Diamantové světy nejsou utopií

23 Bře

Vnitřní planety sluneční soustavy se nazývají „kamenné“ anebo terestrické (Zemi podobné). Jejich základem je křemík. Proto jsou horniny na Zemi především křemičitého typu. Ale v jiné planetární soustavě může být rozložení prvků odlišné. Planety mohou mít dominantní prvek třeba i uhlík. Uvnitř takových planet, kde je teplo a tlak dostatečný, se pak můžou vytvořit celé vrstvy diamantů. Tektonickou činností a posuvy takových plátů by taková planeta mohla mít i celá diamantová pohoří.

O diamantových planetách přednášel dr. Marc J. Kuchner a dr. Sara Seagerová z Princetonské univerzity na únorové konferenci o extrasolárních planetách, která se uskutečnila v americkém Aspenu. Merkur, Venuše, Země a Mars jsou křemičité planety. Skládají se především z oxidů křemíku. A my předpokládáme, že u některé hvězdy v naší galaxii mohou hostovat i uhlíkové planety. Cesta k diamantovým planetám vede přes malé kousky meteoritů, které každoročně dopadají po tunách na naši planetu. Zhruba 5 % z nich jsou nazývány jako „uhlíkaté chondrity“ a jejich základem je tedy uhlík. Nejzajímavější jsou ovšem tím, že se v nich často objevují jakési fosilie mikroorganismů, ale také tuha anebo diamant. Mohou-li se vyvinout meteority s tak velkým obsahem uhlíku, proč by se nemohl vyvinout „meteorit“ velikosti planety?

Jak vzniká diamantová planeta?

Po této stezce můžeme dojít k překvapivému zjištění. Planety se totiž formují z horkého plynu a prachu, který v podobě disku obíhá rodící se hvězdu. V discích, kde je přebytek uhlíku anebo nedostatek kyslíku, pak má tendenci do planety kondenzovat spíše uhlík a nikoli oxidy křemíku. Planeta s extrémním přebytkem uhlíku tak může vzniknout velmi lehce. K diamantovému tělesu máme jen co by kamenem dohodil. Uhlík v podobě grafitu (tuhy) mění svou strukturu na diamant při vysokém tlaku a teplotě. Dá se tak očekávat, že by diamantové mohly být celé vnitřky příhodných planet anebo spíše jejich pláště v tloušťkách desítek až stovek kilometrů.

Kde je hledat?

Ze sféry hypotéz nás pak velmi lehce vytrhne skutečnost, že na uhlík bohaté hvězdy nejsou žádnou vzácností a přibývá jich směrem do nitra galaxie.
Dokonce lze očekávat, že některé již objevené extrasolární planety, jimž byla z pozorování přisouzena střední nebo spíše menší velikost, již diamantovými planetami jsou. Většina extrasolárních planet byla totiž objevena velmi blízko mateřských hvězd. Podmínky zde potom dobře odpovídají oblasti s chudým obsahem kyslíku, který zabrání formování hornin založených na oxidech křemíku. Představa diamantové planety není složitá. Může třeba vypadat jako menší Neptun. Jádro takové planety by bylo zřejmě z tekutého železa a mohla by mít i významnou a hustou atmosféru. Většina povrchu by byla složena z karbidů. Na Zemi se třeba karbidy používají jako druhy pokročilé keramiky.

Už jsme je možná viděli!

Tělesa obíhající okolo známého pulsaru PSR1257+12 jsou horkými kandidáty na diamantové planety. Vznikly pravděpodobně jako výsledek závěrečného životního cyklu původní hvězdy. Když hvězda umírá, spaluje stále těžší a těžší prvky. Jeden z posledních řetězců, který k vydávání energie tamní hvězda používala, používal jako hlavní prvek termonukleárních reakcí uhlík. Při svém kolapsu na pulsar pak vytvořila obdobné podmínky pro vznik planet jako při vzniku naší sluneční soustavy. Tehdy explodovala jako supernova a materiál, který se k ní v důsledku gravitace vrátil, přetvořila v několik planet a vlastní „důchodcovské oblečení“.
Tamní svět je tak analogií naší sluneční soustavy, avšak hvězdou není Slunce ani jiná regulérní hvězda, ale deformované těleso, které nazýváme pulsar. Jde o extrémní druh neutronové hvězdy, která ovšem velmi rychle rotuje (viz rámeček). Okolo této hvězdy obíhají tři planety a kometa. Jedna planeta velikosti menší než náš Měsíc a dvě asi čtyřikrát větší než Země. Všechny, zdá se, by mohly být právě diamantovými planetami.

Spekulace o životě

U planet systému pulsaru PSR1257+12 nemůžeme o životě spekulovat. Onen pulsar neposkytne podmínky vhodné pro život ani náhodou. V otázce jiných planet kolem dalších hvězd hlavní posloupnosti jsou takové věci na zvážení. Ovšem skutečnost, že je povrch po stránce minerálů založen na uhlíku, takové spekulace vyloučit nemůže, dokonce by je mohla i posílit! Hlavním problémem vzniku života jsou totiž podmínky pro dostatečnou variabilitu umožňující vznik složitých systémů. A ty v případě přítomnosti uhlovodíků, příznivé teploty a některých dalších esenciálních faktorů mohou být příznivé i na diamantových planetách.

TPF a hledání planet pro život

NASA se již nechala slyšet, že hledání extrasolárních planet vhodných pro život je pro ni důležité. Dokonce tomu věnovala celý projekt, který by měl vyvrcholit za deset let. NASA hodlá v roce 2015 vypustit vesmírný dalekohled upravený právě pro tyto potřeby. Terrestrial Planet Finder (TPF) by mělo být zařízení podobné Hubbleovu dalekohledu, ovšem několikanásobně větší. Vědci v NASA i dr. Kuchner jsou přesvědčeni, že TPF bude schopen vyhledávat extrasolární planety podobné Zemi a jejím úkolem bude především „hledání těles vhodných pro život“, jak tuto misi NASA stroze komentuje. Není se čemu divit, v souvislosti s diamantovými planetami je nutno zmínit, že přítomnost uhlíku v mnoha variacích umožňuje o případném životě mluvit velmi optimisticky. Dalekohled TPF by mohl ze spekter těchto planet vyčíst, že je tam přítomna voda. Svit z mateřské hvězdy by mohl vyvolávat fotochemické reakce vytvářející celé uhlovodíkové řetězce. Při existenci atmosféry se v ní dá očekávat velké zastoupení oxidu uhelnatého a uhličitého, metanu i jiných derivátů. Na základě charakteru „podnebí“ takové planety je pak možno uvažovat i o existenci nejen vodních jezer a moří, ale spíše dominujících jezer či bažin plných nafty nebo třeba téru. To vše v kombinaci s vrcholky hor z čistého diamantu by mohlo dávat nepředstavitelný svět jen málo podobný tomu našemu, nehostinný, ale přece tak lákavý…

Leave a Reply