Большие планеты не обязательно означают большие луны
Помогает ли размер экзомуны определить, может ли жизнь сформироваться на экзопланете, вокруг которой она вращается? Этому вопросу было посвящено исследование, опубликованное в феврале 2022 года в журнале Nature Communications. Команда исследователей изучала возможность образования больших экзомун вокруг крупных экзопланет (размером с Землю и больше), подобно тому, как наша Луна образовалась вокруг Земли.
Несмотря на то, что это исследование было опубликовано почти два года назад, его выводы до сих пор остаются актуальными в отношении поиска экзомонов, поскольку астрономы до сих пор не подтвердили существование экзомонов где-либо в космосе. Но почему так важно лучше понять потенциальную возможность существования крупных экзомонов, вращающихся вокруг больших экзопланет?
Доктор Мики Накаджима (Miki Nakajima), доцент кафедры физики и астрономии Рочестерского университета и ведущий автор исследования, рассказал Universe Today: "Для Земли Луна играет важную роль в определении продолжительности земного дня, океанических приливов и наклона оси вращения Земли. Это чрезвычайно важные параметры для жизни на Земле. Таким образом, понимание того, есть ли у планеты Луна или нет, поможет нам понять, похожа ли экзопланета на Землю или нет".
Для исследования ученые использовали ряд компьютерных моделей, чтобы смоделировать, как экзомуны могли сформироваться вокруг экзопланет, основываясь на теории гигантского удара, которая в настоящее время является общепринятой моделью того, как наша луна сформировалась вокруг Земли. Исследователи провели эти симуляции, используя различные условия, включая скалистые и ледяные экзопланеты с максимальным размером мишени в шесть масс Земли, соотношение размеров ударного элемента и мишени, а также фиксированную скорость удара и угол удара ударного элемента, поражающего мишень. В итоге моделирование дало несколько интересных результатов, касающихся формирования и эволюции экзомузыки.
"На мой взгляд, самым значительным результатом является то, что наше исследование позволило сделать прогноз для будущих наблюдений экзомун", - говорит доктор Накаджима в интервью Universe Today. "Мы предсказываем, что относительно небольшие планеты (< ~ 1,6 радиуса Земли) являются хорошими кандидатами на размещение экзомун. До сих пор большинство поисков экзомонов было сосредоточено на более крупных планетах. Теперь мы предлагаем, чтобы будущие поиски были сосредоточены на этих малых планетах".
Как уже отмечалось, это исследование было опубликовано почти два года назад, но его результаты по-прежнему актуальны с точки зрения гипотез о существовании и возможных будущих открытиях экзомун, которые могут помочь астрономам лучше понять условия, необходимые для поиска жизни за пределами Земли. В то время как земная луна отвечает за то, чтобы жизнь процветала на нашей планете, меньшие луны в нашей Солнечной системе продемонстрировали, что размер может не иметь значения с точки зрения возможности процветания жизни на их поверхности или под ней. В качестве примера можно привести ледяную луну Юпитера, Европу, самую большую луну Сатурна, Титан, и ледяную луну Сатурна, Энцелад. Учитывая, что данное исследование было посвящено экзомонам, формирующимся вокруг крупных экзопланет, чему могут научить нас экзомоны, независимо от их размера, в поисках жизни за пределами Земли?
"По моему мнению, планета не обязательно должна иметь большую луну, чтобы на ее поверхности могла существовать жизнь", - говорит доктор Накаджима в интервью Universe Today. "Однако, по крайней мере, для Земли Луна играет решающую роль в развитии жизни на Земле. Поэтому, если мы хотим найти вторую Землю, планета с большой Луной была бы отличным кандидатом. Я надеюсь, что наше исследование поможет нам определить, на каких планетах, скорее всего, есть луны".
Что касается последующих исследований, которые могли быть проведены за два года, прошедшие с момента публикации этой работы, доктор Накаджима рассказала Universe Today, что она и ее коллеги недавно написали исследование о том, как луна Земли могла сформироваться в результате другого процесса, и в настоящее время эта работа находится на рецензировании. Кроме того, д-р Накаджима рассказала Universe Today, что в настоящее время она участвует в разработке предложения для космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST) с целью выявления экзомонов, вращающихся вокруг относительно небольших экзопланет.
Исследование 2022 года и готовящееся предложение JWST подчеркивают, что экзомоны вышли на передний план в поисках жизни за пределами Земли и, в частности, за пределами нашей Солнечной системы. Хотя существование хотя бы одной экзомоны еще не подтверждено, растущий список кандидатов в экзомоны привлек внимание астрономов, причем эти кандидаты в экзомоны потенциально могут вращаться вокруг миров размером с Юпитер и Землю.