|
Какое максимальное количество лун может быть у Земли
|
|
|
|
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Earth and Planetary Astrophysics, группа исследователей из Техасского университета в Арлингтоне, Государственного университета Валдоста, Технологического института Джорджии и Национальной радиоастрономической обсерватории подсчитала, сколько лун теоретически может вращаться вокруг Земли при сохранении нынешнего условия, такие как орбитальная стабильность. Это исследование открывает потенциал для лучшего понимания процессов формирования планет, которые также могут быть применены для выявления экзолун, которые, возможно, также вращаются вокруг экзопланет, подобных Земле.
|
|
|
|
«В более ранней работе я исследовал упаковку планет для бинарной системы Альфа Центавра», — сказал доктор Билли Куорлз, доцент кафедры астрономии и астрофизики в Государственном университете Валдоста и соавтор исследования. «В этом случае я разработал оценку количества планет, которые могут существовать в обитаемой зоне каждой звезды. В этом сценарии обитаемая зона обеспечивала естественные граничные условия, где я мог использовать тот же динамический формализм для проблемы лун. (используя систему Земля-Солнце как двойную). Чтобы определить внешнюю границу, один из моих соавторов разработал схему, которую мы могли бы использовать. Объединив эти идеи, мы ожидали, что >10 Церера-, 6 Плутон- и 4 Возможны объекты размером с Луну (например, таблица 2 из нашей статьи)».
|
|
|
Хотя в нашей солнечной системе более 200 лун, только три вращаются вокруг земных (каменистых) планет: наша луна (Луна) вокруг Земли, а Фобос и Деймос вокруг Марса. Остальные 200+ спутников вращаются вокруг всех газовых гигантов, включая Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Как отмечается в исследовании, такая большая разница ожидается, поскольку «они испытывают разные механизмы формирования и процессы орбитальной эволюции». В исследовании обсуждается, как максимально допустимое количество лун, которые могут существовать вокруг Земли, зависит от предполагаемых размеров самих лун. В этом случае исследователи использовали объекты размером с Цереру, Плутон и Луну, чтобы определить, сколько из них может успешно вращаться вокруг Земли. Результаты показали, что стабильность орбиты может поддерживаться спутниками с массой до 7 ± 1 массы Цереры, 4 ± 1 массы Плутона и 3 ± 1 массы Луны.
|
|
|
|
«Неожиданностью стало то, что прототипы с меньшей массой были более ограниченными, что мы приписываем их повышенной вероятности рассеяния (из-за более низкой инерции)», — сказал Куорлз. «Возмущений от соседних лун достаточно, чтобы вызвать существенное рассеяние в течение нескольких тысяч лет. Нам пришлось уменьшить количество лун, чтобы учесть это». Как видно из галилеевых спутников Юпитера, маленькие спутники, вращающиеся вокруг гораздо большего планетарного тела, могут привести к так называемому приливному нагреву, когда постоянное растяжение и сжатие гораздо меньших спутников приводит к интересным результатам, включая вулканизм на Ио и внутренний океан на Европа. Но может ли система с несколькими лунами с Землей испытать такие же результаты?
|
|
|
|
«Возможно, приливный нагрев самих спутников возможен, но степень нагрева неясна без детального моделирования», — сказал доктор Куорлз. «Заманчиво предположить, что самая внутренняя луна может напоминать Ио, но ее приливный нагрев частично обусловлен резонансами среднего движения с другими галилеевыми лунами. В наших системах резонансы среднего движения в значительной степени дестабилизируют спутниковую систему, потому что Солнце добавляет к каждому рост эксцентриситета Луны и возможный разброс». Наряду с потенциалом приливного нагрева, это исследование также потенциально расширяет поиск экзолун, вращающихся вокруг экзопланет. К сожалению, хотя количество подтвержденных экзопланет исчисляется тысячами, количество подтвержденных экзолун в настоящее время составляет менее доли от этого числа.
|
|
|
|
«В настоящее время у нас есть два кандидата в экзолуны (Kepler-1625b-i и Kepler-1708b-i), но их соответствующая планета-хозяин похожа на Юпитер», — сказал доктор Куорлз. «Кандидаты в спутники также больше Земли. Эти более экзотические случаи, возможно, легче идентифицировать, так же как горячие юпитеры было легче обнаружить над меньшими планетами в первые дни существования экзопланет. Однако вскоре после этого были обнаружены системы с несколькими планетами. первые настоящие экзопланеты. Мы ожидаем нечто подобное для экзолун. Когда у нас будет несколько экзолун-кандидатов, вращающихся вокруг одной и той же планеты, наша работа будет иметь больше пользы. Ограничения, которые мы находим, довольно оптимистичны, тогда как более реалистичные условия, вероятно, ограничат число спутников дальше. В фотометрических измерениях фоновые объекты могут имитировать транзитный сигнал кандидата в экзолуну, и наша работа дает физическую основу для ограничения количества ожидаемых спутников при проверке различных гипотез».
|
|
|
|
Доктор Суман Сатьял, адъюнкт-профессор физики Техасского университета в Арлингтоне и ведущий автор исследования, сказал, что, поскольку Земля может иметь более одной луны, это «увеличивает вероятность» обнаружения экзолуны. «Это должно дать наблюдателям экзолуны представление о верхнем пределе количества лун вокруг планеты с массой Земли, вращающейся вокруг солнцеподобной звезды», — сказал он. Сколько экзолун в космосе и существует ли экзопланета, похожая на Землю, с несколькими экзолунами, способными поддерживать жизнь? Время покажет.
|
|
|
|
Источник
|
