Космічна загадка: чому астрономи ніде не можуть знайти газові місяці

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

Вчені давно задаються питанням, чи можуть у космосі існувати газові місяці, або ж таке явище суперечить законам природи? Неможливо стверджувати напевно, поки в космосі не буде знайдений один із таких місяців.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Існує кілька кандидатів, які астрономи називають екзомісяцями. Але статус знайдених екзомісяців все ще заперечується, тому що вчені все ще не впевнені в їхньому 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 зі щільною атмосферою.

Деякі місяці — це різного розміру астероїди з пояса Койпера, захоплені планетами. Але в більшості випадків вважається, що місяці формуються з того самого протопланетного диска, що і їхні 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 настільки велике.

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

Річ у тім, що легкий згусток газу не мав би 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 вхопитися, процес, відомий як формування знизу вгору. Існує альтернативний спосіб створення газового гіганта, відомий як "згори донизу", але теоретичні моделі показують, що він працює тільки для об'єктів, маса яких принаймні втричі більша за масу Юпітера, тому в нашій Сонячній системі цього ніколи не станеться.

За визначенням, місяць повинен мати меншу масу, ніж його планета. Будь-який об'єкт, набагато менший, ніж Уран або Нептун, імовірно, не зміг би утримати газ на одному місці. Тому Уран і Нептун ніколи б не завели газові місяці.

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

Як альтернатива газова планета могла б сформуватися незалежно, а потім бути захопленою більшою планетою. Астрономи вважають, що це більш імовірне пояснення для Kepler 1625b-i і 1708b-I, якщо вони не результат 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 виявилася замкненою на орбіті навколо планети. Якби в Урана або Нептуна колись були орбіти, які змусили б їх перетнути шлях однієї з двох більших планет, їх могло б бути захоплено, але для цього потрібен був би ідеальний збіг обставин.

Нагадаємо, схожі на Юпітер планети чинять руйнівний вплив на інші світи. Гігантські планети можуть перешкодити схожим на Землю світам стати населеними.