Жизнь за пределами Солнечной системы может существовать на экзолунах

Пока некоторые ученые ищут пригодные для обитания планеты вне нашей Солнечной системы, другие исследователи решают аналогичный вопрос для спутников этих планет.

Жизнь за пределами Солнечной системы может существовать на экзолунах

Так называемые экзолуны еще не найдены за пределами нашей Солнечной системы, и это может занять десятки лет. В новой исследовательской статье ученые теоретизируют на тему того, может ли существовать жидкая вода на спутнике размером с Марс газовой планеты-гиганта.

Речь идет о луне Юпитера под названием Ганимед. Это самый большой спутник в Солнечной системе, его размер составляет 5/6 размера Марса.

NASA подтвердило в 2015 году наличие жидкого океана на Ганимеде после наблюдения за  полярными сияниями через телескоп Хаббл, которые, как кажется, колеблются меньше, чем это должно было быть, учитывая магнитное поле Юпитера. Космическое агентство заявило, что это, вероятно, связано с соленым океаном под поверхностью Ганимеда.

Можно ли говорить об этом спутнике как о потенциальной экзолуне – вопрос неоднозначный. Ученые рассматривали источники энергии, такие как звездное излучение (которое изменяется в зависимости от расстояния до звезды), звездный отраженный свет, который Юпитер отбрасывает на Ганимед, собственное тепловое излучение планеты, которое влияет на нагревание спутника за счет изменения гравитационного притяжения планеты. Это приливное нагревание было бы наиболее выраженным, если бы у Ганимеда была эксцентрическая орбита, подобно вулканической луне Юпитера под названием Ио.

«Известно, что приливный коэффициент нагрева снижается если луна расплавленная внутри, потому что лава создает собственный обратный механизм, когда нагревание снижается, а луна остывает под поверхностью. Это называется «приливным эффектом термостата»», - рассказал соавтор статьи Рене Хеллер, астрофизик в Институте исследований Солнечной системы им. Макса Планка в Германии.

«Мы впервые исследуем взаимодействие всех возможных источников тепла экзолуны в зависимости от различных расстояний до звезды, - добавил он. - Фактически, мы даже рассматриваем два возможных типа звезд: наше Солнце и красную карликовую звезду типа «М»».

Для подобной Солнцу звезды авторы обнаружили, что любая луна вокруг газового гиганта за пределами трех астрономических единиц (трех расстояний от Земли до Солнца) имела бы достаточно большой поток энергии, чтобы остановить эффект приливного термостата. Но если луна достаточно нестабильна, она может иметь глобальный вулканизм - так же, как то, что мы видим на Ио.

Хеллер описал эту ситуацию как «опасную» для живых организмов.

«У них может быть много жидкой воды на поверхности, но в то же время они могут быть покрыты разрушительными вулканами, - писал он. - Тем не менее, мы согласимся, что такие луны могут быть пригодными для жилья, при условии правильного количества приливного нагревания, и мы показываем, на каких расстояниях до их планет должны быть эти луны».

 

M-карлики - общая цель для поисков экзопланеты, потому что они меньше и тускнеют, что облегчает просмотр планет, проходящих через их поверхности. Но для экзолун сложнее определить, насколько они пригодны для жизни в такой системе.

«Луны не могут быть стабильными в тех зонах звездных систем, которые теоретически подходят для возникновения жизни», - сказал Хеллер.

Лучшими примерами для обогреваемых тел в нашей собственной солнечной системе являются луны: Юпитера – Ио и Европа, а также Энцелад Сатурна. Хотя есть масса доказательств, что под ледовой поверхностью Европы и Энцелада может быть огромный океан, Хеллер указал, что его исследования в большей степени ориентированы на обитаемость именно поверхности спутника. Лучшим примером, по его словам, может быть Титан – луна Сатурна, у которой гораздо более теплая поверхность. Титан имеет густую оранжевую атмосферу, а также жидкие углеводородные озера.

«В основном мы имеем возможность наблюдать за большими лунами вокруг планет с низкой массой, а я думаю, что первая экзолуна будет непохожа на все, что мы знаем в Солнечной системе», - сказал Хеллер.

«Это может быть луна вроде Марса вокруг планеты, подобной Земле, или Земля вокруг Нептуна на расстоянии до их звезды, которая может быть подобна расстоянию от Меркурия до Солнца. (вариантов масса). Наверное, будет что-то невероятное на первый взгляд, как планета вокруг пульсара или горячего Юпитера. Мне действительно любопытно узнать, каким будет этот объект», - говорит немецкий астрофизик.

Хотя в ближайшее десятилетие появилось несколько новых телескопов для «охоты» на экзопланеты, Хеллер говорит, что они не оптимизированы для экзолун. Поиск экзолун является финансово рискованным, а вероятность успеха – весьма сомнительна, а это означает, что этот проект, скорее всего, останется низким приоритетом для астрономического сообщества.

Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, многофункциональный телескоп, который запускается в 2018 году, как ожидается, будет рассматривать только несколько экзопланет, поэтому его шансы найти экзолуну низкие, говорит Хеллер. Спутник Transiting Exoplanet Survey Satellite, который также стартует в следующем году, будет наблюдать только очень немногие транзитные планеты.

«Эти планеты будут настолько близки к их звездам, что любая луна вокруг планеты будет немедленно выброшена из системы звездными гравитационными возмущениями», - сказал Хеллер.

Шансы может увеличить европейский супертелескоп CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite), который в настоящее время строится.

«Я знаю, что некоторые сотрудники научной команды CHEOPS активно прорабатывают стратегии исследования лун вокруг планет на более широких орбитах», - сказал Хеллер. Но он добавил, что «подходящим орудием» для этой работы, скорее всего, станет PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) – проект, который стартует около 2024 года. Он будет вести целенаправленный поиск планет, подобно космическому телескопу Кеплера, но вокруг более ярких звезд.

 

Фото: NASA

Подписывайтесь на наш Дзен-канал! Только персональные подборки новостей в новом digital-пространстве!