Во вселенной «Звездных войн» любимые всеми пушистые пришельцы, эвоки, жили на лесистом спутнике Эндора. С научной точки зрения, домашний мир эвоков можно было бы назвать экзолуной, то есть просто луной, вращающейся вокруг своей экзопланеты.
Хотя с момента открытия первых экзопланет в 1995 году было обнаружено уже более 4000 экзопланет, считается, что только некоторые из них могут быть обитаемы, по крайней мере, с точки зрения жизни, какой мы ее знаем. Новое исследование показывает, что экзолуны также могут обеспечить приемлемую среду для существования жизни. Нам еще предстоит найти экзолуны, но у нас есть веские основания предполагать, что их должно быть много, даже гораздо больше, чем экзопланет.
Зона Златовласки
Возможно, самой знаменитой из обнаруженных на сегодняшний день планет является Kepler-186f, которую даже считают двоюродной сестрой нашей Земли. Это одна из пяти экзопланет в системе звезды Kepler-186 . Все они вращаются вокруг маленькой тусклой звезды красного карлика, находящейся в 500 световых годах от нас в созвездии Лебедя.
Kepler-186f - это планета размером с Землю, которая делает оборот вокруг своей звезды всего за 130 дней и примерно так же удалена от своей звезды, как Меркурий от Солнца. Но поскольку красный карлик намного тусклее Солнца, Kepler-186f получает только около одной трети энергии, которую получает Земля. В результате Kepler-186f находится на внешнем крае зоны обитаемости своей звезды, по другому её также называют зоной Златовласки. Наименование отсылает нас к сказке о девочке по имени Златовласка, попавшей в дом к медведям, как и в нашей сказке «Три медведя». Девочка всегда искала и выбирала золотую середину.
Зона обитаемости это гипотетическая область пространства вокруг звезды, в которой жидкая вода предположительно может существовать на поверхности любых экзопланет.
В нашей солнечной системе Венера расположена слишком близко к Солнцу и слишком горячая. Марс находится слишком далеко от Солнца и слишком холоден. Но Земля, конечно же, находится в самом центре зоны Златовласки, где температура в самый раз.
Однако простое пребывание в обитаемой зоне еще не гарантирует, что на экзопланете есть водные океаны. Климат планеты намного сложнее, чем мы можем представить с помощью простых вычислений, основанных на расстоянии планеты от звезды. Мы знаем, что в прошлом на поверхности Марса, вероятно, была жидкая вода, но теперь это замерзшая пустыня. Между тем Земля, вероятно, находилась в полностью замороженном состоянии около 650 миллионов лет назад.
Даже если оставить в стороне вопросы климата, не все экзопланеты имеют поверхность, на которой могла бы существовать жидкая вода. Многие из экзопланет, обнаруженных за последние 20 лет, являются массивными планетами с размером Юпитера. Это неудивительно, ведь планеты большего размера найти легче (даже если они не самые многочисленные). Но экзопланета с размером Юпитера в обитаемой зоне звезды вряд ли будет иметь жидкую воду, не говоря уже о том, чтобы оказаться подходящей средой обитания для жизни, которую мы знаем.
Юпитер имеет внешнюю атмосферу из газообразного и жидкого водорода, покрывающую металлическую водородную оболочку, простирающуюся на тысячи километров. Любая скальная поверхность ограничена ядром, погребенным под давлением в миллионы атмосфер.
Но если экзопланета, похожая на Юпитер, вращается в пределах обитаемой зоны звезды, то возникает вопрос: могут ли у этой экзопланеты быть обитаемые луны, такие как дом эвоков? У Юпитера есть спутник Европа, на котором, как предполагается, есть жидкая вода подо льдом, а у Сатурна есть Энцелад, на котором определенно есть вода, скрытая под слоем углеводородного льда. Так что об экзолунах земного типа не может быть и речи.
Поиск подходящих условий
Недавнее исследование Дункана Форгана и Вергилия Йотова из Эдинбургского университета выявило различные факторы, которые могут сделать экзолуну более или менее пригодной для жизни. Они исследуют, как климат экзолуны будет зависеть от приливных напряжений, которые являются источником внутреннего нагрева экзолуны, поскольку она растягивается и деформируется гравитационным притяжением своей планеты. Они также исследовали, как свет, отраженный от экзопланеты, и её затмения могут тонко повлиять на климат экзолуны.
Исследователи разделили теоретические экзолуны на несколько классов: «обитаемые», «горячие», «замороженные» или «переходные». Те, что относятся к первому классу, имеют на более 10% их поверхности температуру, находящуюся между точками замерзания и кипения воды, с небольшим отклонением от среднего значения температуры.
Те, что относятся ко второму классу, всегда имеют среднюю температуру выше 100 °C, тогда как те, что относятся к третьему классу, постоянно заморожены. В обоих случаях менее 10% поверхности пригодны для жизни. Экзолуны четвертого класса, в среднем пригодны для жизни, но их площадь сильно меняется со временем. В целом, это исследование показывает, что климат экзолуны гораздо более сложный, чем предполагалось ранее.
Пока что экзолуны не обнаружены, но для их обнаружения предлагаются различные методы. Один из методов – это изучить влияние, которое экзолуна будет оказывать на экзопланету, вокруг которой она вращается. Их гравитационная связь означает, что между ними будет происходить движение туда-сюда. Это вызовет изменения во времени прохождения планеты перед своей звездой и в продолжительности этих прохождений, которые мы можем измерить.
Эти временные вариации будут составлять не более нескольких секунд, поэтому необходимо проводить очень точные измерения этих прохождений, чтобы выявить присутствие экзолуны. Если вариации обнаруживаются, то, в принципе, масса, и орбита экзолуны могут быть рассчитаны.
Безусловно, открытие первой экзолуны остаётся лишь вопросом времени, и вероятность найти ее в обитаемой зоне звезды достаточно высока. Возможно, мы не найдем эвоков, но обитаемые экзолуны действительно могут стать хорошим вариантом для существования инопланетной жизни.
Подписывайтесь на канал Глубины космоса, будет много интересного!
Читайте также:
Открытие древних экзопланет значительно увеличивает шансы найти внеземную жизнь
Открыта экзопланета в системе с двумя красными карликами
Открылись новые рубежи в поисках жизни на других планетах
