISS sú iba prvými lastovičkami. Nemáme ich viac a väčšie ani nie s technických a technologických príčin.
ale skôr s ekonomických príčin a kvôli supereniu naších spoločenstiev navzájom.
5. Už sme na prahu stvorenia rôznych foriem života. Smerujeme k tomu najmä zo smerov genetiky (možnosť aj rôznych kybornov), ako aj s výpočtových systémov, ako sú naše počítače. Naša civilizácia môže byť len predstupňom k iným formám civilizácii, ktoré už tak nemusí trápiť prostredie, kde je voda v tekutom stave.
6. Kde teda pôjdu ľudia ak sa naša už Zem nebude nachádzať v zóne života? Pôjdu tam , kde je pre nich dostatok atraktivnej energie a zóny života si tam už poľahko vytvoria umelo.

Teda ja by som skôr navrhoval, hľadať vyspelé mimozemské civilizácie podľa prejavoch spotreby energie a zóny života bral skôr ako pomocný parameter, ktorý šancu nájsť tam život zvyšuje.

Odpovědět

Dvojhvězdné systémy

Jakub Rint,2014-05-30 21:46:46

Zdá se, že jsem se mylně domníval, že ve dvojhvězdném systému nemůžou mít planety stabilní orbity...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace