https://www.rochester.edu/newscenter/moon-formations-habitab...

Учёные давно сошлись во мнении, что без Луны жизнь на Земле была бы невозможна. Новое исследование показало, что наш спутник ещё уникальнее, чем мы думали.

Команда учёных под руководством Мики Накадзимы выяснила, что при поиске крупных экзолун – которые, как считается, благоприятно влияют на пригодность для жизни планет-хозяев – стоит обратить внимание на экзопланеты поменьше. Изображение: University of Rochester | J. Adam Fenster

Важность Луны для жизни на Земле невозможно переоценить – она контролирует продолжительность дня, ей подчинён климат, приливы с отливами и многие другие явления, которые влияют на биологические циклы живых организмов. Этот факт заставил учёных задуматься, что наличие спутника может благоприятно влиять на обитаемость и других планет. К сожалению, среди тысяч известных нам экзопланет нам пока что не удалось найти ни одной, у которой было бы подтверждено наличие экзолуны. Это, среди прочего, означает, что крупные спутники – удивительно редкое явление (ведь чем больше тело, тем легче его обнаружить).

Мики Накадзима, доцент Рочестерского университета, выяснила возможную причину: вокруг крупной планеты не гарантировано формирование пропорционально крупного спутника. Исследовательница вывела ограничения, за рамками которых образование относительно большой экзолуны невозможно.

Понимание процесса формирования спутников позволит нам сузить кольцо поиска планет, подобных Земле. Казалось бы, экзолуны должны быть повсюду, но мы пока что не нашли ни одной. Полученные нами критерии будут полезны в будущих исследованиях.

Наиболее распространённая гипотеза образования Луны гласит о столкновении прото-Земли и тела размером с Марс около 4,5 миллиарда лет назад. Выброшенное столкновением вещество сформировало вокруг Земли диск, из которого потом образовался наш спутник. Накадзима и её команда провели компьютерную симуляцию этого процесса, заменяя Землю планетами различной массы и состава.

Оказалось, что столкновение с планетами земной группы с массой более шести земных, а также ледяными планетами с массой более одной земной ведёт к образованию полностью испарённого диска – в отличие от частично испарённого, необходимого для формирования крупного спутника.

Если масса планеты слишком велика, в результате столкновения образуется диск, целиком состоящий из пара. Объяснение тому – при столкновении более массивных тел высвобождается намного больше энергии.

Паровой диск со временем охлаждается, и в нём постепенно образуется множество расплавленных минилун. В подходящих условиях – то есть, в частично испарённом диске – именно из них формируется спутник. С другой стороны, в полностью испарённом диске они испытывают сильное сопротивление от пара, и падают на планету.

Результаты работы Накадзимы важны для астрономов, изучающих Вселенную; исследователи обнаружили тысячи экзопланет и возможных экзолун, но им ещё предстоит окончательно подтвердить существование спутника, вращающегося вокруг планеты за пределами Солнечной системы. Теперь они знают, куда смотреть.

Поиск экзопланет обычно был сосредоточен на телах с массой более шести земных. Мы предлагаем вместо этого обратить внимание на меньшие планеты, потому что они, вероятно, являются лучшими кандидатами для обнаружения относительно больших спутников.

Источник