НОРДВЕЙК, НІДЕРЛАНДИ — Життя може виникнути в найтемніших місцях: супутник планети блукає галактикою без зірки.
Гравітаційне перетягування канату між місяцем і його планетою може підтримувати певні супутники настільки підсмаженими, що там може існувати рідка вода — умова, яка вважається критичною для життя. Тепер комп’ютерне моделювання показує, що за правильної орбіти та атмосфери деякі супутники, які обертаються навколо планет-ізгоїв, можуть залишатися теплими понад мільярд років , повідомила 23 березня на симпозіумі PLANET-ESLAB 2023 астрофізик Джулія Роккетті. Вона та її колеги також повідомляють про свої висновки 20 березня в Міжнародному журналі астробіології .
«У Всесвіті може бути багато місць, де можуть бути придатні для життя умови», — каже Роккетті з Європейської південної обсерваторії в Гархінгу, Німеччина. Але життя, мабуть, також потребує тривалої стабільності. «Ми шукаємо місця, де ці придатні для життя умови можуть підтримуватися протягом сотень мільйонів або мільярдів років».
Життєздатність і стабільність не обов’язково повинні виходити від найближчого сонця. Астрономи помітили близько 100 беззоряних планет , деякі, ймовірно, утворилися з хмар газу та пилу, як утворюються зірки, інші, ймовірно, викинуті зі своїх сонячних систем. Комп’ютерне моделювання показує, що цих вільно плаваючих планет може бути стільки ж, скільки зірок у галактиці.
Такі планети-сироти також можуть мати супутники — і в 2021 році дослідники підрахували, що ці супутники не обов’язково повинні бути холодними та безплідними місцями .
Якщо орбіта Місяця не є ідеальним колом, гравітаційне тяжіння його планети постійно деформує його. Внаслідок тертя всередині Місяця виділяється тепло. У нашій Сонячній системі цей процес відбувається на супутниках, таких як Енцелад Сатурна та Європа Юпітера. Досить щільна атмосфера, що утримує тепло, ймовірно, в якій переважає вуглекислий газ, може підтримувати поверхню достатньо теплою, щоб вода залишалася рідкою. Ця вода може виникнути в результаті хімічних реакцій з вуглекислим газом і воднем в атмосфері, ініційованих ударом високошвидкісних заряджених частинок з космосу.
Але такий місяць не буде гріти вічно. Ті самі сили тяжіння, які нагрівають його, також формують його орбіту в коло. Поступово припливи та відпливи гравітації, які відчуває Місяць, деформують його дедалі менше, а запас тепла від тертя зменшується.
У новому дослідженні Роккетті та її колеги провели 8000 комп’ютерних симуляцій сонцеподібної зірки з трьома планетами розміром з Юпітер. Ці симуляції показали, що планети, які викидаються зі своєї сонячної системи, часто відпливають у космос зі своїми супутниками на буксирі.
Потім команда запустила симуляцію цих супутників, розміром із Землю, які обертаються навколо своїх планет уздовж орбіти, на якій вони опинилися під час викиду. Мета полягала в тому, щоб побачити, чи відбувалося гравітаційне нагрівання і чи тривало воно достатньо довго, щоб там могло зародитися життя. Можливо, Земля стала придатною для життя протягом кількох сотень мільйонів років , хоча найдавніші докази існування тут живих організмів датуються приблизно 1 мільярдом років після формування планети.
Оскільки атмосфера має вирішальне значення для збереження тепла, команда провела свої розрахунки за трьома альтернативами. Команда виявила, що для супутників з атмосферою такого ж тиску, як у Землі, період потенційної придатності для життя тривав щонайбільше близько 50 мільйонів років. Але це може тривати майже 300 мільйонів років, якщо атмосферний тиск у 10 разів перевищує земний, і приблизно 1,6 мільярда років за тиску, який ще в 10 разів перевищує тиск. Такий тиск може здатися надзвичайним, але він близький до умов Венери такого ж розміру.
Проте тепла та води може бути недостатньо для появи живих організмів. Супутники вільно плаваючих планет «не будуть найбільш сприятливими місцями для виникнення життя», — каже астрофізик Алекс Тічі з Інституту астрономії та астрофізики Academia Sinica в Тайбеї, Тайвань.
«Я думаю, що зірки, завдяки своїй неймовірній потужності та довговічності, стануть набагато кращими джерелами енергії для життя», — каже Тічі, який вивчає супутники екзопланет. «Велике відкрите питання… чи можна взагалі почати життя в такому місці, як Європа чи Енцелад, навіть якщо умови сприятливі для підтримки життя, тому що у вас немає, наприклад, сонячної радіації, яка може допомогти в процесі мутація для еволюції».
Але Роккетті — хоча вона сама не астробіолог — вважає, що супутники планет-сиріт мають кілька важливих переваг. У них буде трохи, але не надто багато води, яка, на думку багатьох астробіологів, є кращою відправною точкою для життя, ніж, скажімо, океанський світ. А відсутність зірки поблизу означає відсутність сонячних спалахів, які в багатьох випадках зруйнують атмосферу перспективної планети.
«У нашому Всесвіті є багато середовищ, які дуже відрізняються від того, що ми маємо тут, на Землі, — каже вона, — і важливо досліджувати їх усі».