I když z něj mohl být hudebník, dal přednost vědě. Kromě Matfyzu vystudoval taky konzervatoř, jenže už ve druhém ročníku studia fyziky objevil téma, které ho nadchlo. Planetolog Martin Kihoulou, čerstvý držitel doktorského titulu z Matfyzu a Univerzity v Nantes, zkoumá ledové měsíce, v jejichž slaných oceánech by mohly panovat podmínky vhodné pro život. Jeho článek o Jupiterově měsíci Europa vyšel letos v červnu v jednom z vůbec nejprestižnějších vědeckých časopisů.
Ještě během prvního ročníku na Matfyzu si rozhodně nemyslel, že se jeho oborem stane planetologie. „Tenkrát jsem pořádně netušil, co všechno v sobě tahle oblast skrývá a že vlastně perfektně spojuje většinu mých zájmů,“ říká osmadvacetiletý vědec a rodák z Plzně, jehož kořeny sahají po tatínkovi až do afrického Konga. Ačkoli si v dospívání prošel při výběru zaměření, jak sám říká, „turbulentnějším“ vývojem, nakonec to u něj vyhrála fyzika.
Doktorské studium fyziky Země a planet absolvoval v tzv. režimu co-tutelle (pod dvojím vedením), částečně na Katedře geofyziky MFF UK a částečně v Laboratoire de Planétologie et Géosciences na Univerzitě v Nantes. „Vedoucí mé bakalářské a diplomové práce Klára Kalousová sama studovala v režimu co-tutelle a naše katedra s laboratoří v Nantes dlouhodobě spolupracuje. Takže když se vyskytla příležitost, že bych tam mohl jít studovat, využil jsem ji,“ líčí Martin Kihoulou.
Do Francie odjel po prvním roce doktorského studia na Matfyzu a strávil tam rok a půl. „Hlavní výhodou francouzské laboratoře je obrovský rozptyl témat, která se tam řeší. S tím souvisí i pestrost témat prezentovaných na seminářích. Člověk tam získá daleko lepší přehled o nejnovějších poznatcích z oboru. Zároveň je v jiném prostředí a jiné skupině, takže se naučí pracovat trochu jinak, než je běžně zvyklý,“ jmenuje hlavní přínosy studia v zahraničí. Právě v Nantes se začal věnovat výzkumu Jupiterova ledového měsíce Europa.
Tajemný svět pod ledem
Europa patří mezi čtyři největší Jupiterovy měsíce objevené už na počátku 17. století Galileem Galilei. Povrch tohoto měsíce tvoří ledová krusta, pod kterou se nejspíš ukrývá oceán kapalné vody. Martin Kihoulou v rámci svého výzkumu studoval tektonickou deformaci ledové slupky.
Europu z velké části ovlivňují interakce s planetou Jupiter a sousedními měsíci Io a Ganymed. V důsledku působení gravitačních sil mezi těmito měsíci vzniká v nitru Europy velké množství tepla, což způsobuje globální tání ledové slupky. Kihoulou s kolegy z Francie a Česka pomocí numerického modelování zjistili, že nejsvrchnější vrstvy ledu se mohou dostat až do podpovrchového oceánu, a to díky fyzikálnímu procesu, který připomíná subdukci litosférických desek na Zemi (zasouvání jedné desky pod druhou). K tomu ale dochází pouze v období, kdy se Europa v důsledku rostoucí produkce tepla smršťuje a její ledová slupka je zároveň dostatečně tenká. Celý tento proces je pro prostředí oceánu klíčový, protože horní vrstvy ledu mohou obsahovat molekulární kyslík.
„Kvůli blízkosti Jupiteru je Europa vystavena silnému ionizujícímu záření, které představuje nebezpečí jak pro vesmírné sondy, tak pro jakýkoliv život na povrchu. Zároveň však díky tomu dochází k pozvolnému rozkladu ledu na molekuly kyslíku a vodíku. Zatímco vodík z povrchu unikne, kyslík zůstává uvězněný v pórech ledu. A pokud se takto obohacený led dostane do podpovrchového oceánu, kde se rozpustí, změna ve složení vody pak může pohánět chemické reakce,“ vysvětluje Kihoulou.
Otázka, jestli by pod ledovým povrchem Europy mohl být život, je v současnosti tím, co zajímá řadu vědců po celém světě. „Nepředstavujte si pod tím žádné ryby nebo chobotnice, pravděpodobně půjde o něco na mikroskopické úrovni, například organické molekuly, nanejvýš primitivní bakterie,“ podotýká mladý vědec, jehož studie o koloběhu ledu na Europě se letos v červnu dostala až do časopisu Science Advances, odnože známého vědeckého magazínu Science.
Jupiterovy ledové měsíce Europa a Ganymed patří spolu se Saturnovým Enceladem a Titanem aktuálně mezi nejžhavější kandidáty na existenci mimozemského života ve Sluneční soustavě. Také proto k nim teď míří hned dvě sondy – Europa Clipper od americké NASA a JUICE od Evropské kosmické agentury. Sondy budou mapovat povrch a nitro měsíců a vědcům včetně Martina Kihoulou přinesou v příštích letech nová data. „S novými daty poznáme tyto měsíce do dosud nevídaných detailů. Jednak budeme moci ověřit správnost našich modelů, jednak vyvstanou další otázky, které bude potřeba zodpovědět. Největší výzvou je, kdyby se nám v budoucnu podařilo naše modely převést plně do 3D. To je však z výpočetního hlediska velice náročný úkol, zvláště pro měsíc, jako je Europa, jehož slupka je vzhledem k jeho poloměru velice tenká. Takové úlohy je pak možné řešit jenom s pomocí superpočítače,“ nastiňuje planetolog.
Fyzik na konzervatoři
Martina Kihoulou zajímal vesmír odmalička, rád se účastnil fyzikálních olympiád a později také soutěží FYKOS (Fyzikální korespondenční seminář) a Fyziklání, které pořádá Matfyz pro středoškolské studenty. Vedle toho ale taky od první třídy docházel do základní umělecké školy na housle, klavír, zpěv a flétnu. „S těmito čtyřmi obory jsem i přes své občasné protesty vydržel až do maturity,“ usmívá se Martin Kihoulou. Celkem dlouho si pohrával s myšlenkou, že by se hudbě věnoval profesionálně, a proto se kromě Matfyzu po maturitě přihlásil taky ke studiu flétny na Konzervatoři Jaroslava Ježka.
Hudební školu zdárně dostudoval, i když ho to ve spojení s Matfyzem stálo dost sil. „Fyziku jsem ale protlačil i na konzervatoř,“ směje se. Tématem jeho absolventské práce totiž byla příčná flétna z pohledu vlnové rovnice. „Zajímalo mě, čím to je, že se na flétně některé tóny ozývají obtížněji než jiné.“ V softwaru, který do té doby používal pro modelování ledových slupek, vytvořil zjednodušený 2D model flétny a pomocí něj řešil vlnovou rovnici. „Flétna totiž vydává zvuk díky chvění vzduchového sloupce ohraničeného jejím tělem a tyto výpočty mi pomohly vizualizovat, jak takové vlny vypadají a jaká je jejich frekvence, tedy výška tónu,“ přibližuje Kihoulou, jehož závěrečná práce byla na konzervatoři tak trochu kuriozitou.
Model flétny a zvukové vlny v ní (zdroj: M. Kihoulou)
Toho, že si na svá bedra studiem dvou škol dobrovolně naložil víc, než by musel, nelituje. „Naopak jsem rád, že jsem to zkusil a dveře do hudebního světa nezavřel příliš brzy. To by mě mrzelo. Nejen že mě to obohatilo z profesního hlediska, ale měl jsem také možnost získat řadu jedinečných zážitků, například absolvovat koncertní turné v Japonsku s flétnovým orchestrem TIKARI Flutes nebo mít pětiminutové vystoupení pro první dámu Indie při její návštěvě Konzervatoře Jana Deyla,“ líčí Kihoulou. Během studií taky několik let spolupracoval s multižánrovým triem The Brownies a po absolvování hudební školy krátce působil v Divadle v Dlouhé, kde se podílel na nastudování Mozartovy Kouzelné flétny. Profesionální hudební svět však opustil, když se rozhodl odjet na doktorát do Francie. Dnes už si na flétnu zahraje jen sporadicky. „Zpravidla jenom jednou ročně na Vánoce Rybovku,“ říká s lehkým povzdechem.
Koncem letošního srpna završil i svá doktorská studia. Co ho čeká dál? „Chtěl bych získat postdoktorskou pozici v zahraničí,“ prozrazuje Martin Kihoulou. „Ucházím se o grant z programu Marie Skłodowska-Curie Actions. Pokud uspěji, rád bych vyrazil za jedním profesorem z Kalifornské univerzity, který se řadí mezi špičky svého oboru. Zároveň si ale budu žádat také o pozici v postdoktorském programu Evropské kosmické agentury, což by bylo nejspíš v nizozemském Noordwijku,“ nastiňuje varianty. Pokud vše vyjde, je odhodlaný sbalit sebe a svou rodinu, která vedle manželky a šestnáctiměsíční dcerky zahrnuje taky psa a kočku, a vyrazit vstříc novým vědeckým zážitkům.
Mohlo by vás také zajímat:
Jan
Valenta: Každý vědec by se měl zajímat o historii svého oboru
Seismolog
Plicka: Řecko je náš druhý domov
Doktorandka
Universität Freiburg: Work-life balance je pro Němce prioritou