Почему все внимание в нашей Солнечной системе достается планетам?
Есть факты о нашей собственной Луне, которые мы либо еще не знаем, либо узнали полвека назад, когда по ее поверхности прошлось двенадцать человек.
Другие луны могут содержать жизнь или доказательство невероятно жестоких событий, которые изменили саму природу Солнечной системы. Некоторые луны просто симпатичные, как Харон. Что за Харон, спросите вы?
Луна Плутона Харон никогда не встает и не садится
Плутон и его крупнейшая луна Харон заблокированы вместе в гравитационном танце, то есть всегда обращены лицом друг к другу. Ну и что? Это означает, что астронавт на Плутоне либо никогда не увидит Харон, либо тот будет висеть над его головой постоянно.
Наша Луна тоже заблокирована гравитацией Земли, и поэтому мы никогда не видим ее дальней стороны. Разница в том, что Земля намного больше Луны, поэтому заблокирована только Луна. Плутон и Харон почти одинаковых размеров и заблокированы друг другом. Как следствие, рождается странный эффект: если вы на дальней стороне Плутона, вы никогда не увидите Харон. На ближней стороны он будет в семь раз больше нашей Луны и будет висеть на небе в течение шести с лишним дней. Кстати, о нашей Луне.
Наша Луна не всегда была мертвой
Часть миссий «Апполона» заключались в том, чтобы люди ступили на нетронутую поверхность Луны, которая была холодной и мертвой в течение трех или четырех миллиардов лет. «Аполлон-15» и «Аполлон-17» нашли необычно высокие показатели тепла, но это могла быть ошибка инструментов. Никто не ожидал обнаружить там активные вулканы. Но оказалось, что динозавры порядка 70 миллионов лет назад — а также слоны и лошади на Земле, появившиеся 33 миллиона лет назад, — возможно, наблюдали горячие лавовые потоки на Луне. Когда-нибудь и мы могли такое наблюдать.
Астронавты «Аполлона-15» сделали снимки неровных пятен на базальтовых морях. Никто понятия не имел, что это такое, пока не появились более качественные снимки, начиная с 2009 года. С тех пор ученые поняли, что эти необычные пятна — удивительно юные вулканы. Было обнаружено 70 таких вулканов. Это открытие говорит о том, что недра Луны оставались горячими гораздо дольше, чем полагали ученые. Возможно, они по сей день частично расплавлены.
Луна отражает жизнь на Земле
Есть еще один свет, который мы видим на Луне: это слабое свечение неосвещенной части полумесяца. Оно называется «пепельный свет Луны», потому что появляется в результате освещения полной Земли в лунном небе, которое проливается на лунный ландшафт. Ученые пропустили этот пепельный свет через спектрометр и обнаружили «биосигнатуры» нашей атмосферы и растений. Биосигнатуры — это уникальные отпечатки спектра пепельного света, которые появляются в результате отражения солнечного света от растительности, океанов и облаков Земли. Да, космические аппараты NASA подтвердили, что на Земле есть жизнь.
Теперь, когда они знают, что искать, астрономы попытаются найти биосигнатуры в спектре пепельного света других планет в далеких солнечных системах. Они пока не готовы связаться с внеземной жизнью, но открытие такого пепельного света в качестве отражения жизни будет важным шагом в этом направлении.
Венера может пролить свет на происхождение нашей Луны
Многие эксперты утверждают, что Луна сформировалась, когда объект размером с Марс столкнулся с Землей во время ранних дней существования Солнечной системы. Это хорошее объяснение того, почему химия Луны так похожа на земную, но оно не удовлетворяет некоторых ученых. На недавней встрече, посвященной происхождению Луны, был поднят вопрос «Из чего сделана Венера?». Это хороший вопрос. Венера и Земля сформировались близко друг к другу в большом облаке пыли, из которого родилась наша Солнечная система. Они примерно одного размера, так почему же у Земли есть Луна, а у Венеры нет?
Никто не знает. Вся наша информация о Венере сводится либо к картинкам, либо данным, собранным орбитальными аппаратами. Образцы почвы, которых у нас нет, может быть единственным способом объяснить, отличается ли химически сестринская планета от Земли и Луны. Если это не так, и Венера обладает похожей на земную геохимией, откуда взялась Луна? От Венеры или Земли?
Луны показывают, что орбиты планет-гигантов могли быть другими
Астрономы называют луны, похожие на нашу, «правильными», потому что их орбиты, как правило, округлые и не имеют больших углов. Есть также «неправильные» луны, вращающиеся вокруг гигантских планет, — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — с орбитами, которые имеют странные углы и пути.
Ученые говорят, что эти неправильные луны все примерно одного размера. У каждой из планет-гигантов есть примерно одно и то же число таких спутников. Компьютерное моделирование показывает, что все эти неправильные луны могли быть кометами, которые были захвачены миллиарды лет назад, если бы на тот момент у гигантских планет были другие орбиты. Согласно этой теории, сдвиг планеты-гиганта также вызвал дождь комет и других обломков во внутренней солнечной системе, который также был известен как Поздняя тяжелая бомбардировка.
У лун могут быть луны (технически)
По крайней мере у одного астероида есть луна. Хотя не должно быть. Солнце намного больше астероида, поэтому должно было с легкостью украсть луну у этого астероида. Но этот астероид оказался достаточно далеко от Солнца, чтобы проявился эффект так называемой сферы Хилла. Сфера Хилла — это пространство вокруг объекта (скажем, Земли), в котором гравитация сильнее гравитации большего, но более далекого объекта (скажем, Солнца). Наша Луна вращается вокруг Земли, а не вокруг Солнца, благодаря земной сфере Хилла.
Теоретически любая луна, которая находится достаточно далеко от планеты, может обладать лунами в пространстве Хилла, но такого никогда не наблюдалось. Может быть, мы просто не видели таких пока. Тем не менее в этих процессах задействованы другие силы вроде крошечных вибраций гравитации — «приливных сил», — которые привели бы к тому, что подобия лун развалились бы или улетели. Так что, может быть, и нет никаких лун у лун. Но технически могут быть.
У Сатурна есть троянские луны
Сатурн — единственная планета в нашей Солнечной системе, у которой некоторые луны прячутся на орбите других лун. Тетис и Диона не одиноки в своем пути вокруг Сатурна. Позади и впереди каждого спутника следуют меньшие луны. Две орбиты, три луны на каждом.
Этот эффект не имеет ничего общего со сферами Хилла. Существуют стабильные лагранжевы точки впереди и позади Тетиса и Дионы. Эти точки находятся там, где гравитационное притяжение во внутреннем направлении точно соответствует внешней центростремительной силе маленьких троянских лун, которые движутся слишком быстро для своей весовой категории. Так что же случилось с другими лунами, которые не находились в стабильных лагранжевых точках? Они либо сбежали, либо столкнулись друг с другом, добавив материала к кольцам Сатурна.
Слоистая структура океана Ганимеда может прятать жизнь
В 90-х годах космический аппарат NASA «Галилей» посетил Юпитер и нашел доказательства того, что под ледяной поверхностью Ганимеда и нескольких других лун прячутся чрезвычайно соленые океаны. Поначалу ученые считали, что сильный холод и высокое давление на дне океана Ганимеда заморозили воду, тем самым снизив вероятность нахождения там жизни.
Согласно новой теории, океан Ганимеда представляет собой «трехслойный бутерброд» из льда, который чередуется с водой. Нижний слой представлен очень соленой водой. Экстремофилы скорее живут в воде, нежели во льду, и поскольку внизу могут существовать гидротермальные источники, похожие на земные, эта новая модель повышает шансы на то, что Ганимед может укрывать жизнь.
В 2022 году Европейское космическое агентство планирует запустить космический аппарат, который будет изучать Ганимед и, возможно, даже высадится на него.
Титан производит сырье для пластмасс
Джордж Карлин ошибался: природе не нужны люди, чтобы делать пластмассу. Крупнейшая луна Сатурна уже работает над этим. Титан — единственная луна в Солнечной системе с весьма примечательной атмосферой. Там туманно, сама погода ужасна. Идут дожди из метана и других углеводородов.
Если ученые правы, атмосфера на этой луне должна быть такой же, как на Земле, но на нашей родной планете все значительно улучшилось. Когда солнечный свет попадает в углеводороды в атмосфере Титана, те разбиваются на части и образуют другие молекулы. Этот процесс похож на химический крекинг, который мы должны проводить с углеводородами здесь, на Земле, чтобы получить сырые ингредиенты для пластика.
Космический аппарат «Кассини» обнаружил пропилен и этан на Титана. Их используют производители пластика для производства полипропилена и полиэтилена.
На Европе может быть жизнь
Европа — еще одна из тех ледяных лун Юпитера, которая может обладать подземным океаном. Правда, на Ганимед она не похожа. Большую часть ее поверхности покрывает оранжево-коричневый материал наряду с белым льдом. NASA назвало оранжево-коричневый материал Европы «неледяным компонентом», потому что никто толком не знает, что это. Однако астрогеолог NASA использовал инфракрасный свет, чтобы сравнить оранжево-коричневый материал с экстремальными бактериями на Земле. И заявил, что хотя никаких точных соответствий найдено не было, результаты были на удивление схожими.
Нет, жизнь на Европе пока обнаружена не была. Единственный способ проверить это наверняка — взять образцы. Европа очень далека и опасна для посещения из-за юпитерианской радиации. Но роботизированные аппараты вполне справятся с ее анализом. Возможно, NASA в ходе миссии Europa Clipper даже сбросит на нее роверы вроде тех, что сейчас на Марсе.
Потому что поиск внеземной жизни — это очень важно.
Есть факты о нашей собственной Луне, которые мы либо еще не знаем, либо узнали полвека назад, когда по ее поверхности прошлось двенадцать человек.
Другие луны могут содержать жизнь или доказательство невероятно жестоких событий, которые изменили саму природу Солнечной системы. Некоторые луны просто симпатичные, как Харон. Что за Харон, спросите вы?
Луна Плутона Харон никогда не встает и не садится
Плутон и его крупнейшая луна Харон заблокированы вместе в гравитационном танце, то есть всегда обращены лицом друг к другу. Ну и что? Это означает, что астронавт на Плутоне либо никогда не увидит Харон, либо тот будет висеть над его головой постоянно.
Наша Луна тоже заблокирована гравитацией Земли, и поэтому мы никогда не видим ее дальней стороны. Разница в том, что Земля намного больше Луны, поэтому заблокирована только Луна. Плутон и Харон почти одинаковых размеров и заблокированы друг другом. Как следствие, рождается странный эффект: если вы на дальней стороне Плутона, вы никогда не увидите Харон. На ближней стороны он будет в семь раз больше нашей Луны и будет висеть на небе в течение шести с лишним дней. Кстати, о нашей Луне.
Наша Луна не всегда была мертвой
Часть миссий «Апполона» заключались в том, чтобы люди ступили на нетронутую поверхность Луны, которая была холодной и мертвой в течение трех или четырех миллиардов лет. «Аполлон-15» и «Аполлон-17» нашли необычно высокие показатели тепла, но это могла быть ошибка инструментов. Никто не ожидал обнаружить там активные вулканы. Но оказалось, что динозавры порядка 70 миллионов лет назад — а также слоны и лошади на Земле, появившиеся 33 миллиона лет назад, — возможно, наблюдали горячие лавовые потоки на Луне. Когда-нибудь и мы могли такое наблюдать.
Астронавты «Аполлона-15» сделали снимки неровных пятен на базальтовых морях. Никто понятия не имел, что это такое, пока не появились более качественные снимки, начиная с 2009 года. С тех пор ученые поняли, что эти необычные пятна — удивительно юные вулканы. Было обнаружено 70 таких вулканов. Это открытие говорит о том, что недра Луны оставались горячими гораздо дольше, чем полагали ученые. Возможно, они по сей день частично расплавлены.
Луна отражает жизнь на Земле
Есть еще один свет, который мы видим на Луне: это слабое свечение неосвещенной части полумесяца. Оно называется «пепельный свет Луны», потому что появляется в результате освещения полной Земли в лунном небе, которое проливается на лунный ландшафт. Ученые пропустили этот пепельный свет через спектрометр и обнаружили «биосигнатуры» нашей атмосферы и растений. Биосигнатуры — это уникальные отпечатки спектра пепельного света, которые появляются в результате отражения солнечного света от растительности, океанов и облаков Земли. Да, космические аппараты NASA подтвердили, что на Земле есть жизнь.
Теперь, когда они знают, что искать, астрономы попытаются найти биосигнатуры в спектре пепельного света других планет в далеких солнечных системах. Они пока не готовы связаться с внеземной жизнью, но открытие такого пепельного света в качестве отражения жизни будет важным шагом в этом направлении.
Венера может пролить свет на происхождение нашей Луны
Многие эксперты утверждают, что Луна сформировалась, когда объект размером с Марс столкнулся с Землей во время ранних дней существования Солнечной системы. Это хорошее объяснение того, почему химия Луны так похожа на земную, но оно не удовлетворяет некоторых ученых. На недавней встрече, посвященной происхождению Луны, был поднят вопрос «Из чего сделана Венера?». Это хороший вопрос. Венера и Земля сформировались близко друг к другу в большом облаке пыли, из которого родилась наша Солнечная система. Они примерно одного размера, так почему же у Земли есть Луна, а у Венеры нет?
Никто не знает. Вся наша информация о Венере сводится либо к картинкам, либо данным, собранным орбитальными аппаратами. Образцы почвы, которых у нас нет, может быть единственным способом объяснить, отличается ли химически сестринская планета от Земли и Луны. Если это не так, и Венера обладает похожей на земную геохимией, откуда взялась Луна? От Венеры или Земли?
Луны показывают, что орбиты планет-гигантов могли быть другими
Астрономы называют луны, похожие на нашу, «правильными», потому что их орбиты, как правило, округлые и не имеют больших углов. Есть также «неправильные» луны, вращающиеся вокруг гигантских планет, — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — с орбитами, которые имеют странные углы и пути.
Ученые говорят, что эти неправильные луны все примерно одного размера. У каждой из планет-гигантов есть примерно одно и то же число таких спутников. Компьютерное моделирование показывает, что все эти неправильные луны могли быть кометами, которые были захвачены миллиарды лет назад, если бы на тот момент у гигантских планет были другие орбиты. Согласно этой теории, сдвиг планеты-гиганта также вызвал дождь комет и других обломков во внутренней солнечной системе, который также был известен как Поздняя тяжелая бомбардировка.
У лун могут быть луны (технически)
По крайней мере у одного астероида есть луна. Хотя не должно быть. Солнце намного больше астероида, поэтому должно было с легкостью украсть луну у этого астероида. Но этот астероид оказался достаточно далеко от Солнца, чтобы проявился эффект так называемой сферы Хилла. Сфера Хилла — это пространство вокруг объекта (скажем, Земли), в котором гравитация сильнее гравитации большего, но более далекого объекта (скажем, Солнца). Наша Луна вращается вокруг Земли, а не вокруг Солнца, благодаря земной сфере Хилла.
Теоретически любая луна, которая находится достаточно далеко от планеты, может обладать лунами в пространстве Хилла, но такого никогда не наблюдалось. Может быть, мы просто не видели таких пока. Тем не менее в этих процессах задействованы другие силы вроде крошечных вибраций гравитации — «приливных сил», — которые привели бы к тому, что подобия лун развалились бы или улетели. Так что, может быть, и нет никаких лун у лун. Но технически могут быть.
У Сатурна есть троянские луны
Сатурн — единственная планета в нашей Солнечной системе, у которой некоторые луны прячутся на орбите других лун. Тетис и Диона не одиноки в своем пути вокруг Сатурна. Позади и впереди каждого спутника следуют меньшие луны. Две орбиты, три луны на каждом.
Этот эффект не имеет ничего общего со сферами Хилла. Существуют стабильные лагранжевы точки впереди и позади Тетиса и Дионы. Эти точки находятся там, где гравитационное притяжение во внутреннем направлении точно соответствует внешней центростремительной силе маленьких троянских лун, которые движутся слишком быстро для своей весовой категории. Так что же случилось с другими лунами, которые не находились в стабильных лагранжевых точках? Они либо сбежали, либо столкнулись друг с другом, добавив материала к кольцам Сатурна.
Слоистая структура океана Ганимеда может прятать жизнь
В 90-х годах космический аппарат NASA «Галилей» посетил Юпитер и нашел доказательства того, что под ледяной поверхностью Ганимеда и нескольких других лун прячутся чрезвычайно соленые океаны. Поначалу ученые считали, что сильный холод и высокое давление на дне океана Ганимеда заморозили воду, тем самым снизив вероятность нахождения там жизни.
Согласно новой теории, океан Ганимеда представляет собой «трехслойный бутерброд» из льда, который чередуется с водой. Нижний слой представлен очень соленой водой. Экстремофилы скорее живут в воде, нежели во льду, и поскольку внизу могут существовать гидротермальные источники, похожие на земные, эта новая модель повышает шансы на то, что Ганимед может укрывать жизнь.
В 2022 году Европейское космическое агентство планирует запустить космический аппарат, который будет изучать Ганимед и, возможно, даже высадится на него.
Титан производит сырье для пластмасс
Джордж Карлин ошибался: природе не нужны люди, чтобы делать пластмассу. Крупнейшая луна Сатурна уже работает над этим. Титан — единственная луна в Солнечной системе с весьма примечательной атмосферой. Там туманно, сама погода ужасна. Идут дожди из метана и других углеводородов.
Если ученые правы, атмосфера на этой луне должна быть такой же, как на Земле, но на нашей родной планете все значительно улучшилось. Когда солнечный свет попадает в углеводороды в атмосфере Титана, те разбиваются на части и образуют другие молекулы. Этот процесс похож на химический крекинг, который мы должны проводить с углеводородами здесь, на Земле, чтобы получить сырые ингредиенты для пластика.
Космический аппарат «Кассини» обнаружил пропилен и этан на Титана. Их используют производители пластика для производства полипропилена и полиэтилена.
На Европе может быть жизнь
Европа — еще одна из тех ледяных лун Юпитера, которая может обладать подземным океаном. Правда, на Ганимед она не похожа. Большую часть ее поверхности покрывает оранжево-коричневый материал наряду с белым льдом. NASA назвало оранжево-коричневый материал Европы «неледяным компонентом», потому что никто толком не знает, что это. Однако астрогеолог NASA использовал инфракрасный свет, чтобы сравнить оранжево-коричневый материал с экстремальными бактериями на Земле. И заявил, что хотя никаких точных соответствий найдено не было, результаты были на удивление схожими.
Нет, жизнь на Европе пока обнаружена не была. Единственный способ проверить это наверняка — взять образцы. Европа очень далека и опасна для посещения из-за юпитерианской радиации. Но роботизированные аппараты вполне справятся с ее анализом. Возможно, NASA в ходе миссии Europa Clipper даже сбросит на нее роверы вроде тех, что сейчас на Марсе.
Потому что поиск внеземной жизни — это очень важно.
