Характерът на светилата, живеещи по двойки, е по-мек, отколкото на самотните, и това означава, че близо до тях сравнително уязвимите спътници на големи планети могат да получат доста благоприятни условия за живот.
Миналата година международен екип астрономи аргументирано показа, че системите на близки една до друга двойни звезди се явяват по-спокойно място за възникване и развитие на живот, отколкото системите на самотните звезди от типа на Слънцето.
Тогава ставаше дума само за планети, а за луните около такива планети ситуацията може да е още по-чувствителна към броя на светилата в системата.
„Двете звезди се „успокояват“ взаимно в смисъл на активност“, пояснява Пол Мейсън от Тексаския университет в Ел Пасо (САЩ). Ситуацията със „спокойствието“ в значителна степен се определя от скоростта на въртене на светилото. Колкото по-висока е тя, толкова по-голям е броят на петната, ултравиолетовото лъчение и магнитната активност.
Разбира се, за младите звезди всичко това е по-свойствено, отколкото за старите. С времето благодарение на звездния вятър и загубата на маса (а с нея – и на ъглов момент) бясното въртене се забавя и светилото става „по-меко“ към своите планети.
Но понякога става прекалено късно – така преди работата на Мейсън и колегите му посочила, че силното ултравиолетово лъчение на младото Слънце е лишило Венера от вода и е изтънило непокритата с мощно магнитно поле атмосфера на Марс до ниво, което е сто пъти по-малко от земното.
В същото време в двойните системи, където звездите са толкова близо една до друга, че планетите и спътниците им се въртят около звездни двойки, а не около една от звездите, приливните сили сериозно успокояват всяко от младите светила, като не им позволяват прекалено силно да поливат младите планети с ултравиолетово лъчение и да им устройват мощни изригвания.
Особено интересно е това за малките планети и разбира се, за екзолуните – тела, чиято гравитация е шест-седем пъти по-малка от земната. В нашата система такива тела са представени например от Титан, чиято плътна атмосфера повече подхожда за планета, и обекти от рода на Европа и Ганимед.
Уви, колкото по-близо е планетата, около която се въртят толкова масивни спътници, към своето светило, толкова по-малко е „мястото“ за нейната орбита и толкова повече влияние оказва гравитацията на звездата върху системата от нейните луни, дестабилизирайки траекторията на спътниците.
И грубо казано, ако Юпитер се намираше на орбитата на Меркурий, газовият гигант технически не би могъл да поддържа толкова големи луни, каквито го заобикалят днес – Слънцето би могло да му спретне не алегорично, а реално похищение на Европа.
Именно затова дълго време битуваше такава гледна точка: обитаеми екзолуни около най-масивните звезди във Вселената просто са невъзможни. Основна част от популацията на светилата са червени джуджета, чиято обитаема зона е много близка до самата звезда – толкова близка, че обитаемата планета там често ще изпитва приливно захващане, тоест през цялото време ще е обърната към джуджето с едната си страна.
Големите екзолуни, способни да поддържат живот, в такива условия постоянно ще се намират под заплаха от „отхвърляне“ от гравитацията на централното тяло в системата. Шансовете за устойчиво място „под слънцето“ получават само тези от тях, които са по-близо до своите планети от останалите.
Но изследванията на други астрономи по-рано са показали, че колкото по-близо е спътникът към планетата гигант, толкова по-силно е топлинното въздействие на последния. Това се отнася не само до светлината на звездата, отразена от гиганта и попадаща на нощната страна на спътника, но и до приливното нагряване на недрата на луната.
При други интензивността на такова нагряване е пропорционална на квадрата на разстоянието до планетата стопанин. Затова прекалено близките спътници неизбежно ще бъдат прегрети от приливното въздействие и прекалено рано ще загубят водните пари и значителна част от атмосферата.
Ако на мястото на червеното джудже се озове двойка такива тела, въртящи се около общ център на маса за период от 10 до 60 дни, всичко може да се преобрази. Двойката ще даде почти двойно повече инсолация от единицата и зоната на обитаемост съществено ще се оттласне от центъра на системата – толкова, че количеството динамично устойчиви орбити рязко ще се увеличи.
Което е особено важно – ще се „появят места“ по-далече от гравитацията на планетата гигант, където приливното нагряване няма да заплашва екзолуните с бърза загуба на леки газове и пригодност за живот.
Друг изключително важен фактор е това, че именно сред младите червени джуджета често се срещат звезди, склонни към силни изригвания, когато и ултравиолетовото лъчение, и магнитната активност на бледата звезда временно се повишават до ниво, което е способно едва ли не да стерилизира сушата на обитаемата планета и силно да удари по количеството водни пари в нейната атмосфера.
Двойните звезди, в по-голямата си част, не са склонни към такива чести и силни изригвания дори на младини – те, както Земята с Луната в последните 4 млрд. години, ще забавят взаимното си въртене.
Още по-добри перспективи има при тези тесни двойни системи, които се състоят от оранжеви или дори жълти джуджета от типа на Слънцето – тогава обитаемата зона лежи по-далече, отколкото в Слънчевата система, и планетите гиганти могат да поддържат на такива места едновременно няколко големи спътника, както това се случва днес в системите на Юпитер и Сатурн.
В този случай в обитаемата зона на една система може да се окажат не една-две планети, а въпросните планети плюс няколко големи екзолуни – значително повече, отколкото в типична система с двойка червени джуджета.
Уви, това, което е добре за хипотетичен живот, може да се окаже истинско проклятие за астрономите, които се заемат с търсенето на екзолуни в зоната на обитаемост на двойните системи, подчертава Дейвид Кипинг от Харвард-Смитсъниънския център по астрофизика.
Работата е там, че сега екзолуните се търсят практически така, както и планетите, и колкото по-близо към звездата са обекти от такъв род, толкова повече са шансовете те да бъдат забелязани в данните на „Кеплер“ или друг телескоп. Но както вече беше казано, двойните системи ще имат зона на обитаемост, разположена далече от светилата – а това означава, че откриването на екзолуни там ще бъде сложно.
Още по-лошо е, ако такава луна не се търси по транзитния метод („Кеплер“), а по метода на радиалната скорост, тоест по влиянието, което тялото оказва на централната двойка звезди. И не само защото екзолуните са с малка маса, а следователно влиянието им върху въртенето на светилата ще бъде минимално. Просто колкото повече екзолуни се намират около звездите, толкова по-сложно и често взаимопотискащо влияние върху звездите от системата ще наблюдават астрономите – шумовете може да направят сигнала неразличим.
Освен това „най-простите“ обекти, край които най-лесно може да се търсят екзоспътници в обитаемата зона, изглежда, далеч не са така разпространени, както ни се иска. Сред отбраните от изследователската група на Киплинг 250 кандидата има много малко „Юпитери“ и „супер-Юпитери“, около които може да има екзолуни. По-рано именно на тях е възлагана основната надежда в това дело.
Колкото по-голяма е планетата, толкова по-големи са нейните спътници, което в случая със „супер-Юпитерите“ (до десет пъти по-масивни от нашия Юпитер) позволявало да се надяват на спътници с масата на Земята, определено пригодни за поддържане на стабилна биосфера.
За съжаление, подчертава Дейвид Кипинг, данните от „Кеплер“ показват, че „Юпитерите“ всъщност са доста редки, а „супер-Юпитерите“ – още по-редки. И това означава не само, че спътници с масата на нашата планета може да са екзотика, но и че да се открият екзолуни в други системи ще бъде още по-трудно, отколкото изглежда.
Европа, една от луните на Юпитер, периодично изхвърля стълбове водна пара, която вероятно свидетелства за съществуването на океан под ледовете. Могат ли нейни аналози в други системи да са владетели на незамръзнали океани?
© NASA/ESA/K. Retherfod/SWRI
Колкото по-голяма е планетата стопанин, толкова по-лесно е по колебанията на нейните наблюдаеми параметри да се открият екзолуни край нея.
Независимо че това прави задачата за такива търсения много трудна, дефицитът на „тежки“ планети означава, че ловците на екзоспътници ще помогнат да се намери отговор на един много важен въпрос.
Както е известно, Земята има Луна, но астрономите засега трудно могат да кажат дали нейното формиране (вероятно в резултат на сблъсък на Земята с друга планета) е случайно събитие, или закономерност. Кой знае, може би сблъсъците на планети в младите системи са обичайно дело, но за да се убедим в това с точност, са необходими наблюдения.
Ако астрономите успеят да открият край неголеми планети – да речем „суперземи“, много „непропорционално“ големи спътници от рода на Луната, това с голяма вероятност ще означава, че сценарият за планетарен сблъсък е доста разпространен в Космоса и формирането на големи спътници е възможно и извън околностите на планетите гиганти.
„Ако природата с достатъчна честота произвежда големи луни – с размери на Земята – из целия Космос, тогава те вече съществуват в данните на „Кеплер“ – смята Дейвид Кипинг. – Те се крият там и ние ще ги открием за година-две.“ В същото време, ако те по размери съответстват на луните на Нептун и Уран (където освен Тритон големи тела няма), ситуацията може да е не така оптимистична.
И все пак, ако луни с големи размери съществуват, Пол Мейсън е сигурен, че най-годните за живот от тях ще бъдат открити именно в системи на тесни двойни звезди. „Екзолуните в двойните системи може да са по-подходящи за живот, отколкото около единичните звезди.“
Отчет за изследването е представен на 223-тата среща на Американското астрономическо общество.
