Регистрация Войти
Вход на сайт

Юпитер мог изменить обитаемость Земли

24 апреля 2014 17:48

Юпитер мог изменить обитаемость ЗемлиКто Юпитер Земле — друг, враг или и то и другое? На протяжении десятилетий ученые говорили о том, что газовый гигант защищал наш маленький мир, принимая на себя удары астероидов. Другие ученые говорили, что гравитация Юпитера может направить катастрофические астероиды в нашу сторону.

Пока дебаты продолжаются, возникает тонкий вопрос о том, насколько влиятелен Юпитер был в юной Солнечной системе. Безусловно, Юпитер своеобразный тяжеловес — в 320 раз тяжелее Земли. Его гравитация не только влияет на астероиды, проходящие мимо, но и тянет другие планеты в Солнечной системе, включая нашу собственную.

Что, если бы у Юпитера была более эксцентричная орбита? Могло ли это повлиять на обитаемость Земли? В arXiv.org появился препринт под названием «Роль Юпитера в развитии орбитальной эволюции Земли», в котором авторы пытаются рассмотреть вопрос под разным углом.

На первый взгляд кажется, что позиция Юпитера в Солнечной системе может сильно варьироваться, не причиняя никакого вреда жизни, какой мы ее знаем, однако сперва нужно изучить то, как другие планеты влияют на климат Земли, считают исследователи. В зависимости от того, как Юпитер взаимодействует с Землей, земная орбита может значительно изменяться, тем самым влияя на количество солнечного света, падающего на поверхность нашей планеты. Если создать модель, позволяющую вычислить диапазоны обитаемой зоны на примере Земли и Юпитера, это могло бы помочь в поиске других обитаемых или пригодных для обитания планет за пределами Солнечной системы с газовым гигантом неподалеку.

Дружелюбные к жизни сценарии

Исследования космического телескопа Кеплера и других обсерваторий открыли глаза на одну правду о планетах: они склонны формироваться в группы. Большая часть планет за пределами Солнечной системы были обнаружены не одни. Мы также видели множество планетных систем, в которых кружат так называемые «горячие юпитеры», близко расположенные к родительской звезде.

Поиск обитаемых зон, как правило, ориентируется на скалистые планеты или луны, по размерам близкие к Земле и кружащие на орбите, близкой к нашей и позволяющей существование воды в жидком состоянии. Тем не менее, в другие факторы входят изменчивость орбиты планеты или наклон ее полюсов, и оба этих факторов могут определяться наличием крупных планет в звездной системе.

Исследователи заинтересовались влиянием ближайших планет на жизнь после наблюдения за Луной.

«Я начал с наблюдения за влиянием Луны на земной климат, — рассказал геолог Лондонского университета Дэвид Уолтхэм, соавтор исследования. — Часто говорят, что луна стабилизирует ось Земли. Это неправда. На самом деле, она ее практически дестабилизирует».

Конечно, если Луна вдруг исчезнет, ось Земли дестабилизируется. Но Уолтхэм говорит, что лучше нам задаться вопросом, что случилось бы, если бы наша Луна была больше с самого начала.

«Любая изначально стабильная планета когда-нибудь станет неустойчивой, поскольку ее вращение замедляется, но без луны это заняло бы десятки или сотни миллиардов лет».

«Наличие луны увеличивает темп замедления вращения оси, поэтому в случае Земли, например, понадобится всего 6 миллиардов лет (с момента образования), чтобы ось стала нестабильной».

В двух словах, убрать Луну сейчас — не то же самое, что не иметь ее с самого начала. Мы уже пережили 4,5 миллиарда лет с Луной, замедляющей вращение оси.

После этого Уолтхэм начал рассматривать сценарии, в которых спутники не дестабилизируют планету так быстро. Один из них — если солнечная система прецессирует, или движется, медленнее. Ученый задумался о влиянии других планет на Землю. Этот вопрос также волнует Джонти Хорнера, астронома и астробиолога из Университета Южного Квинсленда, который аффилирован с Австралийским центром астробиологии.

Юпитер в движении

Исследователи начали с моделей нашей Солнечной системы. В каждой итерации семь из восьми планет находились в одних и тех же стартовых условиях с точки зрения массы, расположения и орбиты. Восьмая, Юпитер, оставалась с той же массой, но двигалась разными путями.

Исследователи использовали различные орбитальные эксцентриситеты, начиная с идеально круглой орбиты и заканчивая умеренно эксцентричной, или эллиптической, в которой дальняя и ближняя дистанции Юпитера на 20% больше, чем обычные.

Используя десятки тысяч перестановок, Уолтхэм и Хорнер шагнули дальше, смоделировав звездную систему спустя сто миллионов лет, записывая орбитальные параметры каждые 100 лет и выстраивая результаты в график.

Модель показала, что большинство расположений Юпитера привели к небольшим изменениям в орбите и наклоне Земли, хотя влияние на климат планеты осталось за гранью понимания. Хорнер говорит, что он поработал с Джеймсом Гилмором, климатологом из Лондонского университета, чтобы лучше понять, как изменения в наклоне и орбите Земли повлияли бы на ее обитаемость. Известно, что изменение наклона повлияло бы на времена года, а изменение орбиты — на количество солнечного света, падающего на поверхность.

Уолтхэм между тем говорит, что положение Юпитера имеет поразительное влияние на климат Земли. Хотя он считает, что исследование должно быть более точным, ученый вернется к своей ранней работе, чтобы разрешить ситуацию.

В поисках жизни за пределами Земли

Хотя моделирование конкретно рассматривает отношения Земли и Юпитера, ученые считают, что есть определенные выводы, которые помогут в расчете миров за пределами нашей системы. Возьмем, к примеру, солнечные системы, которые состоят из планет, орбита которых сравнима с орбитой Меркурия вокруг Солнца.

«Можно вполне уверенно заявить, — говорит Уолтхэм, — что компактные солнечные системы едва ли обладают планетами со стабильными осями, а значит менее пригодны для жизни».

Стоит отметить, что нет «абсолютных правил» касательно обитаемости. Могут быть сценарии, в которых ось движется слишком быстро, чтобы позволить выжить сложной жизни, но простые формы жизни, вроде бактерий, вполне могут быстро адаптироваться к изменениям температуры.

Хорнер между тем рассматривает сценарии, при которых гигантские планеты отправляют астероиды в направлении внутренних планет. Для Земли планета размером с Юпитер — одновременно и друг, и враг. Газовый гигант поглощает некоторые удары метеоритов, но также изменяет орбиту небольших тел, направляя их в сторону Земли.

Ученый добавляет, что новое исследование подчеркивает, как небольшое изменение может кардинально изменить обитаемость, а также обращает внимание на то, как анализ других планет может помочь оценить потенциальную обитаемость интересной нам планеты. Изучением новых солнечных систем займется космический телескоп Джеймса Вебба, который будет запущен в космос в 2018 году.

«Каждый объект, — отмечает Хорнер, — который вы добавляете в планетарную систему, усложняет ее, поэтому конечный результат определяется случайностью. Любые изменения, происходящие на этапе формирования солнечной системы, хаотичны».

Можно сделать уверенный вывод, что вопреки всему и благодаря всему, наша планета все-таки стала обитаемой. Будем надеяться, Юпитер не сыграет с нами злую шутку в дальнейшем.

hi-news.ru


Рейтинг статьи:
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Оставить комментарий
Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Текст комментария:
Полужирный Наклонный текст Подчёркнутый текст Зачёркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить, если не виден код
Введите код: