Спутники экзопланет способны иметь атмосферы и океаны

На спутниках экзопланет, относящихся к типу «горячий юпитер», могут в течение миллиардов лет существовать атмосферы и океаны. К такому выводу пришли ученые из Вашингтонского университета, моделировавшие воздействие эти газовых гигантов на их спутники.

Изучение спутников Юпитера и Сатурна показало, что многие из них содержат большое количество водяного льда, а на некоторых, например, на Европе и Энцеладе под слоем льда имеются океаны. Поскольку «горячие юпитеры» расположены к своим звездам гораздо ближе, чем Юпитер или Сатурн к Солнцу, астрономы предположили, что на их спутниках воду в жидком виде можно будет найти и на поверхности, то есть они окажутся в так называемой «потенциально обитаемой зоне».

Современная модель образования «горячих юпитеров» предполагает, что они возникают на значительном расстоянии от звезды, а затем из-за взаимодействия с другими частями протопланетарного диска перемещаются ближе к центру. «Многие газовые гиганты, которые мы нашли, находятся в обитаемой зоне обитания, поэтому не вызывает сомнений, что этот вид миграции является обычным явлением», – говорит один из авторов исследования Оуэн Лемер (Owen Lehmer).

Во время миграции «горячего юпитера» водяной лед с его спутников будет сублимировать, подобно тому, как это происходит на кометах, приближающихся к Солнцу. Превратятся ли высовобожденные молекулы воды в хвост, подобный хвосту кометы, или же сохранятся и образуют атмосферу, зависит от размера спутника и, соответственно, силы его притяжения, а также от энергии излучения, получаемой от звезды.

Оуэн Лемер и его коллеги решили рассчитать судьбу спутников на примере Европы и Ганимеда, в предположении, что их планета – Юпитер – сдвинется ближе к Солнцу. Им удалось определить, при каких условиях на спутниках сохранится вода на поверхности и в атмосфере и когда она навсегда их покинет. Как оказалось, Европа (ее масса равна 0, 00803 массы Земли), передвинутая на орбиту Земли, смогла бы удерживать воду в течение нескольких миллионов лет. Для возникновения и развития жизни это очень краткий срок. А вот значительно более крупный Ганимед (0, 0248 земной массы) сохранил бы воду практически на бесконечное время. Поскольку для «горячих юпитеров» вероятно существование спутников даже превосходящих своей массой Ганимед, исследователи полагают, что среди таких спутников будут и те, что имеют атмосферу и поверхностный океан в течение длительного срока, достаточного для возможного появления жизни.

Итоги исследования опубликовал Astrophysical Journal

МЕТКИ: астрономия, космос, спутники, экзопланеты