Международная группа астрофизиков из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана и Института внеземной физики Общества Макса Планка представила исследование, согласно которому спутники так называемых планет-изгоев могут оставаться пригодными для зарождения жизни на протяжении более чем 4 миллиардов лет. Решающую роль в этом играют плотные водородные оболочки и гравитационное воздействие планет-хозев.
Эффект приливного нагрева
Планеты-бродяги, которые также называют межзвездными планетами, — это миры, выброшенные из родных систем в результате гравитационных возмущений на ранних этапах формирования. Ранее считалось, что такие объекты, лишенные солнечного света, должны быть царствами вечного холода. Однако работа физиков из Мюнхенского университета, в частности Джулии Роккетти, показала, что это не так.
Гигантские планеты-странники способны удерживать при себе крупные луны. При этом орбиты этих спутников не круговые, а заметно вытянутые, что создает эффект приливного нагрева. Когда луна приближается к планете, а затем удаляется от нее, гравитационные силы попеременно сжимают и растягивают ее недра. Возникающее трение генерирует тепло, которое не дает замерзнуть подповерхностным океанам даже при температурах, близких к абсолютному нулю.
Как межзвездные спутники удерживают тепло
Однако одного внутреннего тепла недостаточно. Чтобы вода оставалась жидкой у поверхности, необходима атмосфера, способная удерживать энергию. Ученые перебрали разные варианты. Углекислый газ, который хорошо работает в условиях Солнечной системы, при сверхнизких температурах межзвездной среды конденсируется и теряет парниковые свойства. Водород же, напротив, сохраняет газообразное состояние. Более того, при высоком давлении молекулы H₂ начинают сталкиваться друг с другом с особой интенсивностью, создавая так называемое коллизионно-индуцированное поглощение. Этот эффект превращает водород в эффективный теплоизолятор.
Согласно расчетам, проведенным докторантом Мюнхенского университета Давидом Дальбюддингом, такое водородное покрытие в сочетании с приливным нагревом способно поддерживать океаны в жидком состоянии до 4,3 миллиарда лет. Это сопоставимо с временем, которое потребовалось для развития многоклеточной жизни на Земле.
Новый взгляд на происхождение жизни
Особый интерес исследователей вызвал и другой механизм. Постоянные деформации луны должны создавать циклы увлажнения и высыхания — вода испаряется, затем конденсируется. Подобные циклы, как полагают биологи, способствуют полимеризации органических молекул, то есть их усложнению.
Дальбюддинг подчеркивает: «Наше сотрудничество с командой профессора Дитера Брауна показало, что колыбель жизни не обязана быть привязана к звезде. Мы нашли прямую аналогию с ранней Землей, где повышенное содержание водорода создавалось астероидными бомбардировками».
Астрономы напоминают, что по современным оценкам количество планет-изгоев в Млечном Пути может равняться количеству звезд. Если хотя бы у каждой десятой такой планеты есть крупный спутник с водородной атмосферой, число потенциально обитаемых миров в Галактике возрастает на порядки. Это открытие полностью меняет представление о том, где и как можно искать внеземную жизнь — теперь астрономам стоит присмотреться к самым темным, беззвездным уголкам космоса.
Что изменилось бы на Земле без Луны
Астрономы разгадали 80-летнюю загадку космоса
Читайте «Мою Планету» в MAX