Обитаема бивша луна: Търсене на светове като от Аватара
Знаем много повече за потенциално обитаемите сателити на екзопланети, отколкото можем да видим. И не само от филма Аватар.
Нито един екзовсе още не сме открили месец. Защо? Просто защото сегашните технологии не ни позволяват да го направим. И все пак можем да сме сигурни, че някъде са там. И както ще видите по-долу, това е така Вероятно обитаемите сателити, може би по начина на филма за Пандора на Джеймс Камерон, обикалят около някои от планетите, които вече сме открили..
Защо сме толкова сигурни? Лебо закони на физиката а закони на космическата еволюция са валидни поне в цялата ни галактика.
На какво се основаваме
Астрономите например са открили това ако планетата не е твърде малка и в същото време твърде близо до своята звезда, образуването на луните е по-скоро правило, отколкото изключение. Наблюденията и моделите на формиране на планети също предполагат това общата маса на спътниците е около една десета от масата на родителската планета (това е важно число, към което ще се връщаме многократно). Изключение правят ситуациите, при които луните възникват по време на сблъсъци на (прото) планети, както в случая със Земната Луна, или когато те представляват уловени планети джуджета, както е в случая с Тритона на Нептун.
Измислен обитаем екзомезиак Пандора от Аватара на Джеймс Камерън (2009). Въпреки това, родителската планета на Пандора, Полифем, с размерите на Сатурн, обикновено е основна за образуването на луна с размерите на Земята.
И ние имаме други знания, които могат да бъдат обобщени за цялата Вселена. Приливни ефекти, причинени от гравитацията на планетата майка в луните те произвеждат топлина. За разлика от планетите, които се нагряват отвътре само от топлина от времето на нарастване на тялото и топлина от радиоактивен разпад на елементи, това е, така да се каже, допълнителна топлина.
Допълнително е, но определено не е за изхвърляне. Напротив. Тя позволява да се създава и поддържа тектоника на плочите дори на относително малки тела. Движенията на дъските на кората, тяхното задълбочаване, топене и непрекъснато формиране задвижват рециклиране на важни химични елементи за цял живот (въглерод, фосфор, сяра). В същото време те играят важна роля в регулирането на температурата или образуването на и поддържане на магнитното поле. Магнитното поле е необходими за защита на атмосферата на тялото от слънчевия вятър, което би го унищожило и нататък защита на повърхността от убийственото излъчване на огромни планети.
Така че докато Марс, който е около десет пъти по-малко масивен от Земята, е бил твърде малък, за да образува тектоника на плочите и да поддържа магнитно поле., Луна с маса само 7% от Земята, според изчисленията, ще поддържа тектоника и магнитни полета и по този начин плътна атмосфера.
Какво означава всичко това? Че газови гиганти в обитаеми райони, които са поне три пъти по-масивен от Юпитер* най-вероятните гости поне един естествен спътник, достатъчно голям, за да бъде обитаем. Стига орбитите на тези планети не твърде елипсовидна, което би означавало значителни температурни колебания и звездно тяло той не е червено джудже с екстремни колебания в активността, можем да говорим за сериозен кандидат за собственик на постоянно обитаема екзомезиака.
И ние познаваме няколко такива кандидати.
47 Ursae Majoris b (47 Uma b)
Планетата обикаля звезда, изключително подобна на слънцето. Ако беше в Слънчевата система, орбитата му щеше да е някъде между Марс и Юпитер (разстояние 2 AU). Въпреки това се предполага, че условията на живот могат да преобладават в потенциалните луни на тялото. Първо, защото родителската звезда на тялото е приблизително наполовина по-ярка от слънцето, а също и защото луните на този гигант също биха били нагрявани от отразена светлина от повърхността на планетата-майка. Планетата е поне 2,5 пъти по-масивна от Юпитер (не непременно по-голяма **), което означава, че с малко късмет, той може да бъде домакин на един обитаем екзомеор с размерите на Марс. Планетата се намира на около 46 светлинни години от Земята.
HD 28185 b
Три пъти по-нататък, на около 138 светлинни години от Земята, той е в обитаема зона наоколо слънцеподобна звезда намира друго обещаващо поле. Орбитата на планетата се променя във вътрешния ръб на обитаемата зона. Тялото е поне 5,7 пъти по-тежко от Юпитер. Това означава, че може да обикаля около него няколко месеца като материал като Марс.
HD 221287 b
Газовото поле е поне 3,12 пъти по-масивно от Юпитер. Орбитира на около 173 светлинни години от Земята звезда подобна, но малко по-голяма от слънцето. Както в случая с планетата 47 Uma b, с малко късмет - под което имаме предвид, че масата, която се върти около зараждащата се планета, не е била концентрирана за огромен брой малки месеци - тук откриваме мини-свят с достатъчни размери (7% от масата на Земята) за своите геоложки свойства, за да оправдае прилагателното „обитаем“.
109 Piscium b (HD 10697 b)
Планета, около орбита около звезда 1,1 пъти по-масивна от слънцето, което изглежда започва да се превръща в червен гигант. И, както вероятно можете да си представите, всичко е добра новина за възможен живот. Самата планета е поне 6,4 пъти по-масивна от Юпитер, което означава, че при нормална еволюция би могла да я обиколи няколко месеца като материал като Марс. Вярно, значително по-топло. Ако Земята обикаляше на същото разстояние, щеше да е с около 10 ° C по-топло. Орбитата на планетата е по-ексцентрична (елипсовидна), отколкото в предишните случаи - повече, отколкото в случая с Юпитер и около пет пъти повече, отколкото в случая на Земята. Това означава значителни температурни колебания за родителската планета и рискът от значителни температурни колебания дори за месеците му.
Бележки
Илюстрациите в статията, с изключение на измислената Пандора, са вмъкнати само за илюстриране на обитаемите луни като такива, те не показват нито една от планетите, които споменаваме в текста.
* размерът на луната на Сатурн Титан е аномален в сравнение с неговата планета, причинен не от типична еволюция, а от сблъсъка на луните в ранната им еволюция и последващото сливане, за да се образуват един гигант и поредица от средни луни
** ако газообразните планети не са прегряти, нарастващата маса от определено ниво носи по-скоро увеличение на тяхното специфично тегло и увеличаване на размерите му
Снимки: Kidron Cool, потребители на wikimedia Lucianomendez, Frizaven, CBC11