Ex-mooning obișnuit: căutarea unor lumi precum de la Avatar
Știm mult mai multe despre sateliții potențial locuibili ai exoplanetelor decât poate părea. Și nu doar din filmul Avatar.
Nici unul exonu am descoperit încă o lună. De ce? Pur și simplu pentru că tehnologiile actuale nu ne permit acest lucru. Totuși, putem fi siguri că sunt acolo undeva. Și așa cum veți vedea mai jos, este este probabil ca sateliții locuitori, poate în maniera filmului Pandora al lui James Camaeron, să orbiteze unele dintre planetele pe care le-am descoperit deja.
De ce suntem atât de siguri? Lebo legile fizicii A legile evoluției cosmice sunt valabile cel puțin în întreaga noastră galaxie.
Pe ce ne bazăm
Astronomii, de exemplu, au descoperit că dacă o planetă nu este prea mică și în același timp prea aproape de steaua ei, formarea lunilor este regula mai degrabă decât excepția. Observațiile și modelele de formare a planetei sugerează, de asemenea, că masa totală a sateliților este de aproximativ o zecime din masa planetei părinte (acesta este un număr important la care vom reveni în mod repetat). Excepții sunt situațiile în care lunile iau naștere în timpul coliziunilor (proto) planete, ca în cazul Lunii Pământului sau atunci când reprezintă planete pitice capturate, ca în cazul Tritonului lui Neptun.
O Pandora exomezică locuibilă fictivă din Avatarul lui James Cameron (2009). Cu toate acestea, planeta mamă a Pandorei, Polifem, de dimensiunea lui Saturn, ar fi în mod normal primară formării unei luni de dimensiunea Pământului.
Și avem alte descoperiri care pot fi generalizate la întregul univers. Efectele mareelor cauzate de gravitatea planetei părinte în interiorul lunilor produc căldură. Spre deosebire de planete, care sunt încălzite din interior numai de căldură din momentul acumulării corpului și căldură din degradarea radioactivă a elementelor, este, ca să spunem așa, căldură suplimentară.
Este în plus, dar cu siguranță nu trebuie aruncat. Dimpotriva. Permite crearea și menținerea tectonică a plăcilor chiar și pe corpuri relativ mici. Mișcările plăcilor de crustă, adâncirea, topirea și formarea lor constantă determină reciclarea elementelor chimice importante pe viață (carbon, fosfor, sulf). În același timp, ele joacă un rol important în reglarea temperaturii sau formarea și menținerea câmpului magnetic. Câmpul magnetic este necesare pentru a proteja atmosfera corpului de vântul solar, care l-ar decima și mai departe protecția suprafeței de radiațiile ucigașe ale unor planete uriașe.
Deci, în timp ce Marte, care este de aproximativ zece ori mai puțin masiv decât Pământul, era prea mic pentru a forma tectonica plăcilor și pentru a menține un câmp magnetic., o lună cu o masă de doar 7% din Pământ, conform calculelor, ar menține tectonica și câmpurile magnetice și, astfel, o atmosferă densă.
Ce înseamnă totul? Acea giganți gazoși în zonele locuibile, care sunt cel puțin de trei ori mai masiv decât Jupiter* cel mai probabil oaspeți cel puțin un satelit natural suficient de mare pentru a fi locuibil. Atâta timp cât orbitele acestor planete nu prea eliptic, ceea ce ar însemna fluctuații semnificative de temperatură și corpuri stelare nu este un pitic roșu cu fluctuații extreme de activitate, putem vorbi despre un candidat serios pentru proprietarul unei exomesiaca permanent locuibile.
Și cunoaștem câțiva astfel de candidați.
47 Ursae Majoris b (47 Uma b)
Planeta orbitează o stea extrem de asemănătoare cu soarele. Dacă ar fi în sistemul solar, orbita sa ar sta undeva între Marte și Jupiter (distanță 2 UA). Cu toate acestea, se presupune că condițiile de viață pot prevala în lunile potențiale ale corpului. În primul rând, pentru că steaua părinte a corpului este cam la jumătate mai strălucitoare ca soarele și, de asemenea, pentru că lunile acestui uriaș ar fi, de asemenea, încălzite de lumina reflectată de pe suprafața planetei lor părinte. Planeta este de cel puțin 2,5 ori mai masivă decât Jupiter (nu neapărat mai mare **), ceea ce înseamnă asta cu puțin noroc, poate găzdui un exomor mai mult locuibil cu dimensiunile lui Marte. Planeta este situată la aproximativ 46 de ani lumină de Pământ.
HD 28185 b
De trei ori mai departe, la aproximativ 138 de ani lumină de Pământ, se află într-o zonă locuibilă din jur stea asemănătoare soarelui găsește un alt câmp promițător. Orbita planetei se schimbă în marginea interioară a zonei locuibile. Corpul este de cel puțin 5,7 ori mai greu decât Jupiter. Asta înseamnă că ar putea orbita în jurul lui câteva luni la fel de material ca Marte.
HD 221287 b
Câmpul de gaz este de cel puțin 3,12 ori mai masiv decât Jupiter. Orbitează în jur de 173 de ani lumină de Pământ o stea asemănătoare, dar puțin mai mare decât soarele. La fel ca în cazul planetei 47 Uma b, cu puțin noroc - prin care vrem să spunem că masa care se învârtea în jurul planetei emergente nu a fost concentrată într-un număr mare de luni minuscule - aici găsim o mini-lume cu dimensiuni suficiente (7% din masa Pământului) pentru proprietățile sale geologice pentru a justifica adjectivul „locuibil”.
109 Piscium b (HD 10697 b)
O planetă care orbitează o stea aproximativ De 1,1 ori mai masiv decât soarele, care pare să înceapă să se transforme într-un gigant roșu. Și, după cum vă puteți imagina, totul este o veste bună pentru o viață posibilă. Planeta însăși este de cel puțin 6,4 ori mai masivă decât Jupiter, ceea ce înseamnă că în timpul evoluției normale ar putea orbita pe ea câteva luni la fel de material ca Marte. Adevărat, semnificativ mai cald. Dacă Pământul ar orbita la aceeași distanță, ar fi mai cald cu aproximativ 10 ° C. Orbita planetei este mai excentrică (eliptică) decât în cazurile anterioare - mai mult decât Jupiter și de aproximativ cinci ori mai mare decât Pământul. Aceasta înseamnă fluctuații semnificative de temperatură pentru planeta mamă și risc de fluctuații semnificative de temperatură chiar și pentru lunile sale.
Note
Ilustrațiile din articol, cu excepția Pandorei fictive, sunt inserate doar pentru a ilustra lunile locuibile ca atare, nu prezintă niciuna dintre planetele pe care le menționăm în text.
* dimensiunea lunii lui Saturn Titan este anormală în comparație cu planeta sa, cauzată nu de o evoluție tipică, ci de coliziunea lunilor în evoluția timpurie a acestora și de fuziunea ulterioară pentru a forma un singur gigant și o serie de luni de dimensiuni medii.
** dacă planetele gazoase nu sunt supraîncălzite, masa crescândă de la un anumit nivel aduce mai degrabă o creștere a greutății lor specifice și o creștere a dimensiunilor sale
Poze: Kidron Cool, utilizatorii wikimedia Lucianomendez, Frizaven, CBC11