Придатне для проживання місяця: пошук світів, як з Аватару
Ми знаємо набагато більше про потенційно придатні для проживання супутники екзопланет, ніж можна побачити. І не тільки з фільму Аватар.
Жоден екзоми ще не виявили місяця. Чому? Просто тому, що сучасні технології не дозволяють нам цього робити. І все-таки ми можемо бути впевнені, що вони десь там. І як ви побачите нижче, це так Цілком ймовірно, що придатні для проживання супутники, можливо, на зразок фільму про Пандору Джеймса Камерона, обертаються навколо деяких із уже відкритих нами планет..
Чому ми так впевнені? Лебо закони фізики a закони космічної еволюції діють принаймні по всій нашій галактиці.
На чому ми базуємось
Наприклад, це знайшли астрономи якщо планета не надто мала і в той же час занадто близько до своєї зірки, утворення супутників є скоріше правилом, ніж винятком. Спостереження та моделі формування планет також свідчать про це загальна маса супутників становить близько десятої маси материнської планети (це важливе число, до якого ми будемо повертатися неодноразово). Виняток становлять ситуації, коли супутники виникають під час зіткнень (прото) планет, як у випадку з Місяцем Землі, або коли вони представляють захоплені карликові планети, як у випадку з Тритоном Нептуна.
Вигаданий житловий екзомезіак Пандора з аватара Джеймса Кемерона (2009). Однак батьківська планета Пандори, Поліфем, розміром приблизно з Сатурн, як правило, є основною для утворення Місяця розміром із Землю.
І ми маємо інші знання, які можна поширити на весь Всесвіт. Ефекти припливів, спричинених гравітацією материнської планети всередині супутників вони виробляють тепло. На відміну від планет, які зсередини нагріваються лише теплом від часу нарощення тіла та теплом від радіоактивного розпаду елементів, це, так би мовити, додаткове тепло.
Це зайве, але його точно не викидати. Навпаки. Це дозволяє створювати і підтримувати тектоніку плит навіть на відносно невеликих тілах. Рухи дощок кори, їх поглиблення, плавлення та постійне формування формують переробка важливих хімічних елементів на все життя (вуглець, фосфор, сірка). У той же час вони відіграють важливу роль у регулюванні температури або утворенні і підтримка магнітного поля. Магнітне поле становить необхідний для захисту атмосфери тіла від сонячного вітру, який би децимував його, і далі захист поверхні від вбивчого випромінювання величезних планет.
Отже, тоді як Марс, який приблизно в десять разів менш масивний, ніж Земля, був занадто малий, щоб утворювати тектоніку плит і підтримувати магнітне поле., Місяць із масою лише 7% Землі, згідно з розрахунками, підтримував би тектоніку та магнітні поля, а отже щільну атмосферу.
Що це все означає? Це газові гіганти в населених районах, які є принаймні втричі масивніший за Юпітер* швидше за все гості принаймні один природний супутник, достатньо великий для проживання. Поки орбіти цих планет не надто еліптичні, що означало б значні коливання температури, і зоряне тіло він не червоний карлик з надзвичайними коливаннями активності, ми можемо говорити про серйозний кандидат у власника постійно придатного для життя екзомезіаки.
І таких кандидатів ми знаємо кілька.
47 Великих Ведмедиць b (47 Uma b)
Планета обертається зірка, надзвичайно схожа на сонце. Якби воно було в Сонячній системі, його орбіта лежала б десь між Марсом і Юпітером (відстань 2 АС). Тим не менше, передбачається, що умови життя можуть переважати в потенційних супутниках організму. По-перше, тому, що батьківська зірка тіла приблизно вдвічі яскравіша від сонця, а також тому, що супутники цього гіганта також будуть нагріватися відбитим світлом від поверхні батьківської планети. Планета принаймні в 2,5 рази масивніша за Юпітер (не обов'язково більша **), а це означає з невеликою удачею, він може прийняти одного житлового екзомемора з розмірами Марса. Планета розташована приблизно за 46 світлових років від Землі.
HD 28185 b
Три рази далі, приблизно в 138 світлових роках від Землі, він знаходиться в населеній зоні навколо сонцеподібна зірка знаходить інше перспективне поле. Орбіти планети змінюються у внутрішньому краї зони проживання. Тіло принаймні в 5,7 рази важче Юпітера. Це означає, що він міг би обертатись навколо нього кілька місяців як матеріал, як Марс.
HD 221287 b
Газове родовище принаймні в 3,12 рази масивніше за Юпітер. Він знаходиться на орбіті приблизно 173 світлових років від Землі зірка, подібна, але трохи більша за сонце. Як і у випадку з планетою 47 Uma b, з невеликою удачею, під якою ми маємо на увазі, що маса, яка оберталася навколо планети, що формується, не була зосереджена за величезну кількість крихітних місяців, міні-світ з достатніми розмірами (7% маси Землі) для своїх геологічних властивостей, щоб виправдати прикметник "придатний для життя".
109 Пісцій b (HD 10697 b)
Планета, яка обертається навколо зірки У 1,1 рази масивніше сонця, яке, здається, починає перетворюватися на червоного гіганта. І, як ви, напевно, можете собі уявити, все є гарною новиною для можливого життя. Сама планета принаймні в 6,4 рази масивніша за Юпітер, а це означає, що під час нормальної еволюції вона могла б обернутися навколо неї кілька місяців як матеріал, як Марс. Правда, значно тепліше. Якби Земля оберталася на однаковій відстані, було б приблизно на 10 ° C тепліше. Орбіта планети більш ексцентрична (еліптична), ніж у попередніх випадках - більше, ніж Юпітер, і приблизно в п’ять разів більше, ніж Земля. Це означає значні коливання температури для материнської планети та ризик значних коливань температури навіть протягом місяців.
Примітки
Ілюстрації в статті, за винятком вигаданої Пандори, вставлені лише для ілюстрації придатних для проживання супутників як таких, вони не показують жодної з планет, про які ми згадуємо в тексті.
* розмір супутника Сатурна Титан аномальний у порівнянні з його планетою, спричинений не типовою еволюцією, а зіткненням супутників у їх ранній еволюції та подальшим злиттям, утворюючи один гігант та серію середніх супутників
** якщо газоподібні планети не перегріваються, збільшення маси з певного рівня приносить швидше збільшення їх питомої ваги та збільшення її розмірів
Фотографії: Kidron Cool, користувачі wikimedia Lucianomendez, Frizaven, CBC11