Organické látky na exoplanetách
To, že ve vesmíru existuje velké množství exoplanet dnes není tajemství. Zdá se dokonce, že jich je více než samotných hvězd. Planety se totiž vytvářejí ze stejných oblaků plynu a prachu, z jakých vznikají samotné hvězdy. Přitom se na oběžných drahách kolem mladých Sluncí formuje ne jedna, ale hned větší množství planet.
Z principu bude mít tedy ve vesmíru vznik života - odkázaného na planetární povrch nebo na povrch vhodného měsíce - dobrou šanci.
O tom, jestli se život našeho typu vyvine i vně Sluneční soustavy ale nerozhoduje pouhá existence nebo neexistence planety ve vhodné vzdálenosti k mateřské hvězdě. Bude samozřejmě záležet ještě na … tamní chemii.
Další otázka tedy zní: existuje na exoplanetách dost materiálu, ze kterého by se mohly postupně vyvíjet nejrůznější organické látky? Mají k dispozici vhodné chemické stavební kameny pro vznik života?
Chemie života
Jediným chemickým prvkem, který se za běžných podmínek může slučovat do velice komplexních molekul a vytvářet nám známou organickou hmotu, je uhlík. Je to dáno jeho fyzikální strukturou.
Uhlík patří mezi poměrně lehké prvky. V jeho jádře se vyskytuje pouze šest protonů a šest neutronů - viz dolní schématický obrázek (neutrony jsou označené modře, protony červeně). Kolem jádra se v určitých oblastech vyskytuje šest elektronů, které kompenzují náboj protonů v jádře a vytvářejí tak neutrální atom.
Přitom se elektrony mohou angažovat jen v místech, která jim povoluje fyzika.
První čtyři bydlí v kulovitých obydlích blízko jádra (vždy po dvou). Zbylé dva obíhají po komplexnější dráze, která má zhruba tvar oválu. Jsou to právě tyto dva elektrony, které nejsou spárované a mohou se seznamovat s elektrony z jiných atomů. A co víc - uhlík má k dispozici ještě jeden ovál - tedy úplně prázdný apartmán, ve kterém se mohou usídlit další dva elektronoví hosté.
Nakonec může tedy uhlík hostit hned čtyři cizí elektrony (na obrázku znázorněné bílými místy ve fialových apartmánech) - a tím vytvářet čtyři vazby na jiné atomy.
Situace kolem jádra je tedy poměrně přehledná a zároveň umožňuje značnou komplexitu vznikajících molekul.
Uhlík vzniká spalováním hélia v jádrech větších hvězd.
Zjednodušeně řečeno, jeho vznik není podmíněn dokonce ani extrémními stavy při výbuchu supernovy (jako je tomu u prvků těžších než železo), ale vyrábí se v poměrně “běžných” hvězdách. Ve vesmíru ho tedy musí být značné množství, stejně jako je tu velké množství dalších důležitých komponent - kyslíku a vodíku. Teoreticky tedy nestojí vzniku organické hmoty v cestě žádné chemické překážky. Jak to ale vypadá v praxi?
Vesmírná chemie
Vesmír je ve skutečnosti převážně pustý. Přesto se tu odehrávají nejrůznější chemické reakce. Je logické, že se to děje tam, kde gravitace koncentrovala hmotu do mezihvězdných mračen prachu a plynu. Právě zde už vědci pozorovali přes 150 různých molekul.
A nejsou to ledajaké molekuly. Zhruba 50 z nich obsahuje 6 nebo dokonce více než 6 atomů. Pokud obsahují uhlík, dají se bez nadsázky nazvat jednoduchými organickými molekulami.
Takovou pestrost vědci původně nečekali. Zdá se ale, že jsou to právě povrchy zrnek prachu, které umožňují setkávání různých atomů a tím i jejich chemické reakce v jinak poměrně chladném prostředí vesmíru. Záleží pak na jednotlivých lokalitách, jestli se v těchto nově vzniklých molekulách nachází větší nebo menší množství vodíku - jestli jsou tedy spíše podobné těm, které známe na Zemi nebo jsou exotičtější.
Zdroje organických látek pro exoplanety
Pokud se tedy chceme dozvědět, jestli je vesmír obývaný nebo alespoň obyvatelný, musíme se poohlédnout po organických molekulách v okolí stabilně zářivých hvězd.
Za velice důležitou sloučeninu přitom vědci považují methanol - jednoduchý alkohol, který má ve své molekule jen jeden atom uhlíku. Je to mimochodem velice blízký příbuzný alkoholu, který je tak oblíben mezi pozemšťany a některými jejich domácími nebo divokými zvířaty - ethanolu. Ethanol se liší tím, že má ve své molekule hned dva atomy uhlíku.
Methanol se tvoří hydrogenací oxidu uhelnatého - CO, který zkondenzoval v podobě ledu na povrchu prachových zrn. Podmínky pro jeho vznik tedy nejsou příliš náročné: musí být přítomen CO a voda - a musí jim být zima.
Methanol je pak nezbytným základem pro tvorbu aminokyselin a bílkovin, které se skutečné organické hmotě, tak jak ji známe na Zemi, velice přibližují.
Vědci nedávnou zkoumali stav planetárního disku kolem hvězdy HD 100 546. Detekovali v něm methanol a to i přesto, že je v něm příliš teplo na to, aby se vytvořil přímo na místě. Je tu přítomen ve formě plynu (a nikoliv pevného kondenzátu). Musí to být tedy pozůstatek organické látky, která se kdysi vytvořila v původním oblaku chladného plynu a prachu.
Znamená to, že výskytu organických látek v cizích planetárních soustavách nestojí v cestě nic principiálního. Mohou dědit organické látky, které se formovaly dříve než vznikaly soustavy samotné.
A podobně jako v naší vlastní soustavě - se tu jednoduché organické látky mohou v chladnějších vnějších oblastech účastnit formování komet, které jimi pak jednoho dne kontaminují vnitřní kamenné planety.
Zdroje: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01352-w
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (2) - proč jsou vlastně děti zlobivé?
V tomto díle blogového seriálu o barvě minerálů se dozvíte, kdo nebo co způsobuje tzv. alochromatismus, idiochromatismus a pseudochromatismus. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Atentát na Fica. Slovenského premiéra postřelili
Slovenského premiéra Roberta Fica ve středu postřelili. K incidentu došlo v obci Handlová před...
Fico je po operaci při vědomí. Ministr vnitra mluví o občanské válce
Slovenský premiér Robert Fico, který byl terčem atentátu, je po operaci při vědomí. S odkazem na...
Pozdrav z lůžka. Expert Antoš posílá po srážce s autem palec nahoru
Hokejový expert České televize Milan Antoš, kterého v neděli na cestě z O2 areny srazilo auto, se...
Novotný je na vyhazov z ODS. Výroky o Slováčkové překročil hranici, řekl Benda
Starosta Řeporyjí Pavel Novotný překročil hranice, které by se překračovat neměly, kritizoval v...
Fico je stále v ohrožení života, komunikovat dokáže jen omezeně
Zdravotní stav slovenského premiéra Roberta Fica je stabilizovaný, ale nadále vážný, řekl po...
Muž onanoval před ženou na sídlišti, chytli ho strážníci. Léčbu zanedbával
Na jednom ze sídlišť v Hradci Králové se před procházející mladou ženou uspokojoval muž. Přivolaná...
Fico spadl, až mi bylo špatně. Svědci z Handlové se vrátili na místo činu
Někteří ze svědků atentátu na slovenského premiéra Roberta Fica v Handlové se ve čtvrtek vrátili na...
Muž z Teplicka odstavil služební auto a zmizel, našli ho po dvou dnech
Policistům se podařilo vypátrat pohřešovaného muže z Teplicka, který v úterý zanechal své služební...
Tragická eskalace, Fico k polarizaci a nenávisti přispěl, píší ve světě
Od návratu Roberta Fica do pozice slovenského premiéra v zemi stoupalo napětí, středeční útok na...
Prodej rodinného domu, Hlohovec, Lednicko-valtický areál
U sadů, Hlohovec, okres Břeclav
3 890 000 Kč
- Počet článků 976
- Celková karma 19,27
- Průměrná čtenost 1320x