Pokud víme, mimozemský život potřebuje, aby na něm žily skalnaté planety. Nejdříve takové planety mohly být plné uhlíku, přičemž na světech se objevily formy raného života s vrstvami diamantu pod jejich krustami a černouhelnými povrchovými horninami.
Nedávná studie Natalie Mashianové a Avi Loeba v Harvard-Smithsonianově centru pro astrofyziku se zabývala tvorbou planet kolem uhlíkově obohacených kovových chudých hvězd (CEMP). Tyto druhy hvězd se pravděpodobně vytvořily v ranném vesmíru, hned poté, co první generace hmotných hvězd spálila jejich jaderné palivo a explodovala jako supernovy. Pokud jsou kolem takových hvězd planety, znamená to, že se život mohl objevit ve vesmíru během několika stovek milionů let od Velkého třesku, tedy před 13, 8 miliardami let. Předchozí studie naznačovaly, že by to mohlo trvat déle; nejstarší dosud objevený exoplanetový systém, Kepler 444, obklopuje hvězdu, která je stará asi 11, 2 miliardy let.
Prvky, jako je železo a křemík, se obvykle považují za nezbytné pro výrobu planet, protože vytvářejí prachová zrna, kolem nichž se mohou gravitační narůstání tvořit větší těla. Z takového „semene“ vyšli i obří plynní obři jako Jupiter. CEMP však nemají tolik těžkých prvků, jako je železo, jako naše Slunce, tolik stotisíciny, co říká něco, protože Slunce je jen 0, 003 procenta železa. Pokud se tedy CEMP tvoří především z mraků plynu a prachu uhlíku, kyslíku a dusíku, je otázkou, zda by se mohly tvořit planety jako Země s pevnými povrchy.
Mashian a Loeb naznačují, že planety se ve skutečnosti mohou v takové mlhovině hromadit, a tedy kolem CEMP. Astronomové by je mohli najít s některými nejnovějšími kosmickými dalekohledy a budoucími nástroji, jako je James Webb Space Telescope, jak přicházejí online. "Metody jsou stejné [jako pro předchozí exoplanetové mise], " řekl Loeb Smithsonian.com. "Hledal bys planety, které by procházely jejich hvězdami."
Ve své studii Mashian a Loeb modelují vzdálenosti od CEMP, které by planety tvořily, a jak velké budou pravděpodobně. Takové planety by měly málo železa a křemíku, prvků, které tvoří velkou část Země. Místo toho by byli bohatší na uhlík. Zjistili, že maximální velikost by měla tendenci být asi 4, 3krát větší než poloměr Země. Podle studie by také uhlíková planeta umožňovala na povrchu tvořit mnoho molekul uhlovodíků za předpokladu, že teplota nebude příliš vysoká. A jakákoli planeta s hmotností menší než asi desetkrát větší než Země by ve své atmosféře vykazovala hodně oxidu uhelnatého a metanu, uvádí studie.
V mlhovině bohaté na lehčí prvky dodal, že bude pravděpodobně také voda, další klíčová součást biosféry. "I s nízkým obsahem kyslíku má vodík tendenci se s ním kombinovat a vytvářet vodu, " řekl. Takže uhlíková planeta by mohla mít vodu. Loeb uvedl v prohlášení, že od samotného života je uhlík založen na živých bytostech.
CEMP jsou tak chudé v těžších prvcích, protože byly postaveny ze zbytků prvních hvězd, které se objevily ve vesmíru - stvoření se stokrát hmotností slunce. Jádro masivní hvězdy je jako cibule. Nejtěžší prvky vytvořené jadernou fúzí jsou směrem do středu - železo, hořčík a křemík jsou v nejvnitřnějších vrstvách, zatímco uhlík, kyslík a zbývající helium a vodík jsou ve vnějších vrstvách. Loeb řekl, že velká část materiálu ve vnitřních vrstvách - ty těžší prvky - spadne zpět do černé díry, která se vytvoří poté, co se z hvězdy stane supernova. Mezitím budou lehčí prvky vypuštěny do vesmíru, aby vytvořily nové hvězdy. Ty hvězdy, které se tvoří z plynů zbývajících z prvních, by byly chudé na kovy, jako je železo, ale bohaté na uhlík - CEMP.
Teprve později, když méně hmotné hvězdy stárnou a explodují jako supernovy, se těžší kovy mohou dostat ven. Hvězda pod 25 solárních hmot se zhroutí na neutronovou hvězdu nebo skončí jako bílý trpaslík. Na rozdíl od černých děr nemají neutronové hvězdy a bílí trpaslíci únikové rychlosti rychleji než světlo, takže výbuch supernovy s větší pravděpodobností šíří železo z jádra hvězdy. To je důvod, proč hvězdy jako slunce mají tolik železa, jaké mají, a proč má Země ještě těžší prvky.
Zda takové planety mají život nebo ne, je však stále otevřenou otázkou. Studie sama o sobě je více zaměřena na to, aby se planety tvořily na prvním místě, což je zásadní krok pro život. „Můj postgraduální student [Mashian] je konzervativní, “ vtipkoval Loeb. Abychom viděli známky života, musíme vidět atmosféru dotyčných planet. Cíl by byl podpis kyslíku, který chybí nějaký způsob, jak jej doplnit, zmizí z atmosféry planety, když reaguje s povrchovými horninami. Na Zemi je kyslík produkován rostlinami, které absorbují oxid uhličitý. Cizinci, kteří se dívali na atmosféru naší planety, si všimli, že se něco stalo.
Když uvidíme tyto atmosféry - za předpokladu, že jsou nalezeny samotné planety - bude pravděpodobně vyžadovat výkonnější dalekohledy, než jaké jsou dnes k dispozici. "[James Webb Space Telescope] by to mohl udělat jen okrajově pro nejbližší hvězdy, " řekl. "Ale CEMP jsou desetkrát dále."
