Неожиданность. Как катастрофические космические аварии мешают нам совершить прорыв в поиске внеземной жизни

Стоит сразу отметить — астрономы еще не нашли ни одной экзолуны, то есть спутника планеты, вращающейся вокруг любой другой звезды, кроме Солнца. Однако, учитывая количество естественных спутников планет в Солнечной системе (на сегодня известно о 207 таких телах), ученые ожидают, что экзопланеты также имеют большое количество спутников.

В исследовании, опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, команда ученых под руководством американского астрофизика из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Бренди Хансена использовала компьютерное моделирование и выяснила, что столкновение экзопланет с их спутниками может быть регулярным явлением для других частей космоса.

Спутники оказывают значительное влияние на пригодность планет к жизни. Например, та же Луна стабилизирует ось вращения Земли — без спутника наша планета могла бы быть гораздо более экстремальной с точки зрения температуры и других условий, важных для формирования и развития жизни.

Взаимодействием между планетой и спутниками управляет гравитация, проявляющаяся в виде приливных сил. Так, гравитационное взаимодействие между Луной и Землей влечет за собой приливы и отливы, которые играют ключевую роль в эволюции жизни на нашей планете. Приливные силы важны для нашей планеты, ведь они обеспечивают среду обитания для миллионов живых организмов, а также регулируют климат нашей планеты.

Вот как это работает: гравитация Луны «тянет» Землю, создавая выпуклость на той стороне планеты, которая обращена к ней, и на противоположной стороне Земли. Когда Земля вращается, эти выпуклости «движутся» по планете, приводя к приливам и отливам, из-за чего Мировой океан поднимается и опускается дважды в день.

Из-за этих процессов Луна постепенно удаляется от Земли, а ее орбита становится все больше. Например, около 2,46 млрд лет назад наш спутник был примерно на 60 тыс. километров ближе к планете, чем сейчас, а сутки на Земле тогда продолжались около 17 часов. В то же время свою роль в этих процессах играет и сама планета, которая долгое время вращалась вокруг своей оси все медленнее, а в последние 50 лет наоборот ускорилась. Таким образом, наша планета постоянно влияет на изменение орбиты Луны.

Если ситуация снова изменится и Земля снова начнет замедляться, это приведет к тому, что Луна оторвется от Земли. Однако бояться здесь нечего — на самом деле этот процесс будет настолько долгим, что к тому моменту планета уже будет мертвой или поглощена умирающим Солнцем.

Однако в Солнечной системе существуют по-настоящему «обреченные» спутники — например, Тритон у Нептуна и Фобос у Марса. Через миллионы лет они будут разорваны своими планетами из-за сильного влияния их гравитации и невозможности противостоять ей.

Однако для экзопланет, которые находятся значительно ближе к своим звездам, подобные сценарии могут развиваться гораздо быстрее и иначе. Расчеты Хансена показали, что из-за более сильного гравитационного влияния звезды, а также нестабильности самих спутников, они могут врезаться в свои планеты в течение первого миллиарда лет своего существования. Поэтому, даже если планета находилась в идеальных условиях, благоприятных для появления жизни, весь потенциал сразу теряется из-за глобальной катастрофы, которая делает невозможным любое дальнейшее развитие.

Компьютерные симуляции ученых показали, что «вырвавшиеся» из гравитационного влияния родной планеты спутники часто возвращались к ним уже с более агрессивным визитом. Они врезались в планеты и создавали огромные волны пыли, которые можно увидеть в инфракрасном диапазоне, их нагревала звезда, расположенная неподалеку.

По словам Хансена, данные современных телескопов, которые могут увидеть такие облака пыли, свидетельствуют о том, что у каждой звезды можно увидеть как минимум одно подобное событие за свой жизненный цикл. Он утверждает, что это действительно могут быть следы столкновения между планетами и их спутниками — хотя он не может давать стопроцентную гарантию на этот счет.

Существуют и другие гипотезы о происхождении подобных пылевых структур — некоторые ученые предполагают, что они могут появляться в результате столкновения двух планет. Кстати, на такой сценарий спутники также могут оказать опосредованное влияние: например, если одна из планет «теряет» свой спутник, ее орбита меняется и со временем она врезается в своего космического соседа.

Спутники являются, безусловно, важной составляющей для стабилизации орбиты планеты, что потенциально помогает дальнейшему появлению жизни на ней. Однако подобные столкновения — со спутником или с другой планетой — уничтожат любые шансы на развитие жизни. Однако команда Хансена отмечает, что для проверки их гипотезы необходимы дополнительные наблюдения, которые могли бы уточнить роль спутников в эволюции экзопланет.