|
В поисках жизни стоит обратить внимание на малые планеты
|
|
|
|
Ученые всего мира постоянно ищут планеты за пределами нашей Солнечной системы, которые потенциально могли бы обеспечить пригодную для жизни среду обитания. Их телескопы, как наземные, так и космические, как правило, фокусируются на планетах гораздо больших размеров, чем Земля, отчасти потому, что их легче обнаружить, чем планеты меньшего размера, и, следовательно, они более благоприятны для изучения. Но новое исследование из Университета Рочестера, опубликованное в журнале Planetary Science, предполагает, что ученым следует внимательно следить за планетами, которые ненамного больше нашей собственной. Скалистая планета с большой луной может обладать хорошим потенциалом для зарождения жизни, учитывая, что наша луна управляет важными аспектами жизни, включая продолжительность дня, океанские приливы и стабильность климата.
|
|
|
|
"Относительно небольшие планеты, похожие по размеру на Землю, труднее наблюдать, и они не были основным объектом поиска спутников", - говорит Мики Накадзима, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Рочестере и ведущий автор исследования. "Тем не менее, мы предполагаем, что эти планеты на самом деле являются лучшими кандидатами на роль спутников". Детали происхождения земной Луны являются предметом давних споров в планетологии. Преобладающая теория гласит, что Луна образовалась около 4,5 миллиардов лет назад, когда Земля столкнулась с зародышем планеты размером с Марс. В результате столкновения на орбиту был выброшен частично испарившийся диск из обломков, который сформировал Луну. Другие модели предполагают, что Земля столкнулась с гораздо более крупным объектом, в результате чего образовался бы полностью испарившийся диск.
|
|
|
В нашей солнечной системе насчитывается около 300 спутников, но их массы, как правило, намного меньше по сравнению с их планетами—хозяевами, чем масса нашей Луны по сравнению с Землей, и это имеет значение, когда речь заходит о формировании жизни. Спутники могут образовываться в результате других процессов, но эти спутники, как правило, малы по сравнению с размерами своих планет. Напротив, при сильном ударе, как правило, образуется массивный спутник. Хотя многие ученые предполагают, что Луна не нужна планете для поддержания жизни, они также признают, что наша непропорционально большая Луна сыграла решающую роль в развитии сложных форм жизни на Земле. В конце концов, именно гравитационное притяжение Луны в значительной степени ответственно за приливные течения в океанах, которые, как полагают ученые, способствовали образованию нуклеиновых кислот, способствовавших возникновению жизни в том виде, в каком мы ее знаем. А Луна стабилизирует наклон орбиты Земли, что делает климат относительно предсказуемым, позволяя организмам легче эволюционировать и адаптироваться.
|
|
|
|
Ученые обнаружили более 5000 экзопланет — планет за пределами нашей Солнечной системы. Но экзолуны — спутники, которые вращаются вокруг экзопланет, — неуловимы, потому что они по своей природе намного меньше планет, вокруг которых они вращаются. На сегодняшний день была выявлена только пара вероятных кандидатов. Это может иметь значение в поисках второй Земли, которая могла бы предложить идеальную среду для жизни — и именно здесь на помощь приходят последние научные данные, проведенные Накадзимой и ее соавторами. Основываясь на предыдущих исследованиях, основанных на компьютерном моделировании лунных образований, они исследовали роль так называемой "потоковой нестабильности" в создании спутников. Нестабильность потока - это процесс, при котором частицы концентрируются в паровом диске, быстро образуя планетезимали и спутники, основные строительные блоки планет и спутников, соответственно.
|
|
|
|
Они обнаружили, что, хотя нестабильность потока может привести к образованию самогравитирующихся спутников в насыщенном парами диске, образовавшемся в результате гигантского столкновения планет, эти спутники недостаточно велики, чтобы избежать сильного сопротивления со стороны парового диска, падения на свою планету-хозяина и разрушения. "Эти маленькие луны могут вырасти еще больше, как только диск достаточно остынет и массовая доля пара в диске станет небольшой", - говорится в отчете. "Однако к этому времени значительная часть массы диска будет потеряна, и оставшийся диск может стать лишь небольшой луной". В своих исследованиях Накадзиме помогали профессор физики из Рочестера Элис Квиллен, бывший студент Рочестерского бакалавриата Джереми Аткинс и Джейкоб Саймон, доцент Университета штата Айова. В их исследовании предполагается, что воздействие при формировании Луны должно быть относительно "мягким". Это означало бы, что в случае с нашей Землей объект, столкнувшийся с ней, не мог быть намного больше Марса. В противном случае при столкновении образовался бы полностью испарившийся диск, а такой диск мог бы образовать лишь небольшую Луну. Эта работа также предполагает существенное различие между формированием планет и Луны.
|
|
|
|
Иногда процессы формирования Луны рассматриваются как аналогичные процессу формирования планет. Это исследование предполагает, что нестабильность потока является критическим процессом для формирования планет, но не для формирования Луны. Исследователи пришли к выводу, что нестабильность потоков не способствует образованию крупных спутников из дисков, богатых парами, и что относительно крупные спутники, такие как Луна Земли, образуются из дисков, бедных парами, вращающихся вокруг планет меньшего размера, чем Земля. Научный институт космического телескопа (Space Telescope Science Institute) недавно отобрал два предложения от исследователей об использовании мощного космического телескопа Джеймса Уэбба для поиска экзолун. Одно из них сосредоточено на спутниках вокруг планеты, подобной Юпитеру, а другое - на спутниках вокруг планет, похожих на Землю. Эти будущие наблюдения могут проверить теорию, разработанную в ходе данного исследования.
|
|
|
|
Источник
|
