Astronomi

Bu üç uydu sistemi kararlı olabilir mi?

Bu üç uydu sistemi kararlı olabilir mi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kurgusal dünyamda, gezegenimin Hills Sphere'ini en üst düzeye çıkarmak için tüm parametreleri seçtim. Gezegen, Dünya'nın üç katı kütleye sahiptir ve Güneşimizden 1,4 kat daha büyük olan yıldızından 2 AU uzaklıkta bulunur.
Sistemde daha fazla gezegen olduğunu, ancak bu şekilde gezegenimle minimum etkileşime sahip olacağını varsayıyorum.

1:2:4 rezonansta üç uyduya sahip olmak istiyorum. Ben de istiyorum:

  • gökyüzüne bizim ay kadar büyük olan ilki
  • ikinci 1.5 kat daha büyük
  • ve üçüncüsü, bizim ayımızın yarısı büyüklüğünde.

Bunu başarmak için varsaydım:

  • 1.1 ay yarıçapına sahip ilk ay,
  • ikinci 2.3
  • ve üçüncü 1.1.

Yörüngeleri 18, 36, 72 gündür.

Yoğunluklarını gerçekten umursamıyorum ve kütlelerinin olduğunu varsaydım.

  • 1 ay kütlesi (muhtemelen kayalık)
  • 3 ay kütlesi (su veya buz dünyası)
  • 0.3 ay kütlesi (muhtemelen buz dünyası)


Sanırım daha kararlı olmak için 0,05'ten küçük eksantrikliklere ve sıfıra eşit eğime sahip olmalıyım.
Aylarımın dönüşünden emin değilim, gelgitin kilitlenme şansı var mı?
Bu, sistemin maksimum kararlılığını elde etme çabam, daha kararlı hale getirmek için hangi parametreleri yeniden gözden geçirmeliyim? Rezonansı bile neredeyse her şeyi değiştirmeye istekliyim, ama onların gezegenimden Ay'ın Dünya'ya olduğu gibi görünmelerini istiyorum.
Bu sorunun bir fantezi hikayesi için kurgusal bir dünya hakkında olduğunu unutmayın, bu yüzden o senaryonun gerçekleşmesi için minimum olasılıklar bile benim için yeterli. Yani herhangi bir fikir?


Not; worldbuild.stackexchange'te benzer bir soru sordum ama daha iyi bir cevap için beni buraya da yönlendirdiler.


Açıklamanızdaki hiçbir şey çılgınca mantıksız gelmiyor. Yine de mantıklı olduklarından emin olmak için bazı mülklerinizi gözden geçirip genişleteceğim.

Gezegenin kütlesi Dünya'nın üç katı

Yeni gezegeninizin bileşim ve yoğunluk bakımından Dünya benzeri olduğunu varsayacağım. Bu, yarıçapının yaklaşık $R_p yaklaşık 1.4 : R_oplus$ olması gerektiği anlamına gelir. Onu daha sonra kullanmak üzere bir kenara koyalım.

Şimdi aylarınıza bakalım.

  • gökyüzüne bizim ay kadar büyük olan ilki
  • ikinci 1.5 kat daha büyük
  • ve üçüncüsü, bizim ayımızın yarısı büyüklüğünde.

Bunu başarmak için varsaydım:

  • 1.1 ay yarıçapına sahip ilk ay,
  • ikinci 2.3
  • ve üçüncü 1.1.

İlk ay, gökyüzündeki mevcut Ayımız kadar büyük olmak istiyorsunuz ve fiziksel yarıçapının $R_{M1} = 1.1:R_{M}$ olduğunu söylüyorsunuz. Mevcut ayımız ortalama olarak yaklaşık 30$:arcsec = 8,73 imes10^{-3}:rad$ değerindedir. Uzaklığı hesaplayabilirsiniz, $d_{M1}$, Ay'ımızla aynı görünür büyüklüğe sahip olmak için, ayın gezegenden olması gerekir, aşağıdaki denklemle.

$$d = frac{R}{tan(delta/2)}$$

$R$ için $R_{M1}$ ve $delta$ için $8.73 imes10^{-3}:rad$ kullanıldığında, ayınız $d yaklaşık 4 imes10^8:m = 44.5 olmalıdır: R_p$. İlk ayınız yaklaşık 44.5 gezegen yarıçapı olmalıdır. Bunu Ay'ın yaklaşık 60 gezegen yarıçapı uzaklığıyla karşılaştırın.

Şimdi, gezegenin kütlesi, ayın kütlesi ve yörünge mesafesi göz önüne alındığında, böyle bir ayın yörüngesinin ne kadar süreceğini bilmek istiyoruz. Bunu Kepler'in üçüncü yasasından anlayabilirsiniz.

$$P = sqrt{frac{4pi^2}{G(M_p + M_{M1})}d^3}$$

$M_p = 3:M_oplus$ (belirttiğiniz gibi) diyebiliriz ve şimdi $d$ hesapladık. Sadece ayın kütlesini belirtmemiz gerekiyor. Aylarınız için istediğiniz kütleleri sağladınız, yani hepimiz hazırız. Not $G = 6.67 imes10^{-11} m^3kg^{-1}s^{-2}$ yerçekimi sabitidir. $P_{M1} = 1.44 imes10^6:s=16:days$ olduğunu buluyorum.

Şimdi bir saniye burada duralım. Rakamlarınızın çeliştiği bir noktaya geldik. Gezegeniniz ve ilk ayınızın görünen boyutu, kütlesi ve yarıçapı göz önüne alındığında, gezegenin yörüngesini 16 gün içinde tamamlaması gerektiğini bulduk. 1: 2: 4 rezonansını korumak istiyorsanız, diğer uydularınızın sırasıyla 32 ve 64 günde yörüngeye oturmasına ihtiyacınız var.

Matematiğin geri kalanını yapmayacağım, bunu sana bırakacağım. Ama yapabileceğiniz şey, eğer her şeyin gerçek fizikle tutarlı olduğundan emin olmak istiyorsanız, kalan iki uydumun ne kadar süre yörüngede kalması gerektiğini biliyorum (yani, onlar için $P$ biliyorsunuz), o zaman hangi mesafede olmaları gerekir? yörünge (yani, onlar için $d$ değeri nedir)? Bunu elde etmek için Kepler'in üçüncü yasasını geriye doğru çalışın. Ardından, gökyüzünde istediğiniz görünür boyutlar verildiğinde, açısal boyut denklemini geriye doğru çalışarak fiziksel olarak ne kadar büyük olmaları gerektiğini belirleyin. Ay için yeni yarıçaplar alacaksınız. Ardından, aylarınız için yeni kütle ve yarıçapların, istenen ay türleriyle eşleşen yoğunluklara karşılık geldiğini doğrulamak isteyebilirsiniz. Örneğin, üçüncü ayınız bir buz ayı olacaksa, yoğunluğu $sim1:g/cm^3$ olmalıdır. İhtiyaçlarınıza uygun ve denklemlere uyan bir sistem elde edene kadar sayılarınızla oynayabilirsiniz.

Önemli bir not: Tüm bu denklemler MKS birimlerini kullanır. Yani kütleler kilogram ($kg$), mesafeler ve büyüklükler metre ($m$), zaman saniye ($s$) ve açılar radyan ($rad$) cinsinden olmalıdır.


Bunun işe yaramaması için hiçbir neden göremiyorum. En içteki Galile uyduları 1:2:4 rezonanstadır, dolayısıyla açıkça kararlı bir yörünge konfigürasyonudur. İsterseniz hepsi gelgitle kilitlenebilir, ancak gezegenin kendisi hepsiyle gelgitle kilitlenemez. Gezegen gelgitle kilitlenmiş olsaydı, muhtemelen en içteki ay ile kilitlenirdi.

Ayrıca, Galile uydularının hepsinin eksantrikliği 0,01'den az ve eğimleri 0,5 dereceden az.


Aylar, Gezegenlerin Yaşamın Oluşması İçin Yeterince Uzun Süre Kararlı Kalmalarına Yardımcı Olabilir

Ay, Dünya'nın uzaydaki ortağından daha fazlasıdır - karmaşık yaşam biçimlerinin evrimi için misafirperver hale gelmesi için Dünya'nın yörüngesinin dengelenmesine yeterince yardımcı olmuş olabilir.

Yeni bir çalışma, büyük uyduların uzak gezegenlerin çevresinde de oluşabileceğini ve uzun süre sabit kalabileceğini ve potansiyel olarak uzaylı yaşamının gelişmesine yardımcı olabileceğini gösteriyor.

Araştırmacılar ayrıca, yakın zamanda keşfedilen kayalık uzaylı gezegen Kepler-62f'nin bir ayı varsa, ayın 5 milyar yıldan fazla, belki de karmaşık yaşamın evrimini desteklemeye yardımcı olacak kadar uzun sürebileceğini öne sürüyorlar. Müfettişler bulgularını ayrıntılı olarak Uluslararası Astrobiyoloji Dergisi.

Son yirmi yılda, gökbilimciler Güneş Sisteminin ötesinde 1.700'den fazla gezegenin varlığını doğruladılar ve yakında bu tür binlerce ötegezegenin varlığını kanıtlayabilirler. Özellikle ilgi çekici olan, yaşanabilir bölgelerdeki uzak gezegenlerdir, yıldızların etrafındaki bölgeler, dünyaların yüzeylerinde sıvı suya sahip olması için yeterince sıcaktır, çünkü Dünya'da sıvı suyun bulunduğu her yerde yaşam neredeyse vardır.

Bazı gökbilimcilerin söylediği gibi, sanatçının süper Dünya Kepler-62f anlayışı, bu dünyalar Neptün'e akraba olduğu için yanıltıcı bir terimdir. Kredi bilgileri: NASA

Karmaşık yaşam biçimlerini desteklemek için bir dünyanın, yıldızının yaşanabilir bölgesindeki bir yörüngeden daha fazlasına ihtiyacı vardır. Muhtemelen aynı zamanda uzun zaman aralıklarında istikrarlı kalan bir iklime de ihtiyacı var. Bir dünya iklimini kontrol eden önemli bir faktör, eksen eğimi olarak da bilinen ve yıldızının etrafında aldığı yola göre dönme ekseninin ne kadar eğildiği ile ilgili olan eğikliğidir.

Örneğin, kuzey ve güney yarım kürelere çarpan ışık miktarı kuzey ve güney yarım kürelerin Güneş'e doğru veya Güneş'ten uzaklaşma şekline göre değiştiğinden, Dünya'nın mevsimleri eksen eğikliğine bağlıdır.

Dünya'nın eksen eğikliği, kabaca Dünya'nın çapının dörtte biri olan büyük ayının yerçekimi kuvvetinin yardımıyla dengelendi.

Idaho Üniversitesi'nden gezegen bilimci Takashi Sasaki, "Dünya'nın Ay'ı olmasaydı, dünyanın eksen eğikliği hızla değişirdi ve Dünya'nın iklimi sık sık değişirdi" dedi. .

Buna karşılık, Mars'ın nispeten küçük uyduları vardır ve eksen eğikliği, 100.000 yıllık bir zaman ölçeğinde kaotik bir şekilde dalgalanarak uzun zaman dilimlerinde önemli ölçüde değişmiştir. Mars'ın eksen eğikliğindeki bu yalpalamalar, Kızıl Gezegen'in kutuplarından çok uzakta neden büyük yeraltı buz ceplerinin keşfedildiğini açıklamaya yardımcı olabilir. Uzak geçmişte, Mars'ın ekseni şimdi olduğundan çok daha aşırı bir açıyla eğilmiş olabilir ve buzullar gezegenin her yerine ulaşabiliyordu. Mars'ın eksenel eğimi daha az aşırı hale geldikten sonra bile, kutuplardan uzaktaki bu buz, sonraki toz katmanlarıyla korunarak hayatta kaldı.

Kepler-62f'den görülen bir gezegen sisteminin görünümü. Kredi: Danielle Futselaar/SETI Enstitüsü

Eksen eğikliği Mars gibi çılgınca dalgalanan bir gezegen, karmaşık yaşam biçimlerinin gelişmesi için yeterince uzun bir süre elverişli bir iklim sağlayamayabilir. Örneğin, 4,6 milyar yıllık Dünya'da yaşamın tek hücreli organizmalardan bitkiler, hayvanlar ve mantarlar gibi çok hücreli yaşama dönüşmesi yaklaşık 3,8 milyar yıl sürmüştür.

Sasaki, “Dünya'nın uzun vadeli istikrarlı bir iklime sahip olması nedeniyle, Dünya'daki yaşamın tek hücrelerden karmaşık yaşam formlarına evrimleşmesi için zamana sahip olduğunu söyledi.

Ay, Dünya'nın uzun süredir nispeten istikrarlı bir iklime sahip olmasının temel nedeni olduğundan, Ay'ın, Dünya'nın karmaşık yaşam formlarının evrimindeki kilit faktörlerden biri olduğunu söyledi.

Sasaki ve meslektaşı Jason Barnes, değişen kütleler ve ayların, gezegenlerin ve yıldızların bileşimleri göz önüne alındığında, yaşanabilir bölgelerdeki kayalık gezegenlerin etrafında ayların ne kadar sürebileceğini anlamaya çalıştı. Karmaşık yaşamın gelişmesi için böyle bir sürenin yeterince uzun olduğunu varsayarak, ayların 5 milyar yıl sürebileceği sistemlere odaklandılar.

Modelleri, bir gezegenin veya ayın kütleçekiminin artan kütle ile ilişkili olarak nasıl arttığını açıklıyordu. Ek olarak, hesaplamaları, iki cisim birbirine ne kadar yakınsa, yerçekimi gelgit kuvvetlerinin ne kadar büyük olduğunu da hesaba kattı. Bir gezegenin yıldızının yerçekimi kuvveti, o dünya ile ayı arasındaki ilişkiyi de etkileyebilir.

Mars Express uzay aracı tarafından görülen Mars'ın uydusu Phobos. Kredi: G. Neukum (FU Berlin) ve diğerleri, Mars Express, DLR, ESA

Üç olası senaryo mümkündü. İlk olarak, bir ay, Mars'ın uydusu Phobos'un bundan yaklaşık 50 milyon yıl sonra yapacağı tahmin edildiği gibi, parçalanana veya ev sahibiyle çarpışana kadar gezegenine daha da yakınlaşabilir. Ardından, bir ay, gezegenden kaçana kadar daha da uzaklaşabilir. Son olarak, cüce gezegen Plüton'un uydusu Charon'da olduğu gibi, uydu da gezegeninden sabit bir mesafeye ulaşabilir.

Bir uydunun gezegenine yaklaşma veya uzaklaşma hızı, birbirlerine uyguladıkları gelgit kuvvetlerinin ne ölçüde dağıldığına ve dönüş hızlarını ne kadar yavaşlattığına bağlıdır. Örneğin, Ay'ın yörüngesi zamanla Dünya'dan uzaklaştığından, Ay'ın dönüş hızı, artık Dünya'nın her zaman yalnızca bir tarafını gösterecek kadar yavaşladı. Sonunda, Dünya da dönüş hızını her zaman Ay'ın sadece bir tarafını gösterecek kadar yavaşlatacaktır.

Bir sanatçının, uydularından birinin yüzeyinden bakıldığında Plüton kavramı. Plüton görüntünün merkezindeki büyük disktir. Charon, sağdaki daha küçük disktir. Resim Kredisi: NASA, ESA ve G. Bacon (STScI)

Bir ayın ve gezegeninin birbirlerine uyguladıkları gelgit kuvvetlerini dağıtma derecesi, büyük ölçüde bu cisimlerin kütlesine, bileşimlerine ve yapılarına bağlıdır. Örneğin, Dünya'nın sığ denizlerindeki gelgitler, büyük miktarda gelgit enerjisini dağıtır. Okyanusu olmayan veya derin okyanusları olan gezegenler, Dünya'dan daha az gelgit enerjisi yayar.

Araştırmacılar dört tipik gezegen kompozisyonunu incelediler: Yüzde 67'si çoğunlukla silikon bazlı kaya ve yüzde 33'ü demirden oluşan gezegenler, yüzde 50'si kaya ve yüzde 50'si buz olan gezegenler ve yüzde 100 kaya içeren gezegenler ve yüzde 100 demir içeren gezegenler. Bu gezegenler, Dünya'nın kütlesinin onda biri ila on katıydı ve yüzde 40 ile Güneş'in kütlesine eşit olan yıldızların yaşanabilir bölgelerinin etrafında dönüyorlardı.

Bilim adamları, Güneş'in kütlesinin yüzde 42'sinden daha azına sahip yıldızların, karmaşık yaşam aramak için iyi yerler olmayabileceğini, çünkü uyduların bu sistemlerde 5 milyar yıldan fazla hayatta kalamayacağını buldular. Bunun nedeni, yaşanabilir bölgelerin daha parlak, daha yüksek kütleli yıldız sistemlerinden daha sönük ve daha düşük kütleli yıldızlara daha yakın olmasıdır. Örneğin, Güneş'in kütlesinin yüzde 40 ila 50'sini oluşturan yıldızların bulunduğu güneş sistemlerinde, yaşanabilir mesafe, Güneş ile Dünya arasındaki mesafenin yaklaşık dörtte biri kadardır. Sasaki, bu gezegen-ay sistemleri, ev sahibi yıldızlara çok yakın olduğundan, yıldızlarının yerçekimi, gezegen-ay sistemlerini, uyduların gezegenlerinin etrafında kalması için çok fazla rahatsız ediyor, dedi.

Yeni Ufuklar Uzun Menzilli Keşif Görüntüleyici (LORRI) Plüton'un en büyük uydusu Charon'un tespitini gösteren kompozit görüntü. Bu görüntüler 1 Temmuz ve 3 Temmuz 2013'te çekildiğinde, Yeni Ufuklar uzay aracı hala Plüton'dan yaklaşık 550 milyon mil (880 milyon kilometre) uzaktaydı. 14 Temmuz 2015'te uzay aracının, LORRI'nin bir futbol sahası büyüklüğündeki özellikleri tespit edebileceği Plüton'un yüzeyinin sadece 7.750 mil (12.500 kilometre) yukarısını geçmesi planlanıyor. Kredi: NASA/Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı/Güneybatı Araştırma Enstitüsü

Bu bulgu, daha düşük kütleli yıldızların, daha yüksek kütleli yıldızlardan daha uzun yaşadıkları için yaşanabilir gezegenler için iyi olduğu ve potansiyel olarak onlara yaşamın gelişmesi için daha fazla zaman verdiği inancına ters düşüyor. Örneğin, Güneş'in kütlesinin iki katı kütleye sahip bir gezegenin ömrü yaklaşık 1,2 milyar ila 1,3 milyar yıl iken, Güneş'in kütlesinin yarısına sahip bir yıldızın ömrü yaklaşık 80 milyar yıldır, dedi Sasaki. Ancak, “sonuçlarımızın küçük kütleli yıldızların yaşanabilir gezegenler için iyi birer yıldız olmayabileceğini gösterdiğini belirtti.”

Güneş'in kütlesinin yüzde 42'sinden fazla olan yıldızlar için, bir ayın hayatta kalıp kalmayacağı, gezegenin bileşimi ve gezegenin gelgit enerjisini ne kadar iyi dağıttığı gibi faktörlere bağlıdır. Bir ay, ev sahibi gezegenin yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, ömrü o kadar uzun olur.

Araştırmacılar ayrıca, Dünya'dan 1.200 ışıkyılı uzaklıkta, Güneş'ten biraz daha soğuk ve daha küçük bir yıldızın yanı sıra yaşanabilir bölgede iki gezegene sahip olan Kepler-62 sistemindeki uyduların olasılığını da araştırdılar: Kepler -62e ve Kepler-62f. Gezegenler sırasıyla Dünya'nın çapının 1,4 ve 1,6 katıdır.

Diyagram, iç güneş sisteminin gezegenlerini, Lyra takımyıldızında Dünya'dan yaklaşık 1.200 ışıkyılı uzaklıkta bulunan beş gezegenli bir sistem olan Kepler-62 ile karşılaştırıyor. Kredi: NASA/Ames/JPL-Caltech

Bilim adamları, Kepler-62e'nin, yörüngesinde 5 milyar yıldan fazla bir süre boyunca var olması için, neredeyse tamamen demir gibi yüksek yoğunluklu bir malzemeden oluşması gerektiğini buldular. Ayrıca Kepler-62f'nin çeşitli farklı bileşimleri olsaydı, özellikle okyanusların yokluğu veya yalnızca derin okyanusları olsaydı, her ikisi de gezegenin daha az gelgit dağılmasına neden olacaksa, 5 milyar yıldan fazla bir uyduya sahip olabileceğini keşfettiler. enerji.

Gelecekte, yaşanabilir bölgelerdeki Dünya büyüklüğündeki gezegenlerin etrafındaki uydulara bakmak yerine, Sasaki, yaşanabilir bölgelerdeki dev gezegenlerin etrafındaki uyduları araştırmak istediklerini söyledi.

Sasaki, 'Yaşanabilir bölgedeki dev bir gezegenin yeterince büyük bir ayı varsa, ayda yaşam olabilir' dedi. “Yaşanabilir uydular için uygun koşulları bulmak, gidebileceğimiz bir yön.”


tarif ettiğin şey bir haydut gezegen aylar ile. Bu, herhangi bir yıldızın yörüngesinde olmayan, ya orijinal güneş sisteminden çıkarılmış ya da hiçbir zaman bir güneş sistemine ait olmamış bir gezegendir. Bu, yıldız olmadığı için uygun bir şekilde bir güneş sistemi olarak tanımlanamaz, ancak yörüngesinde uyduları olan haydut bir gezegeniniz olabilir. Hileli bir gezegen, herhangi bir güneş sistemine ait olmadığı için belki de kendi sistemi olarak tanımlanabilir.

Hileli gezegenler, herhangi bir yıldızdan önemli bir güneşlenme almadıkları için doğal olarak karanlık ve soğuktur. Yıldız ışığı zayıf olsa da yine de hafiftir, bu nedenle gezegen tamamen zifiri karanlık olmaz. Güneş gibi önemli bir dış enerji kaynağı olmadığı için herhangi bir ısının gezegenin kendi içindeki jeotermal veya radyoaktif aktiviteden gelmesi gerekir. Kendi iç enerji kaynaklarına sahip olmayan haydut gezegenler ölecek. Düzensiz bir gezegende yaşamın var olmasının imkansız olduğunu söyleyemem, ancak mevcut enerjinin çok daha düşük olması nedeniyle olasılıkların çok daha düşük olmasını beklerdim.

Tek bir büyük gezegen ve etrafında dönen tek bir büyük yıldız mı? Hayır.

Wikipedia'da aşırı yıldızların bir listesi var. Bu yıldız, güneşimizin kütlesinin en küçük, %7'sidir. (Yani yaklaşık 7*10^<28>$ kg)

Bu gezegen, Jüpiter'in kütlesinin 20 * katı olan en büyük gezegendir (Yani yaklaşık 3,7*10^<28>$ kg)

Bunlar kütle olarak çok yakınlar, güneşten gezegene olan uzaklığın 2/3'ü kadar bir nokta etrafında dönecekler.

Ama etrafında dönen bir yıldızı olan bir gezegen alabilir miyiz?

Evet Merkezinde devasa bir gezegen ve çevresinde dönen büyük bir güneş bulunan bazı kesin konfigürasyonlar var.

En basiti 3 büyük gezegen ve küçük bir güneş olurdu. Minik güneş, her gezegenin ağırlığının iki katıdır ve 3 gezegen de aynı ağırlıktadır. Küçük güneş ve 2 büyük gezegen, iki gezegen birbirine yakınken bir yörüngeyi paylaşıyor. Kuvvetler, büyük gezegeni sistemin ağırlık merkezinde bırakarak birbirini götürmeli.

Buna güneş sistemi denmediğine dikkat edin - teknik.

Gezegendeki yaşam, güneşin merkezde olması ve gezegenin onun etrafında dönmesine çok benzer olacaktır. İronik olarak, normal güneş sistemlerinden haberdarlarsa, aslında güneşin merkez olmadığını anlamaları biraz zaman alabilir)

Bu sistemin doğal olarak meydana gelmesi pek olası değildir - belki bir süpernova, bir gaz bulutu yığını patlatarak yıldızı ve 2 gaz devini oluşturan bir gaz halkası oluşturdu? Biraz gergin. Belki cesetler tam olarak doğru şekilde yakalanmıştır ya da belki uzaylılar onu inşa etmiştir. Bu da milyonlarca yıl istikrarlı olmayacak, zamanla bozulacaktır.

Biraz daha kararlı yapabilir miyiz?

Gezegenin hareket etmesine izin verir, ancak merkeze gezegenden daha yakın hiçbir şey olmadan "merkezi kotala" koşulunu karşılarsak, büyük gezegeni hiçbir şey etrafında sıkı bir çok cisimli yörüngede (yani, başka bir şey yok) alarak biraz daha kararlı bir sisteme sahip olabiliriz. "merkezi alıntıla"), güneş bu ortak merkezin etrafında yörüngedeyken.

Dev gaz devi hızla dönüyor.

Io'nun parlayan gökyüzüne bakın!

Jüpiter'in ayı Io'nun tutulma sırasındaki bu ürkütücü görüntüsü (solda), ay Jüpiter'in gölgesindeyken NASA'nın Galileo uzay aracı tarafından elde edildi. Uydunun yüzeyinin üzerindeki gazlar, görünür dalga boylarında (kırmızı, yeşil ve mor) görülebilen hayaletimsi bir parıltı üretti. Io'nun atmosferik gazları ile Jüpiter'in manyetik alanına hapsolmuş enerji yüklü parçacıklar arasındaki çarpışmaların neden olduğu canlı renkler daha önce gözlemlenmemişti. Yeşil ve kırmızı emisyonlar, muhtemelen, aurora veya kuzey ve güney ışıklarını üreten Dünya'nın kutup bölgelerindekilere benzer mekanizmalar tarafından üretilir. Parlak mavi parıltılar, yoğun volkanik buhar bulutlarının yerlerini işaretler ve Io'nun Jüpiter'e elektriksel olarak bağlı olduğu yerler olabilir.

Io'nun farklı aurora türleri vardır. Jüpiter ile etkileşimler sonucu üretilirler. Jüpiter muazzam bir manyetik alana sahiptir ve yüklü parçacıklar şeklinde bir sürü radyasyon yayar. Sonuç olarak, bunu besleyen enerjinin Jüpiter'in dönme momentumu ve belki de oluştuğu sırada kalan yoğunlaşma ısısı olduğunu düşünüyorum.

Merkez gezegeniniz Jüpiter'in 20 katı büyüklüğünde devasa bir gaz devidir. Büyük kütlesi ve hızlı dönüşü, büyük manyetik alanlar oluşturur. Aylarınızın da sihirli alanı ve atmosferleri var - bu aylar Dünya büyüklüğünde. Ayrıca devleri tarafından yayılan radyasyondan korunmak için ihtiyaç duydukları manyetik alanlara da sahiptirler. Yüklü parçacıklar ayın manyetik alanlarına sıçrayarak gökyüzünü aydınlatır, tıpkı Jüpiter'in parçacıklarının Io'nun gökyüzünü aydınlatması gibi.

Sadece bir Gaz Devini dışarı çıkar

Yani genel olarak, böyle bir Sisteminiz olabilir. Jüpiter Sistemine bakarsanız, hemen hemen kendi "Güneş Sistemi"dir. Bir Merkezi Nesnenin etrafında bir sürü Ay var ve etrafta uçuşan bir ton enkaz var.

Bu sadece doğal olarak hiçbir yerin ortasında olabilir. Böyle bir Sistemin aynı veya bir olduğu iddia edilebilir. Sadece daha küçük ve merkezinde başarısız bir yıldız var.

Ama nasıl ışık alırsınız?

İyi soru. Gaz Devi hiçliğin ortasında olduğu için muhtemelen kendi başına herhangi bir ışık yaymayacaktır. Eğer öyleyse, bu bir Mini Star. Yani biraz ışık almanın bir yolu, Gaz devine ÇOK yakın bir Gezegene sahip olmak olabilir. Aslında o kadar yakın ki, gelgit kuvvetlerini eritiyor. Ama bu bile gerçekten karanlık olurdu. Bu kadar yakın bir Gezegenin çok kısa bir süre içinde Gaz Devine düşeceğinden bahsetmiyorum bile.

Tüm Meta'ya gitmeyi deneyebilir ve bir nedenden dolayı Bioluminescent olan Gaz Devinde bir yaşam formuna sahip olabilirsiniz. Gaz Devinin boyutlarına bağlı olarak, bir şey için yeterli ışık yaratabilir. Ama Yıldızlararası Uzayın Karanlığında herhangi bir yaşam formunun neden bu şekilde gitmeye karar verdiğinden emin değilim. Belki biraz Aurora yüzünden ama bu bile gerçek bir sıkıntı çünkü Aurora nereden geliyor?

Ama yine de, bir Biyolüminesan Gaz Devinin, muhtemelen herhangi bir miktarda ışık elde etmek için en iyi seçeneğiniz olduğunu varsayardım. Hala neredeyse hiçbir şey olmasa bile. Böyle bir Gaz Devi, muhtemelen ya da Ay'dan neredeyse hiç daha parlak olmazdı.

Böyle bir Sistemdeki ana Enerji kaynağınız zaten ışık değildir. Gelgit kuvvetleridir. Ve dünyadaki ilk yaşam gerçekten ışığa ihtiyaç duymadı, bu yüzden hala başlayabilir. Ama Gaz Devinin etrafındaki her Ay donmuş bir Buz topuysa, hayatın nasıl karmaşıklaşacağını anlamıyorum.


Güneş Sistemimizde uzaylı yaşamı aramak için en iyi yerler

Venüs

Yer: Güneş'ten 108 milyon kilometre uzakta

Artıları: Okyanusları uzun süre barındırmış olabilir

Eksileri: Yüzeyde cehennem gibi sıcak, konsantre sülfürik asit bulutları

Planlanan görevler: DAVINCI+ (2026 lansmanı, onaylanmadı)

Eylül 2020'de Venüs'ün atmosferinde gaz fosfininin beklenmedik ve henüz açıklanamayan keşfi haberlerini kaçırmak için uzak bir gezegende bir kayanın altında yaşıyor olmanız gerekirdi.

Ekim ayına kadar, fosfinin gerçekten tespit edilip edilmediğine dair bazı şüpheler ortaya çıktı, ancak her iki durumda da Venüs atmosferinde kesinlikle daha önce bilinmeyen bir kimya var. Belki de biyokimya olabilir - fosfin, Venüs yaşamının açıklayıcı bir imzası mı?

En azından astrobiyologlar için Venüs'ün sorunu, gerçekten cehennem gibi bir dünya olmasıdır. Gezegen, güçlü bir sera etkisi yaratan son derece kalın bir karbondioksit atmosferinde boğuluyor. Yüzey sıcaklığı 460°C'nin üzerinde: kurşunu eritecek kadar sıcak.

Daha yüksek irtifalara çıktıkça sıcaklık soğur (tıpkı Dünya'daki dağcıların yaşadığı gibi) ve yaklaşık 55 km sıcaklık ve basınç Dünya'nın yüzeyine benzer: T-shirt hava durumu. Ancak buradaki bulutları oluşturan damlacıklar konsantre sülfürik asittir - Dünya'da bilinen herhangi bir dayanıklı yaşamın sağlayabileceğinden çok daha aşırı.

Belki de Venüs yaşamı - eğer varsa - biz zayıf karasallardan çok daha yüksek asitleri tolere edecek şekilde evrimleşmiş ve gezegen kontrolden çıkmış sera etkisine maruz kalmadan önce antik okyanuslardan bulut katmanına göç etmiştir.

Ancak Venüs'teki bir hava biyosferinde yaşam olasılığı ne kadar düşük olursa olsun, keşif kesinlikle gezegenin daha fazla araştırılmasına olan ilgiyi artırdı. Neyse ki, NASA'nın Keşif Programı tarafından zaten düşünülen bir görev var.

DAVINCI+ 2020'nin başında kısa listeye alındı ​​ve seçilirse Mayıs 2026'da fırlatılabilir. Misyon, Venüs atmosferine, paraşütle inerken hassas spektrometre aletleriyle ölçümler yapacak bir sonda gönderecek.

NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde bir uzay bilimcisi olan Dr Melissa Trainer, DAVINCI+'nın önerilmesine yardımcı oldu. “Sonunda, bulutların tepesinden yüzeye yakın atmosferdeki gaz karışımının net bir resmini elde edeceğiz” diyor.

Örneğin, DAVINCI+ atmosferdeki su buharının ayrıntılı ölçümlerini yapacak ve böylece gezegenin tarihi boyunca ne kadar su kaybettiğini ve ne kadar süredir geniş bir okyanusa sahip olabileceğini ortaya çıkaracağını umuyoruz. Ve biraz şansla, fosfin gizeminin dibine inecek.

Trainer, "Artık kardeş gezegenimiz Venüs'e geri dönmenin ve atmosferinde neler olduğunu deşifre edebilmemiz için doğru ölçüm araçlarını yanımıza almanın acil olduğunu düşünüyorum" diyor.

Yer: Güneş'ten 228 milyon kilometre uzakta

Artıları: Antik sıvı su, organik moleküller, enerji kaynakları hakkında kapsamlı kanıtlar

Eksileri: Aşırı soğuk ve kuru yüzey

Planlanan görevler: Tianwen-1, Al Hamal, Azim (yolda) Rosalind Franklin (2022 fırlatma)

Bazı 19. yüzyıl astronomları kendilerini Mars'ın yüzeyinden geçen kanalları görebildiklerine ikna etmiş olsalar da, 1960'larda uçan sondalarla Kızıl Gezegene ilk yakından bakışımız Mars yüzeyinin dondurularak kurutulmuş bir çöl olduğunu açıkça ortaya çıkardı .

Mars'ın ince bir atmosferi var, bu da aşırı soğuk olduğu anlamına geliyor. Sıvı su, yüzeyinin çoğunda sabit değildir ve ayrıca Güneş'ten gelen ultraviyole radyasyona maruz kalır.

Ancak Mars her zaman bu kadar konuksever olmamıştı - eski nehir vadilerinin, deltaların, göllerin ve hatta kuzey yarımküresinde muhtemelen bir okyanusun daha sıcak, daha ıslak bir ilkel Mars'ı gösteren kapsamlı işaretleri var. Yaşam, gezegen tarihinin bu en erken evresinde mi başladı ve bu mikropların "biyo-imzaları" tortul tortularda korunabilir mi?

Mars'ta yaşam şansıyla ilgilenen bilim adamları, burada Dünya'daki aşırı ortamları keşfediyor ve ne tür mikroorganizmaların hayatta kalabileceğini araştırıyor. Dr Claire Cousins, St Andrews Üniversitesi'nde bir astrobiyologdur.

“Dünyadaki hiçbir yer tam olarak Mars gibi olamazken, onları değerli karşılaştırmalar yapmak için yeterince benzerliğe sahip yerler var” diyor. “Bugün kemik kurumuş Mars yüzeyinin nasıl olduğu hakkında bir fikir edinmek istiyorsanız, Şili'deki Atacama Çölü'ne gidebilirsiniz. Alternatif olarak, erken Mars'ın çevresini anlamak için - yaklaşık üç ila dört milyar yıl önce - İzlanda gibi volkanik olarak aktif yerleri inceleyebilirsiniz.”

Mars, yalnızca bir zamanlar yaşam için yaşanabilir bir ortam sunmuş gibi göründüğü için değil, aynı zamanda gezegen komşumuz olarak, robotik sondalarla ulaşmak ve keşfetmek nispeten kolaydır. Temmuz 2020'de Mars'a en az üç ayrı görev başlatıldı: Çin'in Tianwen-1 yörünge aracı ve gezici, Birleşik Arap Emirlikleri'nin Al Amal yörünge aracı ve NASA'nın en yeni otomobil boyutunda gezici Perseverance.

Ve fırlatma penceresi 2022'de bir sonraki açıldığında, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Rusya'nın Roscosmos'u, kendi biyo-imza avlama robotlarını, ExoMars gezgini Rosalind Franklin'i gönderecek.

Cousins ​​ayrıca ExoMars'ın kamera ekibinin bir üyesidir. "Mars'a giden bir sonraki geziciler, Mars kayalarının kimyasını inanılmaz ayrıntılarla araştıracak. Bu önemli çünkü birkaç milyar yıl önce yaşamış küçük mikroskobik yaşamın kanıtlarını bulmaya çalışıyoruz - kolay değil!" diyor.

"Bütün zaman boyunca korunmuş olan herhangi bir mikroorganizmanın geride bıraktığı eser miktarda organik materyal arayacağız."

Enceladus

Yer: Satürn sistemi Güneş'ten 1.400 milyon kilometre uzakta

Artıları: Yeraltı denizi, organik kimya, enerji kaynakları

Eksileri: Buz kabuğunun altında mühürlü

Planlanan görevler: Hiçbiri seçili değil

Satürn'ün uydularından biri olan Enceladus, dünyanın küçük bir kartopu. Çapı Londra ve Edinburgh arasına rahatça sığar, küçücük yerçekimi anlamlı bir atmosfere tutunamaz ve yüzeyi sert donmuş buzdur. Astrobiyologlar, 2005'teki sürpriz bir keşfe kadar bir saniye bile düşünmediler.

Cassini sondası, ayın güney kutbuna yakın çatlakların, uzaya ışıltılı su buzu gayzerleri püskürttüğünü gördü. Zamanla, bu buz kristallerinin dışarı fışkırması, Satürn'ün etrafındaki E halkasını oluşturdu ve bunların, ayın buzlu kabuğunun altında yatan büyük bir sıvı su kütlesinden fışkırtıldığına inanılıyor.

Bu çarpıcı keşiften sonra, Cassini'ye Enceladus'un yüzeyinden aşağıya doğru kayması ve bileşimlerini analiz etmek için bu dağınık su jetlerinin içinden doğrudan dalması emredildi. Çeşmelerin sodyum ve silis bakımından zengin kum taneleri içerdiği bulundu - Enceladus'un denizi tuzludur ve bu önemlidir çünkü suyun mineralleri çözmek için ayın kayalık çekirdeği ile temas halinde olması gerektiği anlamına gelir.

Cassini ayrıca formaldehit ve asetilen gibi basit organik bileşiklerin yanı sıra bazı büyük molekülleri de tespit etti. Bunlar yaşam belirtisi değil, sadece biyolojinin gelişiminde önemli olduğu düşünülen öncü kimya türüdür.

Ardından, Nisan 2017'de - görev Satürn'ün ezici atmosferine dramatik bir dalışla sona ermeden kısa bir süre önce - Cassini ekibi Enceladus'un deniz tabanında olası hidrotermal aktivite keşfettiğini duyurdu.

Hidrotermal menfezler, Dünya okyanuslarının karanlık derinliklerinde mikrobiyal yaşam için vahalar oluşturur ve Enceladus'un tüylerinde tespit edilen hidrojen gazı, yaşam için uygun bir besin kaynağıdır. Yeryüzünde, bazı mikroplar ihtiyaç duydukları enerjiyi hidrojenle karbondioksiti birleştirerek ve bu süreçte metan üreterek elde ederler.

Dolayısıyla Enceladus, yaşam için uygun yaşanabilir bir ortam sağlamak için gerekli tüm kutuları işaretliyor gibi görünüyor: sıvı su, organik bileşikler ve enerji kaynakları.

Son yıllarda daha yakından bakmak için birkaç robotik görev önerildi. Enceladus Life Finder (ELF) ve Enceladus Life Signatures and Habitability (ELSAH) görevlerinin ikisi de NASA'nın New Frontiers Programının en son turuna önerildi ancak Dragonfly'a yenildi.

Enceladus ve Titan Kaşifi (E2T), ortak bir ESA-NASA görevi olarak önerildi, ancak Mayıs 2018'de ESA'nın Kozmik Vizyon programının son turu için kısa listeye alınmadı. Uzay görevlerinin finansmanı için rekabet şiddetlidir, ancak Enceladus hakkında yeterince heyecan var ve kesinlikle yakında oraya geri döneceğiz.

Dünya dışı varlıklar hakkında daha fazla bilgi edinin:

Avrupa

Dünya'dan Uzaklık: Jüpiter sistemi Güneş'ten 778 milyon kilometre uzakta

Artıları: Yeraltı denizi, olası organik kimya, olası enerji kaynakları

Eksileri: Buz kabuğunun altında mühürlü

Planlanan görevler: JUICE (2022 lansmanı), Europa Clipper (2024 lansmanı)

Uzay sondaları, Jüpiter'in uydularından biri olan Europa'nın yüzeyinin nispeten taze ve genç olduğunu ortaya çıkardı. Birkaç çarpma krateri tarafından yaralanmış, bu da ayın jeolojik olarak aktif olduğu anlamına geliyor. Europa, Jüpiter'in güçlü yerçekimi tarafından ay yüzeyinin gerildiği ve esnediği uzun çatlaklarla çaprazlanmıştır.

Galileo yörünge aracı, Ay'ın Jüpiter'in manyetik alanını bozduğunu da fark etti. This implied that a magnetic field was being created within Europa by an electrically conductive substance – an ocean of salty water beneath Europa’s surface being the ideal candidate.

There even appear to be regions where this ocean may have melted through to the surface, breaking off icebergs, before rapidly freezing over again with exposure to the cold of outer space. Therefore, in terms of the potential habitability of Europa, we know it harbours a great subsurface ocean of liquid water.

But that’s just about all we can be sure of. We don’t know how thick the ice shell on top of the ocean is, or what organic chemistry may be there, or whether there is any hydrothermal activity on the seafloor, or whether the pH or saltiness of the seawater is suitable for life.

If this ocean is habitable, then Europa offers much better prospects for extraterrestrial life surviving today than Mars (which is now exceedingly cold and dry), but the moon is tricky to explore with robotic probes.

Europa is much further away than Mars or Venus, it orbits within the intense radiation belt of Jupiter, and the moon has no atmosphere for parachuting to the surface. And even if we can get a hardy probe safely down onto the face of Europa, it might need to drill or melt down through many kilometres of rock-hard ice to reach the subsurface ocean.

In some respects, Enceladus would be much easier to check for life because it is conveniently squirting its seawater out into space for us – a probe could swoop through this water plume to collect a sample before looping back to the Earth for analysis. There is hope for Europa, however, after the Hubble Space Telescope spotted what seems to be water plumes erupting from near the moon’s south pole.

ESA’s Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) is launching in 2022, but will only make two flybys of Europa, whereas NASA’s Europa Clipper will make multiple passes of the moon and should launch in 2024. If the Europa Lander mission receives funding it could launch in 2025 and will be able to scoop 10cm into the surface ice to test for signs of life.

Titan

Distance from Earth: Saturn system 1,400 million kilometres from the Sun

Artıları: Geologically active, organic chemistry

Eksileri: Very cold, liquid hydrocarbons

Missions planned: Dragonfly (2027 launch)

Saturn’s largest moon, Titan, is enormous, larger even than the planet Mercury. When ESA’s Huygens descent probe parachuted down through Titan’s hazy orange atmosphere in 2005, it discovered a landscape with rolling hills, networks of river valleys, and smoothed pebbles strewn across the ground.

Flybys from the Cassini spacecraft subsequently found great lakes and signs of rain near the moon’s north pole. Titan is sodden wet and smothered with the sort of simple organic chemistry thought to have been important for the origin of life on primordial Earth – surely this is a surefire winner for hosting extraterrestrial biology?

The problem with Titan is that it is really cold. It orbits Saturn, nine times further from the Sun than the Earth and so only receives about 1 per cent the amount of solar warming. The surface is a numbing -180°C, and Titan’s rivers and lakes don’t slosh with liquid water, but liquid hydrocarbons like methane and ethane. This means that any life on the surface would have to be ethane-based rather than water-based, and molecules like DNA won’t work. Titan life would be truly alien.

Astrobiologists are keen to return to Titan. In June, NASA selected Dragonfly as the latest mission to be funded by its New Frontiers Program. Dragonfly is a truly innovative endeavour – where other planetary probes have involved a static lander or a rover to trundle slowly across the surface, Dragonfly is an octocopter drone.

Titan’s combination of low gravity and thick atmosphere makes it suited for exploration by air, and the craft will be able to fly faster than 30km/h, and take off and land vertically, giving it an unprecedented capability to pinpoint sites of interest.

Trainer is also deputy principal investigator on this mission. “While Dragonfly is not a life-detection mission, we are going after really fundamental questions about how far prebiotic chemistry may have progressed in this environment. We will characterise the products of millions of years of chemical synthesis, and search for biologically relevant molecules.”


Colonizing the Moon?

Darby Dyar, professor of astronomy and geology at Mount Holyoke College, says the moon is to people today what the New World was to Europeans 600 years ago. “They had been there a few times,” said Dyar, “but it took time to work up the courage to send people there to stay.”

It’s no fantasy. Scientists like Dyar have been working on the prospect of colonizing the moon for decades. “In my lifetime,” she said, “we will establish some kind of permanent station on the moon. Mind you, I plan to live another 50 years!”

Now Dyar is serving on the Solar System Exploration Research Virtual Institute. The “virtual” part refers to the fact that the monthly meetings and collaboration between team members takes place mostly through video-conferencing.

The project involves nine teams around the country, of which Dyar serves on three. She will be studying minerals on the moon and other airless bodies such as asteroids.

Among her tasks: Figure out how future residents on the moon can get at that chemical compound that is essential to human existence – water. No water, no life.

“The moon is a very dry place,” said Dyar. “That’s why it’s difficult to imagine living on it.”

The challenge is to find out where the water is and how to tap it, said Dyar. “We have to understand how water got to the moon, how much is still there, and how hard it would be to extract water for human consumption for a settlement,” she said.

Some water was formed at the same time as the moon was formed, she said, and is “locked” in its minerals in tiny amounts. It’s a concept that’s hard to understand for people who are used to water flowing freely.

Water would also come from comets that have crashed on the moon. Comets are made of ice, said Dyar, and the heat of the impact melts the ice. Some of the water is preserved in “permanently shadowed craters” where the sun cannot reach it.

“By far the most common way water gets to the moon is by solar wind,” said Dyar. “Solar wind is composed of highly charged particles, some of which are hydrogen ions that bond with microscopic particles. They are spraying the moon all the time, and sometimes they stick.” Hydrogen is one of the components of water – the “H” in H20.

Getting water from moon rocks would involve heating them in a still – a daunting process.

One reason for serious space exploration is global politics. Americans may think the moon is theirs because they were the first to plant a flag on it. No such thing, says Dyar. “Who owns the moon is still up for grabs,” she said.

The Outer Space Treaty of 1967, signed first by the major powers and subsequently by about 100 other countries, governs exploration and use of celestial bodies. Among the rules: No nuclear weapons up there.

Another reason for serious space exploration: “If an asteroid were to hit the earth, people could survive temporarily on the moon,” said Dyar.

She is referring to the kind of asteroid that killed the dinosaurs. “If you read the literature, it’s very pragmatic,” she said. “We all know the U.S. and other countries monitor the skies. What would we do?”

One of the three teams to which Dyar is assigned is based at Stony Brook University in New York. It studies how to extract as much information as possible from very small rock samples from outer space.

Many of the techniques that have been used for such analysis require a pretty big sample,” said Dyar, who serves as co-leader of this team, and a big sample is not always available. Mount Holyoke lab instructor and asteroid expert Tom Burbine is also on that team.

Another team, based at Brown University in Providence, R.I., works on how to identify minerals long-distance from an orbiting spacecraft. Dyar also has a lead role in this one. She and her Mount Holyoke students will train Brown faculty and graduate students on how to use complicated data processing equipment to conduct the research.

Dyar is a spectroscopist, which means that she analyzes of the distinct patterns that light makes when it bounces off surfaces.

The third team project, based at Johns Hopkins University in Baltimore, Md., studies how much hydrogen is trapped in minerals on the moon.

Though she holds the august academic title of Kennedy-Schelkunoff Professor of Astronomy at Mount Holyoke, Dyar is as lively and excited as a kid when she talks about her work.

“It’s a fun project,” she said. “You gotta remember—I started working on lunar samples in 1979. I’ve had a lifetime to get used to how amazing this is!”


Stable moons

Over nearly a decade of study, Kepler identified 10 exoplanets in orbit around nine pairs of stars. The planets lie close to their stars, zooming around in no more than seven Earth days. Each pair of stars is in a tight configuration, separated by only about a tenth of the distance between the Earth and sun, a number known as one Astronomical Unit (AU). The planets themselves orbit their stars' centers of mass at a distance of about one AU, making these worlds circumbinary. (Planets can also orbit a single star in a binary pair if the pair is far enough apart, the planet may act more like it is circling a single star.)

While the exomoons of planets that orbit a single star is awell-studied phenomenon, Hamers said, less work has been done for exomoons in binary systems. A handful of circumbinary worlds have been discovered using other telescopes, but the researchers in the new study were particularly interested in the newfound Kepler planets.

"We were curious which orbits of exomoons around these circumbinary planets would be dynamically stable," Hamers said.

The scientists ran multiple simulations of the moons of planets around stellar pairs. Results showed that stable simulated moons remained close to their planets, at about 0.01 AU apart, so that these moons were less affected by the gravity of the stellar pairs. Moons were also more stable when they circled more massive planets. The angle of the moon's path around the planet compared to the planet's path around the suns proved important, as well. When a moon circled at a 90-degree angle compared to the planetary path, the moon oscillated widely before becoming unstable, crashing into the planet or, on rare occasions, one of the stars.

What might it look like to stand on the moon orbiting a planet with two stars in the sky? That would depend strongly on the moon's orientation and rotation period, Hamers said. If the moon resembles the moons of Jupiter, its "day" will likely span several Earth days. The tight orbits of these exomoons mean they should whip around their giant planets over about 10 Earth days, he said.

"During the 'day' on the exomoon, there will be two stars visible in the sky, separated by about 40 degrees, which will noticeably move during the course of the 'day,'" Hamers said. "Also, there will be times that the binary stars eclipse each other, [with] only one star visible for a limited amount of time."

If all three objects travel along the same plane, the planet itself will obscure the stars roughly every 10 days. If they are tilted in relation to one another, however, eclipses may be avoided.

Although the new research did not directly hunt for exomoons, the findings could help aim future hunts for the tantalizing objects. By determining the regions around a circumbinary planet where an exomoon would be unable to survive, Hamers said, this research can help scientists discount ambiguous signals. Such misleading signals could be effects created by stellar activity or star spots.

The new findings also reveal the limits on exomoon stability around double stars depending on the ratio of the planet&rsquos mass to that of its stars. "This relation likely applies to any circumbinary system," Hamers said. However, he did add the caveat that the team focused on Kepler binaries the researchers didn't thoroughly investigate outside binaries.

Telescopes such as NASA's recently launched Transiting Exoplanet Survey Satellite and the upcoming European CHEOPS and PLATO spacecraft may be good for hunting down exomoons, Hamers said.

The research was detailed Nov. 1 in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Moonless Earth Could Potentially Still Support Life, Study Finds

Scientists have long believed that, without our moon, the tilt of the Earth would shift greatly over time, from zero degrees, where the Sun remains over the equator, to 85 degrees, where the Sun shines almost directly above one of the poles.

A planet's stability has an effect on the development of life. A planet see-sawing back and forth on its axis as it orbits the sun would experience wide fluctuations in climate, which then could potentially affect the evolution of complex life.

However, new simulations show that, even without a moon, the tilt of Earth's axis — known as its obliquity — would vary only about 10 degrees. The influence of other planets in the solar system could have kept a moonless Earth stable. [10 Coolest New Moon Discoveries]

The stabilizing effect that our large moon has on Earth's rotation therefore may not be as crucial for life as previously believed, according to a paper by Jason Barnes of the University of Idaho and colleagues which was presented at a recent meeting of the American Astronomical Society.

The new research also suggests that moons are not needed for other planets in the universe to be potentially habitable.

As the world turns

Due to the gravitational pull of its star, the axis of a planet rotates like a child's top over tens of thousands of years. Although the center of gravity remains constant, the direction of the tilt moves over time, or precesses (as astronomers call it).

Similarly, a planet's orbital plane also precesses. When the two are in synch, the combination can cause the total obliquity of the planet to swing chaotically. But the gravity of Earth's moon has been shown to provide a stabilizing effect. By speeding up Earth's rotational precession and keeping it out of synch with the precession of Earth's orbit, it minimizes fluctuations, creating a more stable system.

As terrestrial moons go, Earth's moon is on the large size — only about a hundred times smaller than its parent planet. In comparison, Mars is over 60 million times more massive than its largest moon, Phobos.

The difference is substantial, and with good cause — while the Martian moons appear to be captured asteroids, scientists think that Earth's moon formed when a Mars-sized body crashed into the young planet, blowing out pieces that later consolidated as the lunar satellite — a satellite which affects the planet's tilt.

Scientists estimate that only one percent of any terrestrial planets will have a substantial moon. This means that most such planets are expected to experience massive changes in their obliquity.

The pull of the planets

While Earth's moon does provide some stability, the new data reveals that the pull of other planets orbiting the sun — especially Jupiter — would keep Earth from swinging too wildly, despite its chaotic evolution. [10 Extreme Planet Facts]

"Because Jupiter is the most massive, it really defines the average plane of the solar system," said Barnes.

Without a moon, Barnes and his collaborators have determined that Earth's obliquity would only vary 10 to 20 degrees over a half a billion years.

That doesn't sound like much, but the changes of 1 to 2 degrees the planet presently exhibits are thought to be partly responsible for the Ice Ages.

According to Barnes, the present shift is "a small effect, but in combination with Earth's present climate, it causes big changes."

Still, a 10-degree change is not a huge problem when it comes to life. "(It) would have effects, but not preclude the development of large scale, intelligent life."

Furthermore, if Jupiter were closer, Barnes explains, the Earth's orbit would precess faster, and the moon would actually make the planet fluctuate more wildly, rather than less.

"A moon can be stabilizing or destabilizing, depending on what's going on in the rest of the system," he said.

The benefit of a backspin

The team also determined that planets with a retrograde, or backward, motion should have smaller variations than those that spin in the same direction as their parent star, a large moon notwithstanding.

"We think the initial rotation direction should be random," Barnes said. "If it is, half the planets out there would not have problems with obliquity variations."

What determines which way a planet spins? He suspects that "whatever smacks the planet last establishes its rotation rate."

A 50/50 shot at retrograde precession, combined with the likelihood of other planets in the system keeping the planet from tipping on its side, means more terrestrial planets could be potentially habitable. Barnes ventured an estimate that at least 75 percent of the rocky planets in the habitable zone may be stable enough for life to evolve, though he notes that additional studies are needed to confirm or disprove that.

In comparison, the previous idea that a large moon was necessary for a constant tilt meant that only about 1 percent of terrestrial planets would have a steady climate.

"A large moon can stabilize (a planet)," Barnes said, "but in most cases, it's not needed."

This story was provided by Astrobiology Magazine, a web-based publication sponsored by the NASA astrobiology program.


Moons in Our Solar System that Could Support Extraterrestrial Life

The search for extraterrestrial life forms has to begin from our vicinity. The first logical assumption is our neighbor Mars, where scientists believe that liquid water existed billions of years ago. Climate changes stripped most of the Red Planet’s atmosphere, but there is a possibility that simple forms of life exist within the ice hidden under its rocky surface.

Some forms of life may still exist in our solar system on worlds other than Earth or Mars. While there aren’t too many candidates in the “golden zone”, where the temperature is just right for liquid water to exist, there are reasons to believe that alien organisms could live on some of the moons around us. The things that are the most important for these natural satellites to support life are liquid water, orbital stability, suitable atmosphere, favorable tidal effects, stable axial tilt and climate.

Europa

System: Jupiter
Diameter: 0.25 Earths (

90 % of our own Moon)
Mass: 0.008 Earths
Atmosphere: Very thin, mostly oxygen

Europa is one of the most exciting prospects for extraterrestrial life in the Solar System. First, because there is a vast ocean buried beneath its icy surface. Heating caused by the tidal forces of Jupiter keeps large portions of these oceans liquid. This effect may provide a source of energy for life, while vents on the seafloor could provide food. Plumes of water have been seen erupting 160 kilometers (100 miles) above the surface. Oxygen, hydrogen and other compounds could also be supplied to living organisms from the water-ice surface. This outer shell is constantly “bombarded” with radiation from the giant planet, but this could be a shield for any life below. While Europa is only one-fourth the diameter of Earth, its ocean may contain twice as much water as the oceans on our planet.

Enceladus

System: Saturn
Diameter: 0.04 Earths (500 kilometers / 300 miles)
Mass: 0.000018 Earths
Atmosphere: Mostly water vapor (also nitrogen, carbon dioxide)

The tiny natural satellite Enceladus is another top candidate for finding life. It does not only have an ocean beneath the surface, but scientists believe that the icy crust is also thinner compared to other worlds where life might exist. Additionally, it is actively and regularly firing out plumes of water from its south pole. This means that materials from the ocean are dumped on to the surface. So, studying it may not be beyond the realms of possibility. Data from the Cassini spacecraft even showed that materials form the ocean contained complex organic molecules, which may suggest that the ocean is habitable. Hydrothermal vents on the sea floor could also provide food for life.

Titan

System: Saturn
Diameter: 0.4 Earths (larger than Mercury)
Mass: 0.02 Earths
Atmosphere: Thick, mostly nitrogen (also methane, hydrogen)

Saturn’s largest moon has unique qualities that have not been observed anywhere else in the universe so far. Namely, Titan is the only satellite in our family of planets known to have a substantial atmosphere. Additionally, it is the only world besides Earth known to have a system of liquid rivers, lakes, and seas. It can even rain and snow. The twist is that the liquid is not water, but methane, ethane, and other hydrocarbons. Normally, water is the key element that should be present somewhere if we expect to find life, but what if it’s not actually necessary? Carbon is a primary component of all known life on Earth and is the second most abundant element in the human body by mass after oxygen. It is a unique element that can bond to nearly anything, creating a wide variety of molecular structures. Therefore, some scientists suggest that methane and other hydrocarbons could be used as a solvent for life on Titan and similar worlds instead of water. So, if life exists on Titan, it would be very different from anything we have ever known before.

Ganymede

System: Jupiter
Diameter: 0.4 Earths
Mass: 0.025 Earths
Atmosphere: Very thin, mostly oxygen

The largest moon in the Solar System is also the only one to have a significant magnetic field. This is crucial for keeping life on Earth safe from radiation, so it could have a similar role on Ganymede as well. Because of this commonality, auroras can be observed on its poles just like the northern lights can be seen on our planet. Interestingly, research studies have shown that Jupiter’s massive satellite could have layers of ice and liquid water between its surface and core. Tidal forces from Jupiter could keep this water in a frigid liquid form, so perhaps life could have evolved underneath the surface.

Other potentially habitable moons

Callisto

This is the most distant of Jupiter’s four largest moons, which means less radiation than the others. It is believed that Callisto may also contain a subsurface ocean, potentially habitable by living organisms. Its atmosphere consists of carbon dioxide, hydrogen, and oxygen, making this moon more hospitable to life as we know it.

Triton

There is a possibility that Neptune’s largest moon is home to alien life. Scientists are not completely sure if an ocean exists beneath its frozen crust, but there are some cracks and volcanic features on this world which suggest it is warmed by tidal heating from its planetary companion. Even though the surface of Titan is one of the coldest places in the solar system, the inner heat and geological activity could potentially provide conditions for water to exist in liquid form.

Io

Io is the most volcanically active world in the entire Solar System, so at first glance, it doesn’t look very hospitable and habitable. However, it could have had liquid water in the past, which in combination with the heat could have supported life.

Dione

This icy moon which orbits around Saturn is also thought to have an ancient ocean under the surface. However, the crust could be thick as much as 100 kilometers. Still, some form of life could theoretically exist down there.

Charon

A canyon and suspected cryovolcanic activity may suggest that Pluto’s largest moon once had an ancient internal ocean of water and ammonia. Whether it could have been habitable, remains a mystery.


Wandering Promise: Study Says Moons of Rogue Exoplanets Could Be Habitable, Host Liquid Water

The cosmic universe is vast, with countless worlds scattered around billions of distant galaxies—each different and unique from the other. The planets beyond the bounds of our solar system are known as exoplanets, and astronomers have long suspected that some of them may hold the potential to host some forms of life.

Even among these, not all cosmic worlds are loyally bound to host stars! Some of them are rogue exoplanets, which wander the dark cosmic space without a host. The absence of a heat source excludes them from possessing suitable conditions to host life.

But, there is a twist! Some of these rogue planets have a natural satellite like the Moon to Earth. And it turns out, these moons or exomoons could be as warm and wet as Earth. For the first time, a recent study has determined that some of the exomoons of rogue exoplanets could hold habitable conditions.

How can exomoons be habitable?

Scientists from the University of Concepción in Chile explored the possibilities of life on exomoons, equivalent to Earth’s mass, orbiting the rogue gas giants of mass comparable to Jupiter. The researchers modelled the probability of such exomoons hosting an atmosphere composed of 90% carbon dioxide and 10% hydrogen over its evolutionary history.

They further looked into the possible presence of an atmosphere and liquid water to find the ideal exomoon candidate. Finally, to understand the formation of these two life-supporting conditions, the team explored cosmic radiation and the gravitational effect of the rogue exoplanet on the exomoon.

And this was when they decoded the conditions conducive to life! The authors of the study explain: “We find that, under specific conditions and assuming stable orbital parameters over time, liquid water can be formed on the surface of the exomoon. The final amount of water for an Earth-mass exomoon is smaller than the amount of water in Earth oceans, but enough to host the potential development of primordial life.”

Researchers reveal that cosmic radiation can help execute the chemical reaction required to form water by converting hydrogen and carbon dioxide. “The chemical equilibrium time-scale is controlled by cosmic rays, the main ionisation driver in our model of the exomoon atmosphere,” says the study. Moreover, the tidal force will act as the source to keep it liquid.

The world of exomoons

According to the observations in the study, the combination of two factors—cosmic radiation and the gravitational effect of the rogue planet—can create the settings just right enough to sustain liquid water and the atmosphere. On Earth, the heat helps to keep the process of photosynthesis going and help maintain the surface water in the liquid state.

The study highlights that there could be at least one rogue Jupiter-sized gas exoplanet for every star in our home galaxy: Milky Way. Earlier studies have estimated that there could be over 100 billion rogue exoplanets. There are high chances that many of them would have moved from their original location along with an exomoon.

The temperatures beyond the limits of a star system are incredibly frigid. Despite this, there are some known worlds where water has been discovered in liquid form. In fact, there are some icy moons in the solar system as well—like the Ganymede and Europa that orbit Jupiter and Enceladus that orbit Saturn—which are thought to host liquid oceans beneath the thick ice shells.

For decades, astronomers have speculated that Europa and Enceladus might host some form of alien life. The speciality of these worlds is the retention of water in liquid form due to the gravitational tug of respective planets. Likewise, a substantial amount of water could exist in the exomoon's atmosphere. With this study, the possibilities of exploring the world of exomoons become wide open in search of alien life.

The results of the study have been published in the International Journal of Astrobiology and can be accessed here.


Revealed: Why We Should Look For Ancient Alien Spacecraft On The Moon, Mars And Mercury According To NASA Scientists

From UFO crash sites on other planets and aliens “lurking” on asteroids to a permanent radio . [+] telescope on the far side of the Moon, a new NASA-funded study into the search for intelligent extraterrestrial life (SETI) details how future NASA missions could purposefully look for “technosignatures.”

From UFO crash sites on other planets and aliens “lurking” on asteroids to a permanent radio telescope on the far side of the Moon, a new NASA-funded study into the search for intelligent extraterrestrial life (SETI) details how future NASA missions could purposefully look for the “technosignatures” of advanced alien civilizations.

Described as evidence for the use of technology or industrial activity in other parts of the Universe, the search for technosignatures has barely begun, but could unearth something surprising without much additional spend, says the study.

After more or less ceasing its search for technosignatures in 1993 after pressure by politicians, NASA has become increasingly involved in SETI.

Published in the specialized journal Acta Astronautica, the study includes a list of what’s NASA missions could detect as observational “proof of extraterrestrial life” beyond Earth.

Perhaps most intriguingly, the paper suggests that interstellar probes might have been sent into the Solar System a long time ago, perhaps during the last close encounter of our Sun with other stars.

29 Intelligent Alien Civilizations May Have Already Spotted Us, Say Scientists

There Is Only One Other Planet In Our Galaxy That Could Be Earth-Like, Say Scientists

Açıklandı: Bu Haftanın 'Çilek Ayı' Neden Bu Kadar Alçak, Bu Kadar Geç Ve Çok Aydınlık Olacak?

The closest star to the Sun right now, Proxima Centauri, is over 4.2 light-years distant, but roughly every 100,000 years a star comes within nearly a light-year from the Sun. There have therefore been “tens of thousands” of opportunities for technologies similar to ours to have launched probes into our Solar System, according to the paper.

“Such artifacts might have been captured by Solar System bodies into stable orbits or they might even have crashed on planets, asteroids or moons,” reads the paper. “Bodies with old surfaces such as those of the Moon or Mars might still exhibit evidence for such collisions.”

The Moon, Mars, Mercury or Ceres could contain evidence of impacts or existing artifacts that may . [+] have been preserved for between millions or billions of years.

The paper’s nine suggestions for technosignature-hunting missions include:

Mission 1: search for crash sites on the Moon, Mars, Mercury or Ceres

The surfaces of these places are ancient and unchanging. Evidence of impacts or existing artifacts might be preserved for between millions and billions of years—so we should scan the Moon and Mars in ultra-high resolution.

Mission 2: look for pollution using Earth as a template

As recently published for NASA by the same authors, the JWST could find CFC gases—proof of civilization—around exoplanets if it was 10 times more common than on Earth. It could also find nitrogen dioxide (NO2), produced as a byproduct of combustion or nuclear technology.

Mission 3: search for Dyson spheres

A so-called “waste heat mission” to pick-up technological waste heat would require an all-sky survey using a space telescope with sensitivity at many infrared bands.

A permanent dish on the “radio-quiet” far side of the Moon would be free of contamination from human . [+] radio emissions, so enable super-sensitive searches. (Photo by NASA via Getty Images)

Mission 4: build a radio telescope on the Moon’s far side

The search for technosignatures so far has been conducted largely via radio astronomy—and continues to be so via the Breakthrough Listen project. However, a permanent dish on the “radio-quiet” far side of the Moon would be free of contamination from human radio emissions, so enable super-sensitive searches.

Mission 5: look for ‘lurkers’ on asteroids

We may be being watched by aliens concealed on resources-rich near-Earth objects (NEOs)—possibly even asteroids that orbit the Sun with Earth.

Mission 6: intercept missions to ‘interstellar interlopers’

‘Oumuamua for 2I/Borisov passed through the Solar System without us able to conclusively establish their nature and origins. So we should have an intercept mission ready to launch when a target next presents itself—and that could be soon after the Vera C. Rubin Observatory’s all-sky surveys begin later in 2021.

Illustration of Oumuamua. In 2017, astronomers discovered an object in the Solar System which seemed . [+] out of place. Its orbit is highly hyperbolic, not parabolic, which implies it originated outside of the Solar System and is just passing through. The interloper has been named Oumuamua Hawaiian for scout or messenger. Follow-up observations have revealed that Oumuamua is very oddly shaped, like a cigar, more elongated than any known Solar System object. Estimates put its size at 200 x 30 x 30 m, and its rotational period at 8.14 hours. An alternative possibility, however unlikely, has been mentioned in a scientific paper - that the object might actually be an alien spacecraft such as a solar sail (left).

Mission 7: search existing data

Such as objects in orbit around exoplanets, pollution in exoplanet atmospheres and the detection of night-time illumination on exoplanets.

Mission 8: conduct all-sky laser searches

Short laser pulses could be searched for in visible light and in wide regions of the infrared with a single instrument.

Mission 9: study small asteroids

Asteroids under 10m in diameter may be artificial, but we’ve never looked. Anything with very flat metallic surfaces will high reflectivity polarize reflected light.

Wishing you clear skies and wide eyes.

Ben deneyimli bir bilim, teknoloji ve seyahat gazetecisiyim ve gece gökyüzünü, güneş ve ay tutulmalarını, aya bakmayı, astro-seyahati,