Учитывающая приливные силы модель поможет найти океаны на экзолунах
Астрономы предложили новую модель для определения возможности существования жидкого подповерхностного океана на ледяных экзолунах. В статье, опубликованной в Astronomy & Astrophysics, исследователи предлагают учитывать не только поток тепла, исходящий от материнской звезды, но и влияние приливных сил планеты и массу самой экзолуны. Свою модель исследователи проверили на спутниках газовых гигантов Солнечной системы, а также построили предсказания для Реи — второй по величине луны Сатурна.
Экзолуны вызывают у исследователей интерес, так как на них гипотетически возможна жизнь, даже если сама планета для нее совсем непригодна. Например, в Солнечной системе на некоторых спутниках Юпитера и Сатурна предположительно существуют жидкие подповерхностные океаны, которые защищены от космической радиации и астероидов толстым слоем льда и могут быть достаточно теплыми, чтобы там существовали примитивные организмы. И хотя астрономам сегодня достоверно не известно ни одной экзолуны, что отчасти объясняется сложностью в поимке сигналов от столь маленьких небесных тел, существует несколько кандидатов, которые могут оказаться спутниками далеких планет.
Астрономы под руководством Йеспер Туа (Jesper Tjoa) из Университета Гронингена создали модель, которая позволяет определить, при каких условиях на экзолуне сможет существовать подповерхностный океан. В ней исследователи учли не только близость спутника к материнской звезде, но и множество других факторов, включая массу планеты, отраженное от ее поверхности излучение, расстояние до планеты и силу воздействия приливных сил. Всего в общей сложности ученые выделили восемь наиболее важных параметров, с помощью которых они попытались определить, будет ли существовать на экзолуне океан, и если да, то на какой глубине.
Модель проверили на нескольких ледяных лунах Солнечной системы: Энцеладе, Рее, Титании и Обероне. Согласно модели, на Энцеладе, шестом по размеру спутнике Сатурна, должен существовать океан на глубине 3,6 километра, что расходится с обычными оценками в 10-30 километров. Однако исследователи отмечают, что их модель предполагает, что экзолуна будет сферически симметрична, а также не учитывает криовулканическую активность, что влияет на конечный результат. В случае с Титанией и Обероном океан будет расположен намного глубже, примерно на уровне 150 километров под поверхностью, а вот Рея оказалась слишком мала и далека Сатурна, чтобы на ней существовали скрытые водные массы.
Астрономы надеются, что в будущем с помощью их модели можно будет оценивать вероятность существования океанов на экзолунах. При этом они надеются дополнить свою модель путем лучшего изучения поведения теплопроводности льда в условиях вакуума и других важных свойств экзолун, а также сравнением предсказаний с эмпирическими данными.
Кандидат в первые потенциальные экзолуны был открыт еще летом 2017 года. Он вращается вокруг планеты Kepler-1625 b примерно в 4000 световых годах от Земли. Однако несколько лет спустя астрономы из Гарварда усомнились в его существовании. Когда они попытались воспроизвести работу своих коллег, им это не удалось, причем никто не смог объяснить, с чем связана разница в результатах.
Кристина Уласович
Его нашли в Сахаре в 2020 году
Планетологи определили, что изотоп 26Al был неоднородно пространственно распределен в ранней Солнечной системе и определять возраст метеоритов только 26Al—26Mg методом необходимо с осторожностью. Такой вывод был сделан в ходе анализа метеорита EC 002, найденного в Сахаре в 2020 году. Статья опубликована в журнале Nature Communications. Считается, что радиоактивный изотоп алюминия 26Al (период полураспада 0,705 миллиона лет), возникающий при взрыве сверхновых, играет важную роль в процессах планетообразования. Тепло, выделяемое при его распаде, обеспечивало нагрев недр планетезималей, протопланет и астероидов в ранней Солнечной системе, что необходимо для протекания процессов метаморфизма, кроме того, он мог способствовать образованию химических соединений. Цепочка распада 26Al—26Mg также может использоваться для радиоизотопного датирования вещества метеоритов или малых тел, его обнаруживали в хондрах, ахондритах и включениях, богатых кальцием и алюминием (CAI), которые считаются одними из первых объектов, образовавшихся в Солнечной системе. Однако для правильной интерпретации данных измерений в космохимических исследованиях необходимо понимать степень равномерности распределения 26Al и других короткоживущих радионуклидов в ранней Солнечной системе. Группа планетологов во главе с Евгением Крестьяниновым (Evgenii Krestianinov) из Австралийского национального университета опубликовала результаты исследования вещества метеорита Erg Chech 002 (или EC 002) и радиоизотопного датирования его возраста при помощи свинец-свинцового (207Pb—206Pb) метода и его сравнения с данными по содержанию элементов цепочки 26Al—26Mg. Ученых интересовала оценка распределения 26Al в ранней Солнечной системе. EC 002 относится к андезитовым ахондритам и был обнаружен в Сахаре в 2020 году, предыдущие исследования показали, что это самая древняя из известных магматических пород в Солнечной системе, представляющая собой фрагмент коры протопланеты. Измеренный свинец-свинцовым методом возраст фракций пироксена, цельных пород и плагиоклаза в составе метеорита составил 4565,56±0,12 миллионов лет, эта временная отметка может однозначно интерпретироваться как время кристаллизации расплава. Измеренное соотношение содержания 26Al/ 27Al в EC 002 больше, чем в ангритах Д’Орбиньи и Sahara 99555, в 3-4 раза, таким образом, 26Al был неоднородно распределен среди зон образования родительских астероидов ахондритов во внутренней части протосолнечной туманности или протосолнечного диска, куда попадал из межзвездной среды. Это, в свою очередь, требует пересмотра относительных возрастов образцов метеоритов, определенных только при помощи цепочки 26Al—26Mg. Ранее мы рассказывали о том, как геохимики впервые нашли в метеорите вещество сверхновой типа Ia.