Астрономия

Астрономы придумали метод обнаружения океанов на экзолунах

Dan Durda

До сих пор поиски воды на экзопланетах были сосредоточены на небесных телах, расположенных на определенном расстоянии от звезды, где вода находится в жидком состоянии. Но даже в Солнечной системе значительная часть воды находится за пределами этой зоны — в подповерхностных океанах спутников газовых гигантов. Теперь исследователи из Нидерландского института космических исследований и Университета Гронингена предложили новую формулу для расчета наличия у экзолун подповерхностных океанов с жидкой водой. О своей работе ученые рассказали в журнале Astronomy & Astrophysics.

В поисках внеземной жизни ученые до сих пор в основном рассматривали планеты земного типа на расстоянии от их родительской звезды, где температура находится между температурой замерзания и температурой кипения воды. Но если мы возьмем в качестве примера нашу собственную Солнечную систему, то гораздо перспективнее в плане наличия жидкой воды выглядят луны газовых гигантов, расположенные за пределами этой зоны.

Так, например, согласно расчетам, Энцелад, Европа и около шести других спутников Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна могут иметь океан с жидкой водой под своей поверхностью. Они все находятся далеко за пределами традиционной обитаемой зоны. Жидкость в их недрах сохраняется не благодаря излучению Солнца, а из-за гравитационного взаимодействия с планетой, которое разогревает их внутреннюю часть.

С момента открытия первых экзолун — спутников экзопланет — ученые озадачились вопросом о том, может ли на них существовать подповерхностный океан. Такие тела обычно каменистые и имеют небольшой размер. Условия под коркой льда, которая неизбежно появляется из-за большого удаления от родительской звезды, вполне могут позволить развиться в них примитивной жизни. Однако до сих пор известно достаточно мало экзолун, а достоверного способа определения наличия в их недрах океанов придумано не было.

Теперь же исследователи из Нидерландского института космических исследований и Университета Гронингена вывели формулу, которая позволяет установить, существует ли в настоящее время подповерхностный океан у экзолуны и насколько он глубок. Для этого исследователи вначале рассчитали поток излучения, падающего на экзолуну от родительской звезды и отраженного от планеты, а также приняли во внимание приливной нагрев недр спутника за счет гравитационного взаимодействия с планетой. Затем ученые рассчитали подповерхностные температуры в зависимости от освещенности и теплопроводности ледяной корки или слоя грунта, который скрывает океан. При этом исследователи игнорировали возможный вулканизм и конвекцию — два явления, которые могут способствовать выходу тепловой энергии наружу.

В результате исследователям удалось найти соотношение между физическими и орбитальными характеристиками экзолуны и глубиной расположения зоны, в которой вода может находиться в жидком состоянии. С помощью своей методики расчета ученые смогли воспроизвести характеристики подповерхностного океана Энцелада, а также спутников Урана — Титании и Оберона. Также модель исследователей предсказала, что Рея — второй по величине спутник Сатурна — не может иметь такого океана. Свою модель ученые планируют использовать для анализа всех экзолун, которые будут открыты в ближайшем будущем.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.