Спутники ледяных гигантов Урана и Нептуна могли образоваться из холодного газообразного околопланетного диска, что указывает на потенциально гораздо большее количество экзолун вокруг самого распространенного типа экзопланет и расширяет область поиска внесолнечных обитаемых миров, заявляют ученые в статье, принятой к публикации в журнале The Astrophysical Journal.
«Сегодня принято считать, что спутники у гигантских планет рождаются в окружающих их дисках из газа и пыли, но до сих пор было неясно, сможет ли меньший по массе объект, подобный Урану, сформировать луны аналогичным образом», – рассказывает Юдит Силадьи, ведущий автор исследования из Центра теоретической астрофизики и космологии Цюрихского университета (Швейцария). В нашей Солнечной системе наибольшее количество спутников вращаются вокруг газовых гигантов Сатурна и Юпитера, и самые крупные из них, как предсказывают современные модели, образовались на последнем этапе формирования этих планет в окружающих их мини-версиях протопланетных дисков.
С другой стороны, такой процесс построения лун недоступен менее массивным планетам, таким как Венера и Земля, так как весь собранный ими газ в лучшем случае остается в виде примитивной атмосферы. Единственным способом получения компаньона для них является либо захват, либо столкновением с аналогичным по размеру объектом с последующим «созданием» спутника из выброшенных ударом пород.
Однако, учитывая, что среди всех открытых на сегодня экзопланет одними из наиболее распространенных являются аналоги Нептуна, понимание образования у них спутниковых систем имеет далеко идущие последствия в поиске потенциально обитаемых миров, который, по мнению авторов работы, не должен ограничиваться лишь самими планетами.
«Наше исследование показало, что спутники и Урана, и Нептуна могли сформироваться в околопланетном диске, как у Сатурна и Юпитера. Следовательно, аналогичный процесс может быть свойственен многим внесолнечным ледяным гигантам. При этом масса и состав спутников в симуляции схожи с теми, что сегодня мы наблюдаем в системах двух дальних планет Солнечной системы», – добавила Юдит Силадьи.
Ученые отмечают, что главными факторами появления спутниковых систем подобным образом являются масса планеты и температура окружающего ее диска: чем он холоднее, тем выше вероятность образования лун. Они также, как и спутники Урана и Нептуна, буду богаты льдом, а время, затраченное на их формирование, исчисляется несколькими сотнями тысяч лет. Кроме этого, исследование показало, что в прошлом Нептун обладал системой из спутников, аналогичной той, что сегодня наблюдается у Урана. Но Тритон, луна Нептуна, содержащая в себе более 99 процентов массы всего окружения ледяного гиганта, нарушила ее своим вторжением.
«Похоже, что спутники вокруг ледяных гигантов являются более распространенным явлением, чем считалось ранее. Это особенно интересно и важно в охоте за экзолунами. А, учитывая, что ледяные спутники Солнечной системы, такие как Энцелад и Европа, являются основными целями в поисках внеземной жизни, большое количество подобных объектов у других звезд увеличивает количество потенциально обитаемых миров», – заключила Юдит Силадьи.
