Planetele din zona locuibilă din jurul stelelor pitice roșii nu sunt susceptibile să găzduiască exomoon-uri, sugerează simulările
O cercetare recentă, condusă de Shaan Patel de la Departamentul de Fizică al Universității din Texas la Arlington, aruncă o lumină nouă asupra posibilităților existenței exomoon-urilor—astre ce orbitează planete îndepărtate—în jurul planetelor din zona locuibilă a stelelor pitice roșii. Este interesant de notat că, deși există câțiva candidați pentru exomoon-uri, nu a fost confirmată niciuna. Această cercetare se angajează să analizeze condițiile necesare formării și menținerii acestor exomoon-uri în astfel de sisteme. Traducerea denumirii cercetării este „Tornadă tidală: De ce cele mai comune stele s-ar putea să nu aibă mari luni din zona locuibilă”. Articolul urmează să fie publicat în Astronomical Journal.
Stelele din tipul M, cunoscute și sub denumirea de pitice roșii, constituie cele mai frecvente tipuri de stele din galaxia noastră și sunt cunoscute pentru că găzduiesc planete stâncoase în zonele lor locuibile. Totuși, aceste stele sunt mici și slab luminate, iar zonele lor locuibile sunt mult mai apropiate de ele în comparație cu stele mai strălucitoare, cum ar fi Soarele. Aceasta controversă a dus la ideea că planetele din jurul acestor stele ar putea fi tidale-locked, adică aceeași față a planetei ar fi întotdeauna orientată spre stea.
În cadrul studiului, cercetătorii au realizat simulări N-body pentru a înțelege cum se comportă planetele stâncoase cu luni în aceste condiții speciale. „Planetele asemănătoare Pământului din zona locuibilă a stelelor M au fost recent vizate în căutarea exomoon-urilor”, afirmă autorii. Aceștia analizează stabilitatea și durata de viață a lunilor mari (asemănătoare cu Luna) ținând cont de efectele interacțiunilor în trei corpuri și forțelor de maree.
Simulările au variat masa planetei gazdă și axa semi-majoră pentru a determina momentul în care exomoon-urile devin instabile. Instabilitatea acestora este legată de sfera lui Hill, care descrie influența gravitațională a planetei gazdă asupra lunii. Cercetătorii au descoperit că, pe măsură ce sfera lui Hill este mai mare, luna va rămâne captivă pentru o perioadă mai extinsă, ceea ce este o concluzie deloc surprinzătoare.
Rezultatele arată, de asemenea, improbabilitatea existenței exomoon-urilor în astfel de sisteme. „Descoperirile noastre sugerează că planetele asemănătoare Pământului din zona locuibilă a sistemelor cu stele M vor pierde mari exomoon-uri (daca se formează) în primii miliarde de ani de existență”, explică cercetătorii.
Important de subliniat este și influența tipului de stea M asupra rezultatului; acest tip de stea este clasificat de la M0 la M9, iar clasificările reflectă temperatura stelei, ceea ce influențează localizarea zonei locuibile. Totodată, aceasta esențializează intensitatea mareelor generată de stea în comparație cu exomoon-urile.
Cercetările anterioare sugerează că exomoon-urile masive ar experimenta o încălzire tidală extremă, fapt ce ar face imposibilă susținerea vieții. „Împreună cu descoperirile noastre, aceasta sugerează o fragilitate generală a exomoon-urilor în sistemele cu stele M”, clarifică autorii. Deși instabilitatea domează în general, există totuși cazuri foarte rare unde o lună mare ar putea supraviețui o perioadă îndelungată, de până la 1 miliard de ani, în jurul unei planete de masă terestră orbitând o stea M0.
Se estimează că înalte configurații vor reduce acțiunea mareelor asupra planetei gazdă, lăsând o porțiune considerabilă a acțiunii mareelor asupra lunii care va ajuta la stabilizarea rotației planetei. Totodată, se ia în considerare că o lună de două mase terestre ar putea dura maximum 1,35 miliarde de ani, moment în care oxigenul începea să se acumuleze în atmosfera Pământului.
Cercetătorii admit că în cazuri extrem de rare, o exomoon ar putea persista mai mult de 5 miliarde de ani. Ei punctează, de asemenea, că lune mai mici, precum Ceres sau Fobos, ar putea supraviețui perioade lungi, dar abilitatea noastră de a le detecta este limitată.
Detectarea exomoon-urilor ar putea primi un impuls în cazul în care Observatorul Lumilor Habitabile va fi finalizat. Principalul său obiectiv va fi identificarea exoplanetelor asemănătoare Pământului, dar oglinda sa de 6 până la 8 metri ar putea permite, în unele cazuri, detectarea exomoon-urilor. De asemenea, Telescopul Giant Magellan ar putea oferi o oportunitate de a observa exoplanete și exomoon-uri începând cu decadele următoare.
Acest studiu abordează cele mai frecvente tipuri de stele din galaxie, dar există și alte tipuri de stele în care zona locuibilă este mult mai departe. Poate că unele dintre aceste planete vor găzdui exomoon-uri timp de miliarde de ani, care la rândul lor ar putea crea condiții habitabile, asemenea lunii pentru Pământ. Așteptăm cu interes să vedem dacă alguna dintre lunile înghețate din sistemul nostru solar este cu adevărat locuibilă.
