Podczas gdy niektórzy naukowcy szukają planet nadających się do zamieszkania poza naszym Układem Słonecznym, inni badacze rozwiązują podobne pytanie dla satelitów tych planet.
Tak zwanych egzoksiężyców nie znaleziono jeszcze poza naszym Układem Słonecznym, a może to zająć dziesiątki lat. W nowym artykule badawczym naukowcy wysuwają teorię, czy na satelicie gazowego giganta wielkości Marsa może istnieć woda w stanie ciekłym.
Mówimy o księżycu Jowisza zwanym Ganimedes. Jest to największy satelita w Układzie Słonecznym, 5/6 wielkości Marsa.
NASA potwierdziła w 2015 roku obecność płynnego oceanu na Ganimedesie po obserwacji zorzy polarnej przez Teleskop Hubble'a, które wydają się fluktuować mniej niż powinny były dać pole magnetyczne Jowisza. Agencja kosmiczna stwierdziła, że jest to prawdopodobnie związane ze słonym oceanem pod powierzchnią Ganimedesa.
Pytanie, czy można mówić o tym satelicie jako potencjalnym księżycu egzo, jest niejednoznaczne. Naukowcy przyjrzeli się źródłom energii, takim jak promieniowanie gwiazdowe (zmieniające się wraz z odległością od gwiazdy), gwiezdne światło odbite, które Jowisz rzuca na Ganimedesa, własne promieniowanie cieplne planety, które wpływa na ogrzewanie satelity poprzez zmianę przyciągania grawitacyjnego planety. To nagrzewanie pływowe byłoby najbardziej wyraźne, gdyby Ganimedes miał ekscentryczną orbitę, podobną do wulkanicznego księżyca Jowisza Io.
„Wiadomo, że współczynnik ogrzewania pływowego zmniejsza się, gdy księżyc jest w środku roztopiony, ponieważ lawa tworzy swój własny mechanizm odwrotny, gdy temperatura spada, a księżyc ochładza się pod powierzchnią. Nazywa się to „efektem pływu termostatu” - powiedział współautor Rene Heller, astrofizyk z Instytutu Badań Układu Słonecznego. Max Planck w Niemczech.
„Po raz pierwszy badamy interakcję wszystkich możliwych egzotycznych źródeł ciepła w zależności od różnych odległości od gwiazdy” - dodał. „W rzeczywistości rozważamy nawet dwa możliwe typy gwiazd: nasze Słońce i czerwonego karła typu M”.
W przypadku gwiazdy podobnej do Słońca autorzy odkryli, że każdy księżyc wokół gazowego olbrzyma poza trzema jednostkami astronomicznymi (trzy odległości od Ziemi do Słońca) miałby wystarczająco duży przepływ energii, aby zatrzymać efekt termostatu pływowego. Ale jeśli księżyc jest wystarczająco niestabilny, może mieć globalny wulkanizm - tak jak to, co widzimy na Io.
Film promocyjny:
Heller opisał tę sytuację jako „niebezpieczną” dla organizmów żywych.
„Mogą mieć dużo płynnej wody na powierzchni, ale jednocześnie mogą być pokryte niszczycielskimi wulkanami” - napisał. „Zgadzamy się jednak, że takie księżyce mogą nadawać się do zamieszkania, pod warunkiem, że ich ocieplenie jest prawidłowe, i pokazujemy, jak daleko powinny one znajdować się od swoich planet”.
Krasnoludy-M są częstym celem poszukiwań egzoplanet, ponieważ są mniejsze i ciemniejsze, dzięki czemu łatwiej jest zobaczyć planety przechodzące przez ich powierzchnie. Ale egzolunom trudniej jest określić, jak nadają się do życia w takim systemie.
„Księżyce nie mogą być stabilne w tych strefach układów gwiezdnych, które teoretycznie są odpowiednie do powstania życia” - powiedział Heller.
Najlepszymi przykładami ogrzanych ciał w naszym Układzie Słonecznym są księżyce: Jowisz - Io i Europa oraz Enceladus Saturna. Chociaż istnieje wiele dowodów na to, że pod lodową powierzchnią Europy i Enceladusa może znajdować się ogromny ocean, Heller zwrócił uwagę, że jego badania koncentrują się bardziej na zdolności do życia na powierzchni satelity. Według niego najlepszym przykładem może być Tytan, księżyc Saturna, który ma znacznie cieplejszą powierzchnię. Tytan ma gęstą pomarańczową atmosferę, a także ciekłe jeziora węglowodorowe.
„Zasadniczo mamy okazję obserwować duże księżyce wokół planet o małej masie i myślę, że pierwszy księżyc egzo będzie inny niż wszystko, co znamy w Układzie Słonecznym” - powiedział Heller.
„Może to być księżyc podobny do Marsa wokół planety takiej jak Ziemia lub Ziemia wokół Neptuna w pewnej odległości od ich gwiazdy, która może być podobna do odległości od Merkurego do Słońca. (jest wiele opcji). Na pierwszy rzut oka prawdopodobnie będzie coś niesamowitego, jak planeta wokół pulsara lub gorącego Jowisza. Jestem naprawdę ciekawy, jak będzie wyglądał ten obiekt”- mówi niemiecki astrofizyk.
Chociaż w ciągu następnej dekady pojawiło się kilka nowych teleskopów do „polowania” na egzoplanety, Heller twierdzi, że nie są one zoptymalizowane pod kątem egzonów. Poszukiwanie egzolunów jest ryzykowne finansowo, a prawdopodobieństwo sukcesu jest wysoce wątpliwe, co oznacza, że projekt ten prawdopodobnie pozostanie niskim priorytetem dla społeczności astronomicznej.
Oczekuje się, że Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba, wielofunkcyjny teleskop, który zostanie wystrzelony w 2018 r., Przyjrzy się tylko kilku egzoplanetom, więc jego szanse na znalezienie egzo księżyca są niskie, mówi Heller. Satelita Transiting Exoplanet Survey, który wystartuje również w przyszłym roku, będzie obserwował tylko nieliczne planety tranzytowe.
„Planety te będą tak blisko swoich gwiazd, że każdy księżyc wokół planety zostanie natychmiast wyrzucony z układu przez gwiezdne zaburzenia grawitacyjne” - powiedział Heller.
Szanse może zwiększyć europejski superteleskop CHEOPS (charakteryzujący ExOPlanets Satellite), który jest obecnie w budowie.
„Wiem, że niektórzy członkowie zespołu naukowego CHEOPS aktywnie pracują nad strategiami eksploracji księżyców wokół planet na szerszych orbitach” - powiedział Heller. Dodał jednak, że PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars), projekt, który rozpocznie się około 2024 r., Prawdopodobnie będzie „odpowiednim narzędziem” do tej pracy. Przeprowadzi ukierunkowane poszukiwania planet, podobnie jak teleskop kosmiczny Keplera, ale wokół jaśniejszych gwiazd.