Potenciální původ života na vzdálených světech by mohl záviset na základních zdrojích energie, a jedním silným kandidátem jsou blesky. Ačkoliv jsou na naší dynamické planetě běžné, přítomnost a chování elektrických bouří na různých typech exoplanet, zejména těch, které jsou vázány synchronní rotací se svými hvězdami, představuje komplexní obraz pro obyvatelnost. Nedávný vědecký výzkum vrhá světlo na to, jak by se tyto nebeské jevy mohly projevovat v takto jedinečných prostředích.
Na Zemi hrají blesky klíčovou roli v atmosférické chemii. Jejich intenzivní energie rozkládá běžné atmosférické plyny, což usnadňuje tvorbu nových sloučenin. V naší současné atmosféře tento proces vytváří oxidy dusíku z dusíku a kyslíku. Vědci se však domnívají, že na rané Zemi, předtím, než se kyslík stal hojným, mohly blesky hrát klíčovou roli při syntéze komplexních prebiotických molekul – základních stavebních kamenů nezbytných pro život.
Hledání obyvatelných exoplanet se často zaměřuje na světy podobné velikostí Zemi, které obíhají hvězdy podobné Slunci ve správné vzdálenosti pro kapalnou vodu. Ačkoliv dokonalá shoda zůstává nepolapitelná, planety obíhající hvězdy červených trpaslíků jsou běžné. Jedním takovým příkladem je Proxima b, která obíhá Proximu Centauri, hvězdu nejbližší naší sluneční soustavě. Proxima b je zhruba velikosti Země a nachází se v obyvatelné zóně své hvězdy, což naznačuje, že by na jejím povrchu potenciálně mohla existovat kapalná voda.
Proxima Centauri je však malý, slabý červený trpaslík. Proxima b obíhá neuvěřitelně blízko, dokončí rok za pouhých 11 pozemských dní. Tato těsná blízkost pravděpodobně znamená, že Proxima b je slapově vázaná, s jednou stranou vždy obrácenou ke hvězdě a druhou v neustálé temnotě. Rotace Země pohání globální meteorologické vzorce, které vytvářejí časté bleskové bouře. Klíčovou otázkou pro Proximu b a podobné světy je, zda slapově vázané podmínky mohou podporovat atmosférickou aktivitu potřebnou pro blesky.
Simulace blesků na slapově vázaných světech
Aby to prozkoumali, výzkumníci pod vedením Denise Sergeeva z University of Bristol využili pokročilé atmosférické modely, podobné těm, které se používají pro analýzu pozemského klimatu, k simulaci hypotetické slapově vázané exoplanety. Jejich zjištění, podrobně popsaná ve výzkumu předloženém k publikaci, naznačila, že tyto planety by skutečně mohly zažívat významnou bleskovou aktivitu, ačkoliv se výrazně liší od Země.
Simulace odhalily, že slapově vázané planety obíhající malé hvězdy by zažívaly podstatně méně blesků – možná jen hrstku za sekundu, což je ostrý kontrast k přibližně 100 úderům, které se globálně vyskytují na Zemi každou sekundu. To platilo i pro simulované planety s tenčími atmosférami, s tlakem asi čtvrtiny pozemského atmosférického tlaku. Studie zjistila, že hustší atmosféry, s tlaky 10krát vyššími než na Zemi, potlačily konvekci nezbytnou pro tvorbu mraků a oddělení náboje, což vedlo k ještě vzácnějším úderům, někdy jen k jednomu za několik minut.
Distribuce a výzvy
Na slapově vázané planetě je intenzivní teplo z hvězdy soustředěno na denní straně. Toto teplo pohání silné tryskové proudy pohybující se směrem k noční straně. Simulace ukázaly, že atmosférická konvekce a výsledné bleskové bouře měly tendenci se koncentrovat. V některých scénářích se blesky shlukovaly v kruhové oblasti na věčné denní straně. Jiné simulace však naznačily, že blesky se primárně vyskytovaly blízko terminátorové linie (hranice mezi dnem a nocí) na noční straně, kde byly atmosférické podmínky příznivé.
Přítomnost blesků naznačuje potenciální zdroj energie pro prebiotickou chemii na těchto světech. Studie však zdůrazňuje významné výzvy pro vznik nebo přežití života založeného výhradně na těchto blescích. Podstatně nižší frekvence úderů ve srovnání se Zemí nemusí generovat dostatečné množství nezbytných prebiotických sloučenin. Navíc koncentrované rozložení blesků – buď na spalující denní straně, nebo blízko terminátoru – znamená, že tyto zdroje energie nejsou rozprostřeny po potenciálně mírnějších oblastech planety.
Navzdory těmto překážkám snaha pochopit obyvatelnost exoplanet, včetně těch slapově vázaných, pokračuje. Příroda často odhaluje neočekávané cesty, což naznačuje, že potenciál pro život v rozmanitých a náročných prostředích by mohl být stále prozkoumáván.