Учёные не отрицают возможность открытия спутников, подобных Пандоре из фильма Аватар

Пока такие спутники как Пандора или Эндор из Звёздных Войн – фантастический вымысел, а астрономам ещё предстоит открытие спутников за пределами солнечной системы. Однако они могут быть научным фактом, и возможно, вскоре исследователи не только смогут их обнаружить, но и просканировать их атмосферы на признаки жизни, такие как кислород и вода.

Если Пандора и существует, мы потенциально сможем обнаружить её и изучить в следующем десятилетии, заявила астрофизик Лиса Кальтенеггер из Гарвард-Смистоновского Центра астрофизики в Кембридже, Масс.

Газовые гиганты в нашей солнечной системе имеют много спутников, и если то же самое подтвердится с другими планетами и их спутниками, это огромный потенциал для обитаемых миров.

Поиски иных миров

На данный момент поиски планет привели к открытию сотен объектов размером с Юпитер на разных орбитах вокруг своих звёзд. Эти гигантские планеты проще увидеть, потому что они огромные, но они не могут быть обитаемы, как нам известно. Однако учёные делают предположения о том, могут ли твёрдые спутники, движущиеся вокруг газовых гигантов, быть благоприятны для жизни, если эта планета движется внутри обитаемой зоны звезды – достаточно тёплой области, в которой вода на поверхности может существовать в жидком состоянии.

“Все газовые гиганты в нашей солнечной системе обладают твёрдыми и ледяными спутниками”, - объясняет Кальтенеггер, - ''это позволяет предположить, что Юпитер за пределами нашей системы тоже может иметь спутники. Некоторые из них могут быть размером с Землю и обладать атмосферой”.

Космическая программа НАСА Кеплер, запущенная в марте, способна обнаружить такие спутники, или экзоспутники. В настоящее время космический телескоп занимается поисками планет за пределами нашей солнечной системы, или экзопланет благодаря методу транзита волн, т.е. планета проходит по диску своей звездой, частично затмевая её свет, благодаря чему Кеплер может её обнаружить. Такой транзит длится всего несколько часов и требует точного расположения звёзды и её планеты на одной линии с нашей линией обзора.

Под действием гравитации экзоспутника будет изменяться скорость планеты, её транзит будет либо ускоряться, либо замедляться. Таким образом, изменения в продолжительности транзита будут указывать на существование экзоспутника.

Изучение атмосферы экзоспутника

Когда спутник будет обнаружен, следующим очевидным вопросом будет наличие атмосферы. Если да, атмосферные газы будут поглощать фракцию света звезды во время транзита, оставляя крошечный характерный признак о составе атмосферы.

В своей работе, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters, Кальтенеггер рассчитала наиболее подходящие условия для анализа атмосферы экзоспутника. Она выяснила, что Альфа Центавра А, звезда, описанная в фильме Аватар, представляет собой прекрасную цель для исследования, которую можно будет сканировать при помощи телескопа следующего поколения Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope) в ближайшем будущем.

“Альфа Центавра А – яркая, близлежащая звезда, очень похожая на наше Солнце”, - объяснила Кальтенеггер. ‘’Для того чтобы обнаружить воду, кислород, углекислый газ и метан на спутнике земного типа, таком как Пандора, достаточно всего несколько транзитов”.

К сожалению, Альфа Центавра А, по всей видимости, не имеет гигантской планеты, но большое количество соседних звёзд обладает гигантскими экзопланетами, а некоторые из них движутся по орбите в обитаемой зоне своей звезды, что делает их потенциальными системами “Пандора”.

Жизнь на спутнике

В анализе твёрдых экзоспутников, способных поддерживать жизнь в привычном нам виде, Кальтенеггер объяснила, что, во-первых, спутник должен быть достаточно крупным, чтобы поддерживать атмосферу. Наша Луна слишком мала, а вот спутник Сатурна Титан – достаточно массивный, чтобы поддерживать атмосферу. Тепло тоже важно, однако если нагреть Титан до температуры Земли, он потеряет часть своей атмосферы. Кальтенеггер отметила, что по расчётам предыдущих исследований масса должна быть не меньше одной десятой массы Земли.

Далее, необходимо будет выяснить, есть ли у экзоспутника магнитное поле для защиты от потоков частиц от звезды и излучения от планеты, способных сорвать атмосферу спутника. Ганимед – самый большой спутник в нашей солнечной системе и у него есть магнитосфера, подчеркнула Кальтенеггер.

Приливы на таких спутниках будут очень мощными – “рай для сёрферов”. “Из наблюдений спутника Юпитера Ио, мы предполагаем большой потенциал вулканической активности, вызванной приливными силами, особенно в случае с несколькими экзоспутниками”.

Небо потрясающей красоты

“Я думаю, там должны быть красочные полярные сияния, вследствие взаимодействия между магнитными полями экзоспутника и его звезды или планеты. Цвет, конечно, будет зависеть от состава атмосферы, но это должны быть удивительные световые представления”.

Большинство планет, открытых на данный момент, массивнее Юпитера, самой большой планеты в нашей Солнечной Системе.

Интересно то, что если планета больше, значит и спутники тоже должны быть больше, что увеличивает вероятность присутствия атмосферы. Таким образом, возможна ситуация, в которой будет газовый гигант с четырьмя спутниками, все из которых будут обитаемы. Вот так внезапно открывается возможность существования обитаемых миров, которые могут быть абсолютно новыми, захватывающе разными и возможно очень необычными.