Большие спутники могут свидетельствовать о наличии обитаемых планет

26 марта 2022 г.

(Новости Нанверка) Луна Земли чрезвычайно важна для превращения Земли в планету, которую мы знаем сегодня: Луна контролирует продолжительность дня и приливы океанов, которые влияют на биологические циклы форм жизни на нашей планете. Луна также вносит свой вклад в климат Земли, стабилизируя ось вращения Земли, обеспечивая идеальную среду для эволюции и развития жизни. Рисунок 1. Концепция этого художника показывает, как два небесных тела сталкиваются друг с другом, образуя диск из частично расплавленного и частично испарившегося камня, который в конечном итоге превратился в Луну. (Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт)

Поскольку Луна так важна для жизни на Земле, ученые считают, что Луна может быть потенциально полезной для жизни на других планетах. У большинства планет есть луны, но земная луна уникальна тем, что она велика по сравнению с размером Земли. Радиус Луны больше четверти диаметра Земли, что намного больше, чем у большинства лун по отношению к их планетам.

новое исследование (Связь с природой, «Большие планеты не могут образовывать большие фракционные луны»), с помощью которого исследовательская группа изучила состав луны и пришла к выводу, что только определенные типы планет могут образовывать большие луны по отношению к планетам-хозяевам. Команда говорит, что, понимая образования Луны, они лучше понимают, на что обращать внимание при поиске планет, похожих на Землю. Они ожидают экзолуны [moons orbiting planets outside our solar system] Он должен быть везде, но пока подтверждения ни одного из них нет.

Исторически сложилось так, что многие ученые считают, что большая луна Земли возникла в результате столкновения между первобытной Землей — Землей на ранних стадиях развития — и большим толчком размером с Марс, произошедшим около 4,5 миллиардов лет назад. Столкновение привело к образованию частично испарившегося диска вокруг Земли, который в конечном итоге превратился в Луну.

Чтобы выяснить, могут ли другие планеты образовывать такие же большие луны, исследовательская группа провела компьютерное моделирование столкновения с рядом гипотетических скалистых планет, похожих на Землю, и ледяных планет различной массы. Они надеялись определить, приведут ли смоделированные эффекты к частичному испарению дисков, таких как диск, который сформировал земную луну.

Исследователи обнаружили, что каменистые планеты массой более шести масс Земли (6M) и ледяные планеты массой более одной массы Земли (1M) производят полностью, а не частично, испаренные диски, и эти полностью испаренные диски частично не могут формироваться. Большие луны.

Исследовательская группа обнаружила, что если планета очень массивная, эти эффекты в целом создают паровые диски, потому что столкновения между массивными планетами, как правило, более активны, чем между маленькими планетами. После столкновения, в результате которого диск испарился, со временем диск остывает и появляется жидкая молодая луна — строительные блоки Луны. В полностью испаряющемся диске растущие маленькие луны диска подвергаются воздействию мощного газового облака пара и падают на планету с огромной скоростью.

«Напротив, если диск испаряется лишь частично, молодая луна не ощущает такого сильного газового облака», — сказал Хиденори Генда, доцент Института наук о жизни Земли (ELSI), соавтор исследования.

«Вопрос, на который мы решили ответить, таков: могут ли все планеты образовывать собственные луны?» Об этом сообщил соавтор исследования Эрик Асфог, профессор Аризонского университета и Лунной и планетарной лаборатории.

«В результате мы приходим к выводу, что паровой диск совершенно не способен частично формировать большие луны», — сказал ведущий автор исследования Мики Накадзима, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде Университета Рочестера. «Планетарные массы должны быть меньше тех пороговых значений, которые мы установили для создания таких лун». Лунные системы в Солнечной системе Рисунок 2. Лунные системы в Солнечной системе. Для каменистых планет, которые на 60% массивнее Земли или более чем в шесть раз больше массы Земли (верхняя планета слева), а для ледяных планет более чем на 30% больше, чем Земля, или на одну массу Земли (две верхние планеты слева) справа) согласно новому исследованию невозможно сформировать большие луны в результате гигантских столкновений. Таких «сверхземных планет» в нашей Солнечной системе нет, поэтому предсказание относится к астрономическим поискам планет вокруг других звезд. Прогноз согласуется с планетной и лунной системами Солнечной системы, включая Землю и Луну (слева) и Плутон Харон (справа), показанные здесь. (Фото: Накадзима и др., Nature Communications)

Ограничения, выявленные Накадзимой и ее коллегами, важны для астрономов, изучающих нашу вселенную; Исследователи обнаружили тысячи возможных экзопланет и экзолун, но окончательно не обнаружили луну, вращающуюся вокруг планеты за пределами нашей Солнечной системы.

Это исследование может дать им лучшее представление о том, где искать.

«Поиск экзопланет обычно сосредоточен на планетах, превышающих шесть масс Земли. Вместо этого мы предлагаем рассмотреть планеты меньшего размера, потому что они, вероятно, являются лучшими кандидатами на размещение частично больших спутников», — сказал Накадзима.

Leave a Comment