Sciencemag.cz
Doporučujeme
Kolik měsíců by mohlo obíhat kolem Země, aby si zachovaly stabilní oběžnou dráhu? To závisí hlavně na jejich velikosti. Studie vědců z University of Texas at Arlington, Valdosta State University, Georgia Institute of Technology a National Radio Astronomy Observatory má umožnit lépe porozumět procesům při vzniku a evoluci planetárních soustav. Což by dále pomoci při identifikaci exoměsíců, speciálně těch obíhajících kolem exoplanet podobných Zemi.
Jeden z autorů výzkumu Billy Quarles (Valdosta State University) nedávno zkoumal maximální počet planet, které by se daly nacpat do obyvatelné zóny hvězdy. Prováděl to i pro dvojhvězdu Alfa Centauri. Nyní se ukázalo, že na počet měsíců Země lze použít podobný formalismus, přičemž soustavu Slunce-Země budeme pro tento účel považovat za dvojhvězdu. Vědci původně očekávali, že by Země zvládla maximálně 4 Měsíce, 6 objektů velikosti Pluta a 10 objektů velikosti Ceresu (Cerery).
Ve Sluneční soustavě je více než 200 měsíců, pouze tři ale obíhají kolem terestrických (kamenných) planet (Měsíc, Phobos a Deimos). Všechny zbývající se nacházejí u plynných obrů – a z druhé strany, své měsíce má každá z obřích planet. To je stav vzhledem k našim znalostem vzniku a vývoje planetárních systémů očekávaný.
Nová studie vede k závěru, stabilitu oběžné dráhy u Země by mohlo udržet 7 ± 1 měsíců typu Ceres, 4 ± 1 měsíců typu Pluto a 3 ± 1 Měsíců (viz výše). Oproti původním odhadům se tedy ukázaly systémy s více méně hmotnými měsíci být méně stabilní (poněkud zamotaná věta, ano :-)). Má to být dáno tím, že při nižší hmotnosti/setrvačnosti by oběžnou dráhu měsíců mohly snáze narušovat vlivy (perturbace, „poruchy“) měsíců sousedních. K narušení oběžných drah by stačilo několik tisíc let, tedy v astronomických měřítcích velmi málo. Nová čísla tento jev zohledňují.
Tím ale zajímavé úvahy nekončí. Slapový ohřev u měsíců Jupiteru (Galileových měsíců) může vyvolávat další jevy, například vulkanismus na Io nebo vnitřní vodní oceán na Europě. Mohlo by ke stejným efektům dojít i v soustavě s více měsíci a Zemí? Bez podrobnějších simulací těžko říct. Taková možnost je sice lákavá, ale soustava kolem Země by asi fungovala jinak (technicky nějak ve smyslu: slapové ohřívání Io je dáno i jeho rezonancemi s dalšími měsíci, v případě systému Země by ale rezonance měsíců nebyly stabilní, a to kvůli většímu vlivu Slunce, které přispívá k růstu excentricity dráhy měsíců; každopádně největší šance na podstatnější slapový ohřev by měl nejvnitřnější měsíc).
Co se týče využití této studie k hledání exoměsíců: Aktuálně máme 2 hlavní kandidáty na exoměsíce, Kepler-1625b-i a Kepler-1708b-i. Jejich hostitelské planety jsou podobné Jupiteru a oba případné měsíce jsou větší než Země. Pro blízkou budoucnost lze ale očekávat, že začneme objevovat více exoměsíců, a to i více u jediné planety. Výsledky studie jsou optimistické v tom smyslu, že spoustu měsíců mohou mít i menší kamenné exoplanety. Samozřejmě je otázkou, nakolik je simulace maximálního počtu měsíců realistická (mohou existovat další omezení), dále Sluneční soustava ukazuje, jak moc se realita může lišit (liší) od maximálně „povolených“ hodnot…
Moon-packing around an Earth-mass Planet, arXiv:2208.03604v1 [astro-ph.EP]
doi.org/10.48550/arXiv.2208.03604
Zdroj: Laurence Tognetti: What is the maximum number of moons that Earth could have? Universe Today/Phys.org
Myslím, že Země měla v minulosti spoustu příležitostí ochočit si další měsíce. A už ta skutečnost, že zde žádné další měsíce nejsou je odpovědí na otázku v titulku.
Otázkou hodnou k bádání je „proč právě jeden“.
Měsíc Phobos spadne asi za 50 milionů let na Mars nebo bude roztrhán slapovýmí silami na prstenec.
Náš Měsíc zpomaluje rotaci Země a díky jevu vázané rotace se vzdaluje.
Dráhy měsíců tedy nejsou stabilní ani samy o sobě a ve skupinách měsíců působí další síly.
no, je-li Mesic vysledkem specialniho impaktu, nemusel byt vubec zadny (mimochodem mi teorie, jak bez Mesice by mozna Zeme nebyla obyvatelna, ale neprisly nikdy presvedcive; cili ohledne vyvoje zivota by se, hadal bych, zase tolik nezmenilo…)
V době vzniku života na Zemi před 3,56 mld. let měl den necelých 9 hodin . Fotosyntéza rostlin potřebuje asi 4 hodiny světla, zbytek reakcí probíhá (i) ve tmě.
Měsíc stabilizuje zemskou osou, kterou jinak ovlivňují vnitřní planety ale i Mars a Měsíc. Nestabilita osy Marsu mohla mít vliv na jeho pozdější neobyvatelnost a současnou podobu atmosféry. Pokud by Země neměla Měsíc, mohla by se osa rotace Země vlivem precese pohybovat také o 60 stupňů.
Relativní stabilita pozice rotační osy Země v prostoru je jedním z důležitých faktorů pro rozšíření života tak, jak jej známe. Poloha osy ( a tedy místní klima) se sice mění, ale tyto změny probíhají pomalu (precese má periodu 26 tisíc let)
Pepa…
Myslím, že Země měla v minulosti spoustu příležitostí ochočit si další měsíce. A už ta skutečnost, že zde žádné další měsíce nejsou je odpovědí na otázku v titulku.
Otázkou hodnou k bádání je „proč právě jeden“.
Čítal som aj štúdie, hypotézy, že aj Zem pravdepodobne mala v minulosti viacej mesiacov. Možno aj tu je odpoveď na paradox tvrdenia Stanislav Florian… V době vzniku života na Zemi před 3,56 mld. let měl den necelých 9 hodin