Úterý 27. července 2021, svátek má Věroslav
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 27. července 2021 Věroslav

Organické látky na exoplanetách

14. 06. 2021 8:00:01
Mohou být na cizích planetách přítomny organické sloučeniny? Odpověď dá nová generace teleskopů. Máme čekat spíše kladnou nebo zápornou odpověď? (délka blogu 5 min.)

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





Autor: Dana Tenzler | pondělí 14.6.2021 8:00 | karma článku: 20.54 | přečteno: 275x

Další články blogera

Dana Tenzler

Co všechno zjistil seismometr na Marsu (1)

Trojdílný blogový seriál o tom, co všechno vyzkoumala na Marsu sonda InSight. V prvním díle bude řeč o marsotřesení a jeho příčinách. (délka blogu ca. 3 min.)

26.7.2021 v 8:00 | Karma článku: 21.46 | Přečteno: 297 | Diskuse

Dana Tenzler

Co je nového na Marsu?

Co je nového na rudé planetě? Vozítka se snaží rozluštit minulost Marsu - a ani orbitální stanice nezahálejí. (délka blogu 5 min.)

22.7.2021 v 8:00 | Karma článku: 22.26 | Přečteno: 422 | Diskuse

Dana Tenzler

Nejteplejší přírodní vodní pramen na Zemi

Uhodnete, kde se nachází nejteplejší přírodní vodní pramen na naší planetě? Voda a její prazvláštní vlastnosti. Není voda jako voda. (délka blogu 5 min.)

19.7.2021 v 8:00 | Karma článku: 29.12 | Přečteno: 612 | Diskuse

Dana Tenzler

FAIR - vesmír v laboratoři

V několika minulých blozích jste si mohli přečíst detaily o výzkumu nejexotičtějších nebo dosud neznámých chemických prvků. Průzkum ovšem neprobíhá jen v Rusku nebo USA. (délka blogu 5 min.)

15.7.2021 v 8:00 | Karma článku: 16.78 | Přečteno: 227 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Jan Tomášek

Elektrické a magnetické pole (2) - magnetizace

Poměrně důležitý děj - při fungování elektrotechnických strojů je krátký přechodný děj zvaný magnetizace - tedy jak silné magnetické pole může příslušná součást přenášet.

27.7.2021 v 9:09 | Karma článku: 3.11 | Přečteno: 82 | Diskuse

Dana Tenzler

Co všechno zjistil seismometr na Marsu (1)

Trojdílný blogový seriál o tom, co všechno vyzkoumala na Marsu sonda InSight. V prvním díle bude řeč o marsotřesení a jeho příčinách. (délka blogu ca. 3 min.)

26.7.2021 v 8:00 | Karma článku: 21.63 | Přečteno: 297 | Diskuse

František Soumar

Dva mrtví na každé tři zachráněné

Na tři zachráněné životy připadají dvě úmrtí na vakcínu. To je závěr studie profesora Walacha z Poznaňské univerzity, doktora Klementa z nemocnice Schweinwfurt a datového vědce Aukemy.

23.7.2021 v 19:57 | Karma článku: 33.11 | Přečteno: 1357 | Diskuse

Dana Tenzler

Co je nového na Marsu?

Co je nového na rudé planetě? Vozítka se snaží rozluštit minulost Marsu - a ani orbitální stanice nezahálejí. (délka blogu 5 min.)

22.7.2021 v 8:00 | Karma článku: 22.26 | Přečteno: 422 | Diskuse

Jan Fikáček

Radek Banga a úloha vědomí v kvantové mechanice

Radek Banga je známý zpěvák, takže se asi divíte, co by měl mít společného s kvantovou mechanikou. Stačí si ale otevřít jeho knihu (Ne)pošli to dál, kde překvapivě komentuje nejen své esoterické sklony, ale i kvantovou mechaniku.

21.7.2021 v 9:09 | Karma článku: 24.35 | Přečteno: 2149 | Diskuse
Počet článků 683 Celková karma 23.21 Průměrná čtenost 1375

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Najdete na iDNES.cz