|
Экзолуны сохраняются пригодными для жизни миллиарды лет
|
|
|
|
Считается, что жидкая вода необходима для жизни. Однако удивительно, что стабильные условия, благоприятствующие жизни, могут существовать вдали от любого солнца. Исследовательская группа из Кластера Excellence Cluster ORIGINS в LMU и Института внеземной физики имени Макса Планка (MPE) показала, что спутники вокруг свободно плавающих планет могут сохранять свои океаны в жидком состоянии до 4,3 миллиардов лет благодаря плотной водородной атмосфере и приливному нагреву, то есть почти столько же времени, сколько они находятся в открытом состоянии. столько, сколько существует Земля, и достаточно времени для развития сложной жизни.
|
|
|
|
Планетные системы часто формируются в нестабильных условиях. Если молодые планеты подходят слишком близко, они могут столкнуть друг друга со своих орбит. В результате образуются свободно плавающие планеты, которые блуждают по галактике без родительской звезды. Более раннее исследование, проведенное физиком LMU доктором Джулией Рокетти, показало, что газовые гиганты, выброшенные таким образом, не обязательно теряют все свои спутники. Новое исследование опубликовано в Ежемесячных заметках Королевского астрономического общества.
|
|
|
|
Приливный нагрев сохраняет океаны жидкими
|
|
|
|
Однако выброс приводит к изменению орбит спутников. Они становятся сильно вытянутыми, так что их расстояние от планеты постоянно меняется. Возникающие в результате этого приливные силы ритмично деформируют лунное тело, сжимают его внутреннюю часть и выделяют тепло за счет трения. Этого приливного нагрева может быть достаточно для поддержания океанов жидкой воды на поверхности — даже без использования энергии звезды и в холодном межзвездном пространстве.
|
|
|
|
|
|
|
Водород как устойчивая тепловая ловушка
|
|
|
|
Атмосфера определяет, сохраняется ли это тепло на поверхности. На Земле углекислый газ действует как эффективный парниковый газ. Более ранние исследования показали, что углекислый газ может стабилизировать благоприятные для жизни условия на экзолунах на период до 1,6 миллиарда лет. Однако при чрезвычайно низких температурах в свободно плавающих системах углекислый газ конденсируется, в результате чего атмосфера теряет свой защитный эффект и происходит утечка тепла.
|
|
|
|
Таким образом, исследовательская группа из областей астрофизики, биофизики и астрохимии исследовала богатые водородом атмосферы в качестве альтернативных тепловых ловушек. Хотя молекулярный водород в основном прозрачен для инфракрасного излучения, при высоких давлениях возникает важнейший физический эффект: поглощение, вызванное столкновениями. В этом процессе сталкивающиеся молекулы водорода образуют временные комплексы, которые могут поглощать тепловое излучение и удерживать его в атмосфере. В то же время водород остается стабильным даже при очень низких температурах.
|
|
|
|
Параллели с ранней Землей
|
|
|
|
Полученные данные также дают новые ключи к пониманию происхождения жизни. "Наше сотрудничество с командой проф. Браун помог нам понять, что колыбели жизни не обязательно нужно солнце", - говорит Дэвид Дальбюддинг, докторант-исследователь из LMU и ведущий автор исследования. "Мы обнаружили четкую связь между этими далекими лунами и ранней Землей, где высокая концентрация водорода в результате столкновения с астероидами могла создать условия для жизни".
|
|
|
|
Приливные силы могут не только обеспечивать тепло, но и стимулировать химические процессы. Периодическая деформация приводит к локальным циклам увлажнения и высыхания, при которых вода испаряется, а затем снова конденсируется. Такие циклы считаются важным механизмом формирования сложных молекул и могут способствовать важным шагам на пути к возникновению жизни.
|
|
|
|
Спутники, благоприятные для жизни в межзвездном пространстве
|
|
|
|
Считается, что свободно плавающие планеты - обычное явление. По некоторым оценкам, таких "кочующих" планет в Млечном Пути может быть столько же, сколько звезд. Их спутники могут обеспечивать стабильную среду обитания в течение длительного периода времени. Таким образом, новые находки могут значительно расширить спектр возможных сред обитания жизни и показать, что жизнь может возникнуть и сохраниться даже в самых темных областях галактики.
|
|
|
|
Источник
|
