В поисках внеземной жизни размер луны имеет значение

Новое исследование показывает, что размер земной луны по отношению к размеру самой планеты мог сыграть ключевую роль в развитии жизни. Более того, это соотношение может быть применимо и к другим планетарным системам, предоставляя исследователям потенциальный ориентир в поисках внеземной жизни.

Чтобы понять, как Луна влияет на жизнь на Земле, необходимо сначала разобраться, что такое Луна. Самое простое определение - это космическое тело, вращающееся вокруг планеты. Но не все луны одинаковы. Например, у Венеры нет ни одной луны, тогда как у Юпитера их не менее 80.

Конечно, у Земли есть только одна Луна. И даже ее происхождение до сих пор является предметом жарких споров. Сейчас эти споры становятся как никогда острыми, поскольку новое исследование, похоже, устанавливает предел размеров как экзопланет, так и их лун, по крайней мере, если речь идет о поиске внеземной жизни.

"Земля - единственная известная планета, на которой есть жизнь, и она обладает рядом особенностей, уникальных для нашей Солнечной системы, включая активную тектонику плит, сильное магнитное поле и большую луну по отношению к размеру Земли", - поясняется в опубликованном исследовании. "Присутствие Луны контролирует продолжительность дня и океанические приливы, что влияет на земные биологические циклы. Луна также стабилизирует ось вращения Земли, по крайней мере, на несколько градусов. Таким образом, по крайней мере для Земли, Луна также способствует стабильному климату Земли и потенциально является идеальной средой для развития и эволюции жизни".

В попытке определить, как размер планеты-хозяина влияет на формирование ее Луны и как это может повлиять на обитаемость планеты, ученые, проводившие исследование, смоделировали несколько сценариев формирования земной Луны. Наиболее популярной является аккреционная модель, когда материал, выброшенный с Земли (вероятно, в результате мощного столкновения), создает аккреционный диск, который медленно, но верно формируется в Луну.

Однако когда исследователи смоделировали планеты примерно в шесть раз больше Земли, такие как многочисленные "суперземли", уже найденные за пределами нашей Солнечной системы, аккреционная модель формирования Луны разрушилась. По сути, весь выброшенный материал либо испарялся, либо падал обратно в планету-хозяина, в результате чего диск не мог сформироваться в луну. В результате исследователи пришли к выводу, что для поддержания внеземной жизни. может потребоваться планета меньшего размера.

"Здесь мы предполагаем, что изначально богатый парами лунообразующий диск не способен сформировать луну, большую по отношению к размеру планеты, потому что растущие лунницы, которые являются строительными блоками луны, испытывают сильное газовое сопротивление и быстро падают в сторону планеты", - поясняется в исследовании. "Наше моделирование столкновения показывает, что земные и ледяные планеты размером более ~1,3-1,6R⊕ образуют полностью паровые диски, которые не могут сформировать дробно большую луну".

Эта ситуация, отмечается в исследовании, "указывает на то, что (1) наша модель поддерживает модели формирования Луны, которые приводят к образованию дисков, бедных паром, и (2) скалистые и ледяные экзопланеты, чьи радиусы меньше ~1,6R⊕, являются идеальными кандидатами для размещения фракционно крупных экзомун".

По словам исследователей, это соотношение очень важно, потому что луна значительного дробного размера по сравнению с планетой-хозяином необходима для таких крупномасштабных эффектов, как тектоника плит, приливы, орбитальная механика и другие эффекты, которые помогают поддерживать жизнь на Земле. Такой тип Луны, по их словам, не может сформироваться вокруг планет, значительно превосходящих Землю.

После успешного запуска телескопа "Джеймс Вебб" охота за жизнью на других планетах перешла на высокий уровень. И, судя по последним исследованиям, эти поиски должны быть сосредоточены на планетах, наиболее близких по размеру к Земле. Более того, хотя пока еще не подтверждено наличие экзо-лун (лун вокруг экзопланет), как только наша съемка и анализ экзопланет станут достаточно сложными для проведения таких измерений, поиск похожей на Землю планеты, у которой также есть луна, схожая по относительным размерам с нашей собственной Луной, будет идеальным местом для начала.

"Поиск экзопланет обычно сосредоточен на планетах, масса которых превышает шесть земных масс", - говорит ведущий автор исследования Мики Накаджима из Рочестерского университета. "Мы предлагаем вместо этого обратить внимание на меньшие планеты, поскольку они, вероятно, являются лучшими кандидатами для размещения дробно крупных лун".