Чтобы найти инопланетян, мы должны разгадать таинственную историю происхождения Юпитера

Пытаясь понять историю формирования газового гиганта астробиологи надеются обнаружить жизнь на далёких экзопланетах

У астробиологов есть одна заветная мечта: найти доказательства существования инопланетной жизни. Конечно, легче сказать, чем сделать. Космос огромен. Количество звезд, планет и лун неисчислимо. Количество наших космических зондов ограничено, а наши телескопы могут вести поиск лишь до определенного предела и с ограниченной точностью.

Но это помогает сузить круг поиска. С этой целью группа астробиологов под руководством Артема Агичина из Университета Экс-Марсель во Франции обратила свое внимание на Юпитер, одну из самых странных планет нашей Солнечной системы. "Понимание планетарного формирования является ключевым фактором для прогнозирования обитаемости планет и поиска внеземной жизни, что составляет главную цель астробиологии", - сказал Агичин в интервью The Daily Beast. Новое исследование Агичина, недавно прошедшее рецензирование и представленное в журнале The Planetary Science Journal, появилось в Интернете в понедельник, 2 мая.

Скорее всего, атмосфера Юпитера не может поддерживать жизнь - по крайней мере, такую, какой мы ее знаем сейчас. Поэтому вполне логично, что и на планетах, подобных этому газовому гиганту, тоже нет жизни. И если мы сможем узнать, откуда взялась эта планета и почему она стала непригодной для жизни, мы сможем исключить из поиска внеземных цивилизаций примерно 5 000 ближайших "экзопланет".

Никто точно не знает, как сформировалась пятая планета от Солнца и как она оказалась на своем месте. Самая старая и массивная из семи соседних планет, она состоит в основном из газа с клубящейся водородно-гелиевой атмосферой толщиной более 3 000 километров, в которой движутся облака кристаллического аммиака. Большинство астробиологов считают, что такая атмосфера просто непригодна для жизни.

За последние 25 лет только два зонда совершили близкий визит к массивной газообразной планете. Зонд NASA Galileo с 1995 по 2003 год и миссия Juno с 2016 по 2018 год. Используя данные этих космических аппаратов, а также других пролетающих мимо миссий, Агичин и его команда построили сложную компьютерную модель. которая, как они надеются, позволит точно проследить процесс формирования Юпитера, начавшийся примерно 4,6 млрд лет назад, а также изучить его движение по Солнечной системе.

Модель объединила множество научных данных из разных областей космической науки. Так, например, в неё заложены правила того, как первобытные космические камни сцепляются вместе, образуя ядра планет, и как эти скалистые ядра собирают газ из туманностей, через которые они проходят, прежде чем осесть, создать магнитные поля и сформировать взрослую планету.

Применив свою модель к данным, полученным от Galileo и Juno, Агичин и его коллеги пришли к выводу, что Юпитер в молодости мог быть довольно беспокойной планетой, двигаясь то навстречу Солнцу, то удалялся от него, постепенно превращаясь в газообразное гигантское тело, которое враждебно для той жизни, которую мы знаем сейчас.

Если команда сможет подтвердить свои выводы с помощью все более совершенных телескопов и новых перспективных зондов, они смогут применить ту же модель к другим большим газообразным планетам, разбросанным по нашей галактике. Если эти планеты по характеристикам совпадут с Юпитером, мы сможем исключить их из числа возможных мест обитания инопланетной жизни.

При всей своей огромной массе этот газовый гигант, если так можно выразиться, "крепко стоит на ногах". Специалисты сходятся во мнении, что планета начала свое существование как каменистое ядро в сотнях миллионов километрах от Солнца. Под действием газовой туманности, которая когда-то окружала звезду, а также ядро Сатурна, который начал формироваться вскоре после Юпитера, камень, ставший планетой, двигался все ближе и ближе к Солнцу в течение миллионов лет. Астрономы называют это миграцией. Выросшая до огромных размеров, планета, в конце концов, обосновалась на своей нынешней орбите в 750 миллионах км от Солнца.

Ученые считают, что прохождение Юпитера через Солнечную систему могло стать одним из основополагающих событий в формировании всего остального вокруг мира вокруг нас. Газовый гигант пронесся мимо бесчисленных астероидов, поглотил большую часть солнечной туманности и оставил за собой след из каменистых обломков, которые в конечном итоге превратились в малые планеты, включая Землю. "Главный вывод заключается в том, что Юпитер как "король планет" сыграл определяющую роль в формировании облика нашей Солнечной системы, - сказал изданию The Daily Beast Кристоф Буркхардт, астроном из Института планетологии при Мюнстерском университете Германии.

Однако на этом консенсус заканчивается. "Различить разные сценарии формирования Юпитера крайне сложно", - сказал The Daily Beast Равит Хеллед, планетолог из Цюрихского университета. Согласно другой популярной теории, Юпитер сформировался на расстоянии 2,7 миллиарда километров от Солнца, а затем постепенно сократил это расстояние.

Агичин и его коллеги не согласны с этой теорией. Их модель поддерживает более сложную концепцию под названием Grand Tack (большой галс) - термин, который относится к маневру в парусном спорте, известному как галс, когда судно меняет направление, плывя против ветра. Согласно данной версии, планета сформировалась на расстоянии от 500 до 750 миллионов км от Солнца и в течение миллионов лет приблизилась к нему на пару сотен миллионов миль.

Именно там Сатурн (более молодая и быстрая планета) догнал Юпитер. Притянувшись друг к другу под действием силы гравитации, две огромные планеты отбросили друг друга от Солнца. Обе они мигрировали к орбитам, на которых сейчас мы их и наблюдаем.

"Наши результаты согласуются с некоторыми теориями, согласно которым Юпитер не подвергался сильной миграции", - сказал Агичин. Основная причина этого: В атмосфере планеты много тяжелых элементов, помимо водорода и гелия, что говорит о том, что она родилась гораздо ближе к Солнцу. В конце концов, эти элементы должны были откуда-то взяться. Согласно распространенной теории, они были сконцентрированы в туманности, которая когда-то окутывала Солнце, прежде чем планеты, такие как Юпитер, смогли их поглотить.

Если газовый гигант родился почти в 3 миллиардах км от Солнца, то, согласно модели Агичина, в нем должно быть меньше тяжелых элементов, потому что на таком удалении от Солнца их просто не было. Таким образом, по утверждению Агичина, Юпитер сформировался гораздо ближе к Солнцу и является исходной точкой, которая согласуется с теорией Grand Tack.

Однако пока эта гипотеза не нашла своего подтверждения. Агичин и его соавторы подчеркнули, что необходимо больше данных, прежде чем делать выводы о том, что Юпитер во времена своей молодости двигался в обратном от Солнца направлении. "Дальнейшее моделирование глубоких недр Юпитера позволит лучше узнать его внутреннюю структуру и состав, а также поможет дифференцировать различные сценарии формирования", - считают исследователи.

Джонатан Лунин, заведующий кафедрой астрономии в Корнельском университете и один из соавторов работы Агичина, заявил изданию The Daily Beast: "Было бы полезно более внимательно изучить данные, полученные зондом Juno. Кроме того, мы могли бы отправить новый зонд к Сатурну, который, возможно, прошел путь, похожий на путь Юпитера.

А пока не мешало бы провести сравнительный анализ Юпитера с другими далекими экзопланетами. Возможно, мы найдем среди них те, которые сформировались в результате обратного движения вокруг своих звезд, подобно тому, как это сделал Юпитер. Это потенциально позволило бы исключить такие планеты из поиска внеземной жизни.

"К счастью для нас, у нас есть как раз то, что нужно: новый космический телескоп NASA Джеймс Вебб стоимостью 10 миллиардов долларов, который заработает на полную мощность уже летом этого года. JWST поможет нам в этом, проведя подробнейшие измерения состава атмосфер планет-гигантов вращающихся вокруг далёких звезд", - считает Лунин.

Новый телескоп только что начал получать первые сверхчеткие изображения далеких планет. Планет, которые могут быть такими же странными и такими же враждебными для жизни, как и Юпитер.

источник: