Ученые задались вопросом о судьбе планет-бродяг и их спутников, выброшенных из родных звездных систем. Выяснилось, что на лунах таких осиротевших миров могут миллиарды лет сохраняться условия для зарождения жизни.
На сегодня известны сотни свободноплавающих планет — миров, которые не обращаются вокруг звезды, а летают по Галактике сами по себе. В основном это газовые гиганты в несколько раз массивнее Юпитера, и находят их в областях звездообразования — там, где в плотных газопылевых скоплениях формируются целые системы. Поэтому ученые предполагают, что большинство этих миров родились уже одинокими: они могли бы стать звездами, но не «доросли».
Впрочем, уже находят и планеты-бродяги всего в несколько раз больше Земли. По мнению планетологов, подобные миры может по разным причинам выбрасывать из родных систем в результате интенсивных передвижений планет в молодых системах, а еще если миру «повезло» появиться на свет возле массивной звезды вроде Беллатрикс. Ее массу оценивают примерно в восемь с половиной солнечных.
Такие звезды отличаются тем, что, по космическим меркам, недолго «живут» — от силы 10-20 миллионов лет. Когда в них заканчивается топливо для термоядерного синтеза, они взрываются сверхновыми: с эффектной вспышкой отбрасывают от себя внешние слои своего вещества. Нетрудно догадаться, что при наличии поблизости планет их ожидает незавидная участь: ударная волна от взрыва отбросит их прочь и сделает космическими «изгоями».
Однако это может оказаться не столь печальной историей, как кажется на первый взгляд. Особенно если у осиротевшей планеты есть спутник. Во всяком случае, к такому выводу пришли астрофизики из Венгрии. Они рассказали об этом в статье, недавно опубликованной на сервере препринтов arXiv.org. Исследователи смоделировали более четырех тысяч вариантов развития событий для таких планет-сирот и их лун.
Оказалось, во всех без исключения рассмотренных сценариях спутники не «теряются», а остаются принадлежащими своим планетам. Более того, их расстояния от «хозяина» практически не меняются. Правда, немного увеличивается степень вытянутости орбиты, но это, похоже, даже к лучшему.
У четырех крупнейших лун Юпитера орбиты тоже не совсем идеально круговые. Благодаря этому Ио, Европа, Ганимед и Каллисто по мере обращения вокруг газового гиганта то подходят чуть ближе к нему, то немного отдаляются. При этом гравитация Юпитера действует на них по-разному: во время приближения «растягивает», на большем расстоянии — «сжимает». Внешне это незаметно, но внутри постоянно происходит трение, а оно создает нагрев.
Именно из-за этого внутри Европы, Ганимеда, Каллисто и еще нескольких других лун в Солнечной системе подозревают существование океанов незамерзающей воды. Более того, есть мнение, что в этих океанах вполне возможна жизнь.
По расчетам, в случае выброса гипотетической копии Юпитера вместе с собственным аналогом обледенелой Европы из системы при взрыве сверхновой спутник будет получать за счет приливного разогрева даже больше внутреннего тепла, чем «при жизни» родного солнца. В 12-15 процентах смоделированных случаев луна становилась достаточно теплой для того, чтобы на ней зародилась жизнь, и эти условия могут сохраняться миллиарды лет.
Впрочем, для всего этого требуется соблюдение некоторых довольно жестких условий. Во-первых, спутник должен быть расположен от планеты на расстоянии не более 15 ее радиусов, а во-вторых, самой планете нужно держаться от своей «взрывоопасной» звезды очень далеко — в 383 астрономических единицах, то есть в 383 раза дальше, чем Земля от Солнца. Иначе вода на луне испарится.
Планеты на столь широких орбитах встречаются крайне редко, но главная проблема этих расчетов в другом. На самом деле, по представлениям планетологов, миры возле массивных звезд часто даже не успевают сформироваться — мощное излучение такого солнца рассеивает протопланетный диск. С другой стороны, большинство звезд состоят во множественных системах, поэтому нельзя исключать зарождение миров у менее массивного компаньона.