Космічна загадка: чому астрономи не можуть знайти газові місяці?

У Сонячній системі є чотири планети, які складаються з газу, але немає жодних місяців з подібним складом, пише IFLScience.

Вчені давно ставлять питання, чи можуть в космосі існувати газові місяці, або ж таке явище суперечить законам природи? Неможливо стверджувати напевно, поки в космосі не буде знайдена одна з таких місяців.

Існує кілька кандидатів, яких астрономи називають екзомісяцями. Але статус знайдених екзомісяців все ще оспорюється, оскільки вчені ще не впевнені в їх складі. Йдеться про перші два зареєстровані екзомісяці Kepler-1625b-i та Kepler-1708b-i. Вчені вважають, що вони розміром з Нептун, і це свідчить про те, що малоймовірно, що ці екзомісяці будуть в основному твердими або рідкими з щільною атмосферою.

Деякі місяці — це астероїди різного розміру з пояса Койпера, захоплені планетами. Але в більшості випадків вважається, що місяці формуються з того ж протопланетного диска, що і їх планети. Отже, є два шляхи утворення газового місяця — або менша газова планета захоплюється більшою, або диск планети має достатньо матеріалу далеко від центру, щоб сформувати щось таке велике.

При цьому формування газового місяця виглядає дуже складним процесом. Головна особливість газових планет – вони великі. Уран – найменший газовий гігант у Сонячній системі, і його маса майже в 14 разів перевищує масу Землі.

Усе справа в тому, що легкий скупчення газу не мало б великої гравітації, щоб утримати все разом.

Планетарні газові гіганти в нашій Сонячній системі мають величезні тверді ядра. Вважається, що ядра формувалися аналогічно кам’янистим планетам, але в регіонах, де було більше газу, за який вони могли ухопитися, процес, відомий як формування знизу вгору. Існує альтернативний спосіб створення газового гіганта, відомий як "зверху вниз", але теоретичні моделі показують, що він працює лише для об'єктів, маса яких принаймні в три рази більша маси Юпітера, тому в нашій Сонячній системі цього ніколи не відбудеться.

За визначенням, місяць повинен мати меншу масу, ніж її планета. Будь-який об'єкт, набагато менший, ніж Уран або Нептун, ймовірно, не зміг би утримати газ на одному місці. Тому Уран і Нептун ніколи б не отримали газових місяців.

Сатурн і Юпітер достатньо масивні, щоб мати газові місяці, але залишається відкритим питання, звідки вони могли б з'явитися. Навіть якби всі чотири великі місяці Юпітера об'єдналися, малоймовірно, що вони були б достатньо великими, щоб утримувати газ, необхідний для створення справжнього газового місяця. Також невідомо, чи було достатньо водню та гелію на безпечній відстані від Юпітера, щоб зібрати цю гіпотетичну супермісяць.

Як альтернативу, газова планета могла б сформуватися незалежно, а потім бути захопленою більшою планетою. Астрономи вважають, що це більш ймовірне пояснення для Kepler 1625b-i та 1708b-I, якщо вони не є результатом помилки в обчисленнях.

Однак важливо пам'ятати, що захоплення місяців трапляється рідко. У Сонячній системі є сотні тисяч астероїдів, комет і об'єктів пояса Койпера, і лише мала частина з них опинилася в пастці на орбіті навколо планети. Якби у Урана або Нептуна колись були орбіти, які змусили б їх перетнути шлях однієї з двох більших планет, вони могли б бути захоплені, але для цього знадобилося б ідеальне стечення обставин.

Нагадаємо, схожі на Юпітер планети чинять руйнівний вплив на інші світи. Гігантські планети можуть завадити схожим на Землю світам стати придатними для життя.