Naš planet trenutno ima samo jedan ‘pravi’ prirodni satelit – Mjesec. No, postavlja se pitanje koliko bi prirodnih satelita Zemlja mogla imati?
Nova studija
U nedavnoj studiji objavljenoj u Earth and Planetary Astrophysics, tim istraživača sa Sveučilišta Teksas u Arlingtonu, Instituta za tehnologiju Georgia i Nacionalnog radioastronomskog opservatorija iznio je procjene koliko bi mjeseca teoretski moglo kružiti oko Zemlje, a da pritom Zemlja zadrži sadašnje uvjeti (tj. karakteristike i orbitalnu stabilnost). Ova studija otvara potencijal za bolje razumijevanje procesa formiranja planeta koji bi se također mogli primijeniti na identifikaciju egzomjeseca koji možda kruže oko egzoplaneta sličnih Zemlji.
„U jednom ranijem radu, ispitivao sam ‘pakiranje’ planeta za binarnu Alpha Centauri. U tom sam slučaju razvio procjenu broja planeta koji bi mogli postojati unutar nastanjive zone svake zvijezde. U tom scenariju, nastanjiva zona pružala je prirodne granične uvjete, gdje sam mogao upotrijebiti isti dinamički formalizam za problem mjeseca (koristeći sustav Zemlja-Sunce kao binarni sustav). Za definiranje vanjske granice, jedan od mojih koautora razvio je shemu koju bismo mogli koristiti. Kombinirajući ove ideje, očekivali smo da će >10 Ceres-planeta, 6 Pluton-planeta i 4 Luna-planeta/objekta biti mogući,“ rekao je dr. Billy Quarles, asistent profesora astronomije i astrofizike na Sveučilištu Valdosta i koautor studije.
Prirodni sateliti i Sunčev sustav
Iako postoji više od 200 mjeseca u našem Sunčevom sustavu, samo tri kruže oko zemaljskih (stjenovitih) planeta – naš mjesec (Luna) oko Zemlje te Fobos i Deimos oko Marsa. Preostalih 200+ mjeseca kruži oko plinovitih planeta – Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Kako navodi studija, ova velika razlika je očekivana jer „oni doživljavaju različite mehanizme formiranja i procese orbitalne evolucije.“
Studija raspravlja o tome kako najveći dopušteni broj mjeseca koji bi mogao postojati oko Zemlje ovisi o pretpostavljenim veličinama samih mjeseca. U ovom slučaju, istraživači su koristili objekte veličine Ceresa, Plutona i Mjeseca kako bi odredili koliko bi od svakog od njih moglo uspješno kružiti oko Zemlje. Rezultati su pokazali da se orbitalna stabilnost može održati sa satelitima do 7 ± 1 Ceresove mase, 4 ± 1 Plutonove mase i 3 ± 1 Lunine mase.
„Iznenađenje je bilo da su prototipovi manje mase bili ograničeniji, što pripisujemo njihovoj povećanoj vjerojatnosti raspršivanja (zbog manje inercije). Perturbacije od susjednih mjeseca dovoljne su da izazovu znatno raspršenje unutar nekoliko tisuća godina. Morali smo smanjiti broj mjeseca kako bismo to objasnili,“ rekao je Quarles.
Mjesec ispod površine ‘skriva’ velike zalihe kisika?
Utjecaji satelita na planete
Kao što se vidi s Jupiterovim Galilejevim mjesecima, mali sateliti koji kruže oko puno većeg planetarnog tijela mogu rezultirati nečim što je poznato kao ‘plimno zagrijavanje’ (eng. tidal heating), gdje konstantno rastezanje i sažimanje mnogo manjih satelita dovodi do zanimljivih rezultata – uključujući vulkanizam na Ioni i unutarnji ocean na Europa. No, postavlja se pitanje bi li sustav s više mjeseca i na Zemlji doveo do istih rezultata?
„Plimno zagrijavanje samih mjeseca moglo bi biti moguće, ali je nejasno do koje mjere bez detaljnih simulacija. Primamljivo je sugerirati da bi najunutarnji mjesec mogao nalikovati Ioni, ali njegovo plimno zagrijavanje djelomično je posljedica rezonancija srednjeg gibanja s drugim Galilejevim mjesecima. U našim sustavima rezonancije srednjeg gibanja uvelike destabiliziraju satelitski sustav,“ pojasnio je Quarles.
Potraga za egzomjesecima
Zajedno s potencijalnim plimnim zagrijavanjem, studija također potencijalno proširuje potragu za egzomjesecima koji kruže oko egzoplaneta. Nažalost, iako je broj potvrđenih egzoplaneta u tisućama, broj potvrđenih egzomjeseca trenutno je manji od djelića tog broja.
Naime, „trenutno imamo 2 kandidata za egzomjesec (Kepler-1625b-i i Kepler-1708b-i), ali njihov planet domaćin sličan je Jupiteru. Mjeseci kandidati također su veći od Zemlje… Kada imamo više egzomjeseca kandidata koji kruže oko istog planeta, tada će naš rad biti korisniji. Ograničenja koja nalazimo prilično su optimistična. U fotometrijskim mjerenjima, pozadinski objekti mogli bi oponašati tranzitni signal kandidata za egzomjesec, a naš rad daje fizičku osnovu za ograničavanje broja očekivanih mjeseca pri testiranju različitih hipoteza,“ zaključio je Quarles.
Zemlja ima još jedan manji ‘Mjesec’ koji je nastao odvajanjem od većeg
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Suman Satyal et al., „Moon-packing around an Earth-mass Planet,“ platforma arXiv.org.
