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: 20.56 | přečteno: 283x

Další články blogera

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (3) - přírodní červená

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

28.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 13.12 | Přečteno: 121 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (2) - průmyslová žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

25.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 14.44 | Přečteno: 189 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (1) - přírodní žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? První díl seriálu o barvách.

21.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.11 | Přečteno: 293 | Diskuse

Dana Tenzler

Čokoládoví velikonoční zajíčci

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)

18.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 22.20 | Přečteno: 391 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (3) - přírodní červená

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

28.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 13.12 | Přečteno: 121 | Diskuse

Zdenek Slanina

Problém co začal už Arrhenius: Kysličník uhličitý a doba ledová - a teď i sopečné aktivity

Už S. Arrhenius řešil vztah obsahu CO2 v atmosféře i k době ledové. Tehdy hlavně ukázal, že jeho navyšování v atmosféře povede k nárůstu její teploty. Nyní výzkumy z univerzity v Sydney ukazují na roli sopek v nástupu ochlazování.

26.3.2024 v 5:22 | Karma článku: 24.19 | Přečteno: 514 |

Martin Tuma

Berte Viagru, dokud si na to vzpomenete

Rozsáhlá studie odhalila významné snížení výskytu Alzheimerovi nemoci u pravidelkných uživatelů Viagry

25.3.2024 v 14:17 | Karma článku: 13.60 | Přečteno: 303 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (2) - průmyslová žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními nebo umělými barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? (délka blogu 3 min.)

25.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 14.44 | Přečteno: 189 | Diskuse

Dana Tenzler

Barvy v kuchyni (1) - přírodní žlutá

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, čím se vlastně barví velikonoční vajíčka? Jakými přírodními barvivy se dá jídlo barvit dnes a jak tomu bylo v minulosti? První díl seriálu o barvách.

21.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.11 | Přečteno: 293 | Diskuse
Počet článků 962 Celková karma 19.70 Průměrná čtenost 1288

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. 

Smoljak nechtěl Sobotu v Jáchymovi. Zničil jsi nám film, řekl mu

Příběh naivního vesnického mladíka Františka, který získá v Praze díky kondiciogramu nejen pracovní místo, ale i...

Rejžo, jdu do naha! Balzerová vzpomínala na nahou scénu v Zlatých úhořích

Eliška Balzerová (74) v 7 pádech Honzy Dědka přiznala, že dodnes neví, ve který den se narodila. Kromě toho, že...

Pliveme vám do piva. Centrum Málagy zaplavily nenávistné vzkazy turistům

Mezi turisticky oblíbené destinace se dlouhá léta řadí i španělská Málaga. Přístavní město na jihu země láká na...

Kam pro filmy bez Ulož.to? Přinášíme další várku streamovacích služeb do TV

S vhodnou aplikací na vás mohou v televizoru na stisk tlačítka čekat tisíce filmů, seriálů nebo divadelních...

Stále víc hráčů dobrovolně opouští Survivor. Je znamením doby zhýčkanost?

Letošní ročník reality show Survivor je zatím nejkritizovanějším v celé historii soutěže. Může za to fakt, že už...