Зіткнення екзопланет із їх супутниками: моторошні космічні катастрофи

Зіткнення Місяця зі Землею може здатися нереальним сценарієм кінця світу або науково-фантастичними катастрофами. Але для деяких планет в інших зоряних системах такі моторошні зіткнення можуть бути поширеними.

Нове дослідження, опубліковане в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, демонструє за допомогою комп’ютерних моделей, що зіткнення між екзопланетами та їх супутниками (так звані екзосупутники) насправді можуть бути звичайним явищем, яке може мати катастрофічні наслідки для будь-яких форм життя.

Хоча на сьогодні конкретних екзосупутників виявлено не було (зважаючи на їх незначний розмір щодо екзопланет), астрономи впевнені, що в інших зоряних системах їх не менше (а може і набагато більше), ніж в нашій. Бред Хансен, астроном з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі і автор нового дослідження, вирішив вивчити те, як можуть взаємодіяти інопланетні супутники і екзопланети, і як ці взаємодії вплинуть на потенціал для життя в далеких зоряних системах.

Місяці-втікачі

Гравітація керує взаємодією між планетою та її супутниками, проявляючись у вигляді припливів та інших ефектів, таких як повільне віддалення нашого власного Місяця. Щороку земний супутник відсувається від нашої планети майже на три сантиметри, так що його орбіта щорічно стає все більшою. Водночас Земля з кожним роком обертається трохи повільніше. Ці два ефекти безпосередньо пов’язані: Земля передає частину кутового моменту від свого обертання на орбіту Місяця.

Якби цей компроміс тривав досить довго, Місяць міг би врешті-решт зійти зі Землі. На щастя для нас, цей процес займе так багато часу, що сонце вибухне задовго до того, як супутник зможе повністю «втекти» від своєї планети. Але навколо деяких екзопланет, особливо тих, які набагато ближче до своїх зірок, ніж Земля до Сонця, ця ситуація може розвиватися набагато швидше: наприклад, у випадку, коли планети та їх «нестабільні» супутники стикаються протягом першого мільярда років свого утворення, згідно з розрахунками Хансена. Для порівняння, Землі та її місяцю близько 4,5 мільярдів років.

У симуляціях вченого супутники, які відійшли від своїх планет-господарів, часто поверталися у вигляді справжнього лиха, врізаючись в планету і створюючи величезні пилові хмари. Ці хмари світилися в інфрачервоному діапазоні, оскільки освітлювалися і нагрівалися світлом зірки. Але вони проіснували лише близько 10 000 років, перш ніж зникнути — мить за мірками космосу.

За словами Хансена, спостереження за допомогою космічного телескопа NASA Wide-field Infrared Survey Explorer показують, що кожна зірка в якийсь момент свого життя піддасться одній такій події. Він додав, що цілком ймовірно, що ці викиди пилу представляють зіткнення між планетами та їх супутниками.

Однак, оскільки пилові хмари дуже недовговічні, астрономи спостерігали лише близько десятка з них. Крім того, деякі астрономи досі не впевнені, що ці пилові хмари утворилися з екзосупутника, натомість припускаючи, що вони можуть виникнути внаслідок зіткнення двох планет. У будь-якому випадку необхідні додаткові спостереження, щоб з’ясувати роль екзосупутників в еволюції екзопланети та визначити, чи можуть ці зіткнення вплинути на життя інопланетян.

“Супутники часто корисні”, – зазначив Хансен. Вважається, що вони допомагають стабілізувати нахил осі планети, роблячи пори року більш м’якими і більш сприятливими для життя. Однак зіткнення, подібне до зіткнення в симуляціях Хансена, безумовно, переважало б цю перевагу, знищуючи будь-яку можливість життя у вогняному Армагеддоні.