Как нестабильные луны могут уничтожить инопланетную жизнь

Однако новое исследование предполагает, что некоторые из этих планет могут столкнуться с серьезной угрозой со стороны собственных спутников: нестабильностью.

Исследование, опубликованное в журнале Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества исследует, как гравитационные взаимодействия между планетой и ее лунами могут влиять на стабильность орбит лун с течением времени.

Исследователи обнаружили, что если у планеты есть несколько больших спутников, таких как Юпитер или Сатурн, их орбиты могут стать хаотичными и в конечном итоге столкнуться друг с другом или с планетой. Это может иметь разрушительные последствия для любой жизни на планете или ее спутниках.

Исследователи использовали компьютерное моделирование для моделирования различных сценариев планетарных систем с несколькими большими лунами. Они варьировали такие параметры, как количество и размер лун, их орбитальные расстояния и эксцентриситеты, а также их начальные орбитальные фазы.

Они обнаружили, что в большинстве случаев орбиты спутников становились нестабильными в течение нескольких миллиардов лет, что приводило к столкновениям или выбросам из системы.

В результате столкновений может образоваться огромное количество обломков, которые обрушатся дождем на планету или ее оставшиеся спутники, что может привести к массовому вымиранию или стерилизации.

Выбросы также могут изменить климат и обитаемость планеты или ее спутников, изменив их орбитальные расстояния и периоды. Например, если бы Луна Земли была сброшена со своей орбиты, Земля потеряла бы свои приливы и сезоны и испытала бы более экстремальные колебания температуры.

Исследователи подсчитали, что около 10 процентов экзопланет с несколькими большими спутниками могут испытать нестабильность в течение 10 миллиардов лет, что примерно соответствует возрасту нашей галактики. Это означает, что многие потенциально обитаемые миры могут стать непригодными для жизни из-за их собственных спутников.

Однако не все планетные системы с несколькими крупными спутниками обречены на нестабильность. Исследователи определили некоторые факторы, которые могут повысить стабильность таких систем, например, наличие меньшего количества спутников и меньших размеров, наличие большего количества круговых и компланарных орбит и наличие резонансных орбитальных конфигураций (например, когда один спутник совершает два оборота за каждый один оборот другого спутника). ). Эти факторы могут помочь поддерживать стабильный гравитационный баланс между планетой и ее спутниками.

Одним из примеров стабильной системы с несколькими большими лунами является наша Солнечная система. Исследователи обнаружили, что ни одна из лун наших планет-гигантов вряд ли станет нестабильной в течение 10 миллиардов лет.

Отчасти это связано с тем, что у наших планет-гигантов относительно немного крупных спутников (по четыре у Юпитера и Сатурна), которые в основном находятся на резонансных орбитах (таких как Ио-Европа-Ганимед у Юпитера). Более того, наши планеты-гиганты находятся достаточно далеко друг от друга, чтобы существенно не мешать лунным системам друг друга.

Исследование подчеркивает, насколько сложными и динамичными могут быть планетарные системы в долгосрочной перспективе. Это также показывает, насколько важно учитывать не только планеты, но и их спутники при поиске внеземной жизни.

Хотя на первый взгляд некоторые планеты могут показаться многообещающими из-за их размера и расстояния от звезды (так называемая «обитаемая зона»), на самом деле они могут быть враждебными для жизни из-за нестабильности лунных систем.