Космическая загадка: почему астрономы не могут обнаружить газовые луны в космосе?

В нашей Солнечной системе есть четыре газовые планеты, однако не обнаружено ни одной луны с аналогичным составом, как сообщает IFLScience.

Ученые давно размышляют о том, могут ли в космосе существовать газовые луны, или это явление противоречит законам природы. Точно ответить на этот вопрос невозможно, пока не будет найдена хотя бы одна такая луна.

Существуют несколько кандидатов, которые астрономы называют экзолунами. Тем не менее, статус уже обнаруженных экзолун остается под сомнением, так как ученые не уверены в их составе. Речь идет о первых двух зарегистрированных экзолунах Kepler-1625b-i и Kepler-1708b-i. Ученые предполагают, что их размеры сопоставимы с Нептуном, что делает маловероятным наличие у них плотной атмосферы или же они будут в основном твердыми или жидкими.

Некоторые луны представляют собой астероиды различного размера из пояса Койпера, которые были захвачены планетами. Однако в большинстве случаев считается, что луны формируются из того же протопланетного диска, что и их родительские планеты. Таким образом, существует два варианта формирования газовой луны: либо меньшая газовая планета захватывается более крупной, либо диск планеты содержит достаточное количество материала на удалении от центра, чтобы сформировать что-то столь крупное.

Тем не менее, процесс формирования газовой луны представляется крайне сложным. Основная характеристика газовых планет заключается в их значительных размерах. Уран является самым легким газовым гигантом в Солнечной системе, и его масса почти в 14 раз превышает массу Земли.

Дело в том, что легкий газовый сгусток не обладает достаточной гравитацией для удержания всего вместе.

Газовые гиганты в нашей Солнечной системе имеют огромные твердые ядра. Считается, что эти ядра формировались подобно каменистым планетам, но в областях, где было больше газа, который они могли бы захватить, что называется формированием снизу вверх. Существует альтернативный метод формирования газового гиганта, известный как "сверху вниз", но теоретические модели показывают, что он возможен только для объектов с массой, как минимум в три раза превышающей массу Юпитера, что делает его невозможным в нашей Солнечной системе.

По определению, луна должна иметь меньшую массу, чем ее планета. Любой объект, значительно меньший, чем Уран или Нептун, вероятно, не смог бы удерживать газ на своем месте. Таким образом, Уран и Нептун никогда не смогут иметь газовые луны.

Сатурн и Юпитер достаточно массивны, чтобы иметь газовые луны, но вопрос о том, как они могли бы возникнуть, остается открытым. Даже если бы все четыре крупных луны Юпитера объединились, маловероятно, что они были бы достаточно большими, чтобы удерживать газ, необходимый для создания настоящей газовой луны. Также неизвестно, было ли достаточно водорода и гелия на безопасном расстоянии от Юпитера для формирования этой гипотетической суперлуны.

В качестве альтернативы, газовая планета могла бы сформироваться самостоятельно, а затем быть захваченной более крупной планетой. Астрономы считают, что это более вероятное объяснение для Kepler 1625b-i и 1708b-i, если они не являются результатом ошибки в расчетах.

Тем не менее, важно помнить, что захват лун происходит крайне редко. В Солнечной системе имеется сотни тысяч астероидов, комет и объектов пояса Койпера, и лишь небольшая их часть оказывается запертой на орбите вокруг планеты. Если бы у Урана или Нептуна когда-либо были орбиты, которые пересекались бы с двумя более крупными планетами, они могли бы быть захвачены, но для этого понадобилось бы идеальное совпадение обстоятельств.

Напоминаем, похожие на Юпитер планеты оказывают разрушительное влияние на другие миры. Гигантские планеты могут помешать обитаемости планет, схожих с Землей.