|
Экзолуны вряд ли существуют вокруг красных карликов
|
|
|
|
Подтвержденных экзолун, спутников, вращающихся вокруг отдаленных экзопланет в других солнечных системах, нет. Есть несколько кандидатов, но ни один из них не преодолел порог и не был признан подтвержденным. Но они должны существовать. Спутники часто встречаются в нашей солнечной системе, поэтому было бы крайне странно, если бы их не было где-то еще. Среди спутников нашей солнечной системы Луна Земли является особенной.
|
|
|
|
Он очень велик по сравнению с Землей, и его присутствие помогло Земле оставаться пригодной для жизни. Он стабилизирует наклон оси вращения нашей планеты, что помогает создать климат и времена года, более благоприятные для жизни. Это также порождает океанские приливы, что помогает прибрежным регионам быть такими же разнообразными и богатыми биоразнообразием, какими они являются на самом деле.
|
|
|
|
Есть ли на других планетах земной группы в пригодных для жизни зонах экзолуны? Могут ли они также способствовать созданию условий для жизни? Это является предметом нового исследования.
|
|
|
|
Статья называется "Разрываемый приливами и отливами: почему у самых обычных звезд могут отсутствовать крупные спутники в обитаемой зоне". Она будет опубликована в журнале Astronomical Journal, а ведущим автором является Шаан Патель с физического факультета Техасского университета в Арлингтоне. Исследование доступно на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
|
|
|
М-карлики (красные карлики) - наиболее распространенный тип звезд в Млечном Пути, и известно, что в их обитаемых зонах находятся каменистые экзопланеты. Но красные карлики маленькие и тусклые, а их обитаемые зоны расположены ближе, чем у других, более ярких звезд, таких как наше Солнце. Среди прочего, это означает, что эти планеты, скорее всего, связаны с приливами.
|
|
|
|
"В последние годы все большее внимание привлекает исследование экзолун, вращающихся вокруг планет класса HZ и, в частности, в системах M-карликов, что делает крайне важным изучение условий, необходимых для существования экзолун в таких системах", - пишут исследователи.
|
|
|
|
Тот факт, что астрономам было предоставлено первое время для наблюдения за экзолуной в районе скалистой экзопланеты TOI-700d, подтверждает это. Предполагается, что у этой планеты есть спутник, похожий на Луну.
|
|
|
|
Исследователи использовали моделирование N-образных тел, чтобы понять, как скалистые планеты со спутниками справляются с такими условиями.
|
|
|
|
"Планеты земного типа, находящиеся в обитаемой зоне (HZ) M-карликов, недавно стали объектом поиска экзолун", - пишут авторы. "Мы изучаем стабильность и продолжительность жизни крупных (луноподобных) спутников, учитывая влияние взаимодействий трех тел и приливных сил..." - объясняют они.
|
|
|
|
В своих симуляциях они варьировали массу планеты-хозяина и ее большую полуось. Они хотели определить, когда экзолуны становятся нестабильными. Их нестабильность связана со сферой холмов планеты-хозяина. Сфера Хилла описывает гравитационное воздействие планеты-хозяина на Луну, и исследователи обнаружили, что чем больше сфера Хилла, тем больше времени требуется спутнику, чтобы покинуть ее, что имеет интуитивный смысл.
|
|
|
|
Результаты показывают, насколько маловероятны экзолуны в системах такого типа.
|
|
|
|
"Наши результаты показывают, что планеты, подобные Земле в системах M-карликов, потеряют крупные (луноподобные) спутники (если они сформируются) в течение первого миллиарда лет своего существования", - объясняют исследователи.
|
|
|
|
Тип M-карлика влияет на результат, и существует 10 классификаций от M0 до M9. Классификации отражают температуру звезды, которая, в свою очередь, влияет на местоположение HZ. А это, в свою очередь, влияет на силу звездных приливов и их влияние на экзолуны.
|
|
|
|
"Наши 200–миллионные численные расчеты систем звезда–планета-Луна, вращающихся вокруг группы M4-карликов, показывают, что типичная продолжительность жизни Луны составляет менее 10 миллионов лет, что очень мало по сравнению с астробиологическими, геологическими или астрофизическими временными рамками", - пишут авторы. Исходя из этого, исследователи говорят, что они ожидают, что аналогичные системы в зонах высокой плотности вокруг звезд M5-M9 потеряют свои спутники еще раньше.
|
|
|
|
Предыдущие исследования показали, что массивные экзолуны, вероятно, подвергаются сильному приливному нагреву, что делает их непригодными для жизни. "Вместе с нашими результатами это указывает на общую хрупкость экзолун в системах М-карликов", - объясняют авторы.
|
|
|
|
Несмотря на общую ненадежность этих механизмов, в некоторых случаях большая луна может существовать в течение длительного времени. "Время жизни большой луны может достигать 1 млрд лет, если она вращается вокруг пригодной для жизни планеты земной массы, обращающейся вокруг карлика M0", - пишут исследователи. Но это особая конфигурация, в которой частота вращения расширяется еще больше.
|
|
|
|
Это "ослабляет звездный прилив на планете-хозяине и оставляет большую часть приливного воздействия на лунный прилив, который разрушает планету-хозяина", объясняют они. В этом случае, и если бы масса планеты-хозяина была в два раза больше земной, Луна могла бы просуществовать максимум 1,35 миллиарда лет. Для сравнения, это соответствует периоду, когда кислород только начинал накапливаться в атмосфере Земли.
|
|
|
|
Авторы признают, что в очень редких случаях экзолуна может сохраняться дольше 5 миллиардов лет. Они также отмечают, что гораздо меньшие спутники, такие как Церера или Фобос, могут существовать в течение длительного времени, но мы не в состоянии их обнаружить.
|
|
|
|
Обнаружение экзолун может получить новый импульс, когда будет построена обсерватория "Обитаемые миры". Ее основной задачей будет поиск пригодных для жизни экзопланет земного типа. Но его 6-8-метровое зеркало также позволило бы ему обнаруживать экзолуны, по крайней мере, в некоторых случаях.
|
|
|
|
Гигантский телескоп Magellan также может изменить ситуацию. Он должен начать наблюдения в 2030-х годах и будет оснащен 24,5-метровым составным зеркалом. Он сможет напрямую отображать экзопланеты и, возможно, обнаруживать экзолуны.
|
|
|
|
Это исследование было сосредоточено на M-карликах, потому что они являются наиболее распространенным типом звезд и содержат множество скалистых миров. Но есть и другие типы звезд, где HZ находится гораздо дальше от звезды. Возможно, на некоторых из этих планет-гигантов экзолуны будут находиться в течение миллиардов лет.
|
|
|
|
Эти спутники могут помочь сделать их планеты пригодными для жизни, как Луна делает это для Земли. Или же некоторые из лун могут быть пригодны для жизни. Мы все еще ждем, пригодны ли для жизни некоторые из ледяных океанических спутников нашей Солнечной системы. Мы не можем исключать этого для других солнечных систем.
|
|
|
|
Источник
|
