Než vznikly světy, oceány nebo dokonce pevná půda, existovalo něco mnohem méně působivého: oblak. Obrovská, chladná směs plynu a prachu, která se vznášela vesmírem. Žádné kontinenty, žádná atmosféra, žádný život, jen nepatrné částice plovoucí ve tmě. Z tohoto nenápadného počátku vznikají celé sluneční soustavy!
Porozumění tomu, jak k této proměně dochází, je klíčovou součástí vědeckého základu mise Plato agentury ESA. Prostřednictvím studia planet obíhajících kolem jiných hvězd pomáhá mise Plato vědcům sestavit nejen mapu planet v naší Galaxii, ale také pochopit, jak vlastně vznikají.
Krok první: zrodí se hvězda
Všechno začíná tím, že se část obrovského mraku plynu a prachu zhroutí pod vlivem vlastní gravitace. Jak se smršťuje, točí se stále rychleji a zplošťuje se do tvaru disku, podobně jako těsto na pizzu, které se točí ve vzduchu. Jakmile se ve středu nahromadí dostatek hmoty, zapálí se hvězda. Kolem ní zůstává vířící disk plynu a prachu. Tomu se říká protoplanetární disk, což znamená disk, ve kterém vznikají planety. Je to oblast kolem hvězdy, kde se rodí planety.
Krok druhý: od prachu k oblázkům
Zpočátku je disk zaplněn mikroskopickými zrnky, menšími než písek. Ale tato zrnka nezůstanou dlouho osamělá! Jemně se srážejí a slepují se dohromady, čímž vytvářejí stále větší shluky. Prach se mění v oblázky a oblázky dále rostou.
Může se to zdát pomalé, ale tento proces probíhá v obrovském měřítku a dochází při něm k nesčetným srážkám najednou. Postupem času se z těchto malých stavebních kamenů stávají objekty o velikosti několika kilometrů, známé jako planetesimály. Jsou jako první “semínka” planet.
Krok třetí: srážky vytvářejí světy
Jakmile se vytvoří planetesimály, začne převládat gravitace. Větší tělesa přitahují ta menší a srážky se stávají dramatičtějšími. Některá se srazí a spojí se, čímž se zvětší. Jiná se rozpadnou a jejich hmota se vrátí zpět do systému.
Tato chaotická fáze vede ke vzniku planetárních embryí, což jsou tělesa dostatečně velká na to, aby vykazovala významnou gravitaci. Ještě však nejde o plnohodnotné planety.
V průběhu milionů let se tato embrya neustále srážejí a spojují, postupně si vyklízejí své oběžné dráhy a vyrůstají v plně vyvinuté planety. Největší tělesa rostou tím, že pohlcují ta menší, až nakonec zůstane jen několik dominantních planet. Přežití nejschopnějších – v planetárním stylu!
Krok čtvrtý: dospívání a získávání atmosféry
Jak planety rostou, začínají se měnit. Skalnaté planety, jako je Země, si po období opakovaných dopadů díky ochlazování vytvářejí pevný povrch. Současně mohou plyny uvolňované z jejich nitra prostřednictvím sopečné činnosti vytvářet atmosféru.
Ve vnějších oblastech sluneční soustavy, kde je chladněji, dochází k něčemu jinému. Velká planetární jádra mohou shromažďovat obrovské množství plynu a proměnit se tak v plynné obry, jako jsou Jupiter a Saturn.
Právě proto sluneční soustavy často obsahují směsici různých typů světů: malé kamenné planety blíže k hvězdě a mohutné plynné obry. Všechny tyto rozdíly mají svůj původ v podmínkách původního disku.
Ne všechny solární systémy jsou stejné
Jedním z nejzajímavějších objevů moderní astronomie je skutečnost, že planetární soustavy se mohou od té naší velmi lišit. Některé obsahují obří planety, které obíhají extrémně blízko svých hvězd. Jiné mohou tvořit hustě uspořádané soustavy malých skalnatých světů. Nejzajímavější však je, že některé dokonce obsahují planety v obyvatelné zóně, kde by podmínky mohly umožňovat existenci kapalné vody na povrchu planet.
Mise Plato má za cíl tyto systémy podrobně prozkoumat a pomoci vědcům pochopit nejen to, jaké planety existují, ale i to, jak vznikly.
Proces, který vyžaduje čas
Je snadné si planety představovat jako něco neměnného, ve skutečnosti jsou však výsledkem dlouhého a křehkého řetězce událostí. Plynný mrak se zhroutí, zapálí se hvězda, prach se shlukuje a srážky vytvářejí světy. Každá fáze navazuje na tu předchozí a odehrává se tak pomalu, že by bylo téměř nemožné tyto změny zaznamenat v lidském časovém měřítku. Vznik planet se neodehrává přes noc, ale trvá desítky milionů let a je utvářen gravitací, pohybem a nesčetnými srážkami.
I po svém vzniku se planety neustále vyvíjejí – mění se jejich oběžné dráhy, proměňuje se jejich atmosféra a povrch je přetvářen dopady. Jinými slovy, planetární soustava není nikdy zcela hotová. Pokud budou někde v tomto řetězci podmínky právě ty správné, může vzniknout planeta podobná Zemi. Cílem mise Plato je hledat planety podobné Zemi a pomůže nám zjistit, zda jsou běžné, nebo zda je naše planeta možná jedinečná.
