Спутники планет-сирот могут поддерживать жизнь благодаря приливному нагреву

Новое исследование показывает, что спутники планет, выброшенных из своих звёздных систем, могут сохранять условия для зарождения жизни миллиарды лет за счёт приливного нагрева.

Что такое "урабильность"?

Авторы работы — Виктория Фрёлих и Жолт Регали из Астрономического института им. Конколи — вводят понятие "урабильность" (urability). В отличие от "обитаемости" (наличие жидкой воды для поддержания жизни), урабильность описывает минимальные физические, химические и энергетические условия, необходимые для зарождения жизни.

Планеты-сироты и их спутники

  • Количество обнаруженных планет-сирот (не связанных со звёздами) достигло нескольких сотен.
  • Теории предполагают, что в галактике может быть до двух планет размером с Юпитер на каждую звезду.
  • Это означает потенциально огромную популяцию спутников таких планет.

Моделирование выброса сверхновой

Исследователи смоделировали сценарий, когда звезда взрывается как сверхновая типа II (SN II), выбрасывая свою планету в межзвёздное пространство.

Ключевой результат: Планеты, выброшенные при взрыве сверхновой, во всех случаях сохраняют свои спутники. Однако орбиты спутников становятся более вытянутыми (эллиптическими).

Роль эксцентриситета и приливного нагрева

  • Эксцентриситет (вытянутость орбиты) спутников увеличивается:
    • Для планет с изначально круговой орбитой: до ~0.33.
    • Для планет с изначально эллиптической орбитой: до ~0.88.
    • Для сравнения: эксцентриситет Луны Земли — ~0.0549.
  • Эллиптическая орбита вызывает приливный нагрев спутника гравитацией планеты.
  • При расстоянии от планеты > 0.01 а.е. и эксцентриситете > 0.1 нагрев становится эффективным.

Потенциал для жизни

  • 12–15% спутников-сирот в таких условиях испытывают приливный нагрев, сравнимый с нагревом океанических лун Энцелада и Европы (в пределах 0.1–10× от их значений).
  • Время затухания эксцентриситета превышает возраст Солнечной системы, что означает миллиарды лет непрерывного нагрева.
  • "Такие миры представляют собой многообещающие цели для будущих поисков внеземной жизни", — заключают авторы.

Обнаружение и значение

Обнаружение таких спутников пока невозможно, но в будущем могут помочь:

  • Метод транзита (спутники вроде Титана блокируют ~2% света планеты).
  • Метод гравитационного микролинзирования (телескопы Nancy Grace Roman и Vera Rubin).

Выводы исследования применимы не только к сценарию со сверхновой, но и к другим механизмам выброса планет (динамическая нестабильность, сближения со звёздами).

"Наши результаты показывают, что такие эксцентричные спутники, будучи выброшенными в межзвёздное пространство вместе со своей планетой, могут оставаться урабильными в течение миллиардов лет, поддерживаемые исключительно приливным нагревом".