Ученые исследуют судьбу планет-сирот и их спутников, которые покинули родные звездные системы. Они обнаружили, что на спутниках таких планет миллиарды лет могут сохраняться условия для возникновения жизни.
На сегодняшний день известно около сотни свободно плавающих планет, которые не вращаются вокруг звезды, а путешествуют по Галактике самостоятельно. В основном это газовые гиганты, масса которых в несколько раз превышает массу Юпитера. Их находят в областях звездообразования, где формируются целые системы из плотных газопылевых облаков. Исследователи предполагают, что большинство этих планет родились одинокими: они могли стать звездами, но не «выросли» до этого состояния.
Однако ученые находят и планеты-бродяги, которые всего в несколько раз превосходят по размеру Землю. По мнению планетологов, такие миры могут быть выброшены из своих систем из-за интенсивных перемещений планет в молодых системах или если они образовались рядом с массивной звездой, такой как Беллатрикс, масса которой составляет около восьми с половиной солнечных масс.
Массивные звезды живут относительно недолго — всего 10-20 миллионов лет.
После того как в них заканчивается топливо для термоядерного синтеза, они взрываются, отбрасывая внешние слои вещества с эффектной вспышкой. Планеты, оказавшиеся поблизости, сталкиваются с катастрофическими последствиями: ударная волна взрыва выбрасывает их в космос, превращая в космические «изгои».
Но это может быть не так печально, как кажется. Особенно если у осиротевшей планеты есть спутник. К такому выводу пришли астрофизики из Венгрии, опубликовав статью на сайте arXiv. Они смоделировали более четырех тысяч сценариев развития событий для планет-сирот и их спутников.
Окзалось, что во всех рассмотренных случаях спутники остаются на орбите своих планет, а их расстояние практически не меняется. Хотя орбиты становятся более вытянутыми, это даже может быть полезно.
Орбиты четырех крупнейших спутников Юпитера — Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто — тоже не идеально круговые. По мере обращения вокруг газового гиганта они то приближаются, то отдаляются. Гравитация Юпитера действует на них по-разному: во время приближения она «растягивает» их, а на большем расстоянии «сжимает». Внутри спутников происходит трение, которое создает тепло.
Именно благодаря этому внутри Европы, Ганимеда и Каллисто, а также других спутников Солнечной системы, подозревают существование океанов жидкой воды. Есть мнение, что в этих океанах возможна жизнь.
По расчетам, если гипотетическая копия Юпитера с обледенелой Европой будет выброшена из системы после взрыва сверхновой, спутник получит больше внутреннего тепла за счет приливного разогрева, чем у родного солнца. В 12–15% смоделированных случаев условия на луне станут достаточно теплыми для возникновения жизни, и эти условия могут сохраняться миллиарды лет.
Однако для этого необходимо соблюдение двух условий.
Во-первых, спутник должен находиться на расстоянии не более 15 радиусов от планеты. Во-вторых, сама планета должна быть расположена на безопасном расстоянии от своей «взрывоопасной» звезды — в 383 астрономических единицах, что в 383 раза больше, чем расстояние от Земли до Солнца. Иначе вода испарится.
Планеты на таких широких орбитах встречаются редко, но главная проблема этих расчетов в том, что массивные звезды часто не дают планетам сформироваться.
Их мощное излучение рассеивает протопланетный диск. С другой стороны, большинство звезд находятся в множественных системах, поэтому нельзя исключать возможность зарождения миров у менее массивных компаньонов.