Istne zoo międzygwiezdne. Księżyce planet swobodnych, jako źródło życia

Od ponad trzydziestu lat astronomowie regularnie powiększają katalog znanych planet krążących wokół gwiazd innych niż Słońce. Aktualnie w katalogu znajduje się już ponad 5000 wpisów, aczkolwiek kandydatek na planety, które wciąż czekają na ostateczne potwierdzenie jest jeszcze dwa razy więcej. Nie zmienia to jednak faktu, że wszechświat to znacznie więcej niż tylko planety krążące wokół gwiazd. Mamy wszak także planety, które zostały wyrzucone ze swoich układów planetarnych. Pytanie, czy na takim dryfującym globie, nieoświetlanym przez żadną gwiazdę jest sens szukać jakiegokolwiek życia? Naukowcy mają pewną teorię, która wydaje się niezwykle interesująca.
Istne zoo międzygwiezdne. Księżyce planet swobodnych, jako źródło życia

Ewolucja układów planetarnych, szczególnie na wczesnym etapie ich formowania nie jest procesem spokojnym i przebiega zazwyczaj dość burzliwie. Z resztek po procesie formowania się nowej gwiazdy tworzy się wokół niej płaski dysk protoplanetarny. W tymże dysku z kolei powstają lokalne zagęszczenia materii, które na zmianę zderzają się z innymi i ulegają zniszczeniu. Jeżeli prędkość zderzenia między takimi obiektami jest wystarczająco niska, mogą się one ze sobą łączyć w odpowiednio większe obiekty. Z czasem te, którym udało się przetrwać zaczynają czyścić swoją orbitę wokół gwiazdy z odłamków i jedynie wchodzą w interakcje grawitacyjne z innymi planetami przelatując w ich pobliżu raz na jedno okrążenie gwiazdy. Nawet w takiej sytuacji regularne interakcje z masywnymi planetami może prowadzić do stopniowej zmiany prędkości planety i w skrajnych przypadkach nawet do wyrzucenia jej ostatecznie z układu planetarnego. Taka planeta zaczyna wtedy swoje życie jako samotnie dryfujący glob w pustej przestrzeni międzygwiezdnej. Obiekt taki traci w tym momencie swoje główne źródło energii, czyli promieniowanie gwiazdy macierzystej i jako ciemny glob zaczyna życie w ciemności.

Naukowcy szacują, że tylko w Drodze Mlecznej może istnieć nawet od 200 do 400 miliardów takich planet. Powstaje zatem takie pytanie, czy obiekty tego typu mogą stanowić atrakcyjny cel dla poszukiwaczy życia pozaziemskiego.

Czytaj także: Polacy zaobserwowali najmniejszą planetę swobodną. “To kamień milowy w astronomii”

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że nie. Planeta pozbawiona gwiazdy będzie stopniowo się ochładzała. Przez jakiś czas z pewnością będzie ogrzewana przez procesy zachodzące w jej wnętrzu, jednak na powierzchni będzie coraz zimniej. Jeżeli na takiej planecie nie powstało już życie, to w przestrzeni międzygwiezdnej szanse na to będą tylko mniejsze. Jest jednak jeszcze jedno wyjście.

Księżyce samotnych planet mogą być niezwykle ciekawe

Załóżmy, że z układu planetarnego wyrzucona zostaje planeta o masie Jowisza. Symulacje przeprowadzone kilka lat temu wskazują, że w takiej sytuacji planeta ucieka w przestrzeń międzygwiezdną wraz ze swoimi księżycami, a owe księżyce pozostają na takich orbitach, na jakich krążyły wokół nich wcześniej. I tu pojawia się fascynująca teoria.

Wystarczy spojrzeć na bynajmniej niehipotetyczne, a rzeczywiste księżyce Jowisza czy Saturna. W przypadku obu planet znajdziemy księżyce lodowe, które nie powinny być przesadnie aktywne czy interesujące. Fakt jednak, że znajdują się one na eliptycznych orbitach wokół gazowych olbrzymów sprawia, że grawitacja planety macierzystej bezustannie je ściska i rozciąga ogrzewając tym samym ich wnętrze. Tak jest w przypadku chociażby Europy i Enceladusa. W obu przypadkach mamy do czynienia z globami, które w swoich wnętrzach mają potężne oceany ciekłej wody, mimo że do ekosfery Słońca im bardzo daleko.

Czytaj także: Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy, jak tworzą się księżyce. W systemie planetarnym oddalonym o 400 lat świetlnych

Nawet kiedy zatem gwiazda zniknie, to grawitacja planety się nie zmieni i tak samo będzie oddziaływała na krążące wokół niej księżyce.

Naukowcy podejrzewają, że wśród planet samotnych znajduje się wiele planet gazowych o masie zbliżonej do masy Jowisza. Wokół takich planet mogą krążyć księżyce o rozmiarach Ziemi. Jeżeli taki księżyc porusza się po orbicie eliptycznej, to jego wnętrze będzie skutecznie ogrzewane pływowo przez pole grawitacyjne planety. Załóżmy teraz, że taki księżyc ma gęstą atmosferę. Nie jest to nic dziwnego, wszak w Układzie Słonecznym mamy Tytana, księżyc Saturna, który może poszczycić się gęstą atmosferą. Przy odpowiednim składzie chemicznym i odpowiedniej gęstości atmosfery możemy mieć do czynienia z księżycem, którego wnętrze rozciągane pływowo emituje sporo ciepła, które następnie jest uwalniane na powierzchnię i przytrzymywane tam przez gęstą atmosferę na tyle długo, aby na powierzchni mogły istnieć warunki do istnienia wody w stanie ciekłym. W takim miejscu teoretycznie powinny istnieć warunki sprzyjające powstaniu życia i to bez konieczności występowania gwiazdy.

W swojej pracy naukowcy wyliczyli, że gdyby na takim księżycu istniała atmosfera gęstością podobna do ziemskiej, warunki takie utrzymałyby się tam przez około 50 milionów lat. No cóż, na życie potrzeba nieco więcej czasu. Warto jednak zauważyć, że gdyby atmosfera gęstością przypominała atmosferę Wenus, to już warunki na powierzchni powinny utrzymać się przez całkiem poważne 1,6 miliarda lat. Wystarczy tutaj dodać, że gdy Ziemia miała 1,6 miliarda lat, to życie dawno już skakało po jej powierzchni.

Może zatem być tak, że co noc spoglądamy w stronę gwiazd i zastanawiamy się, czy przy nich przypadkiem nie znajduje się jakieś życie, a tymczasem życie istnieje na księżycu niewidocznej planety znajdującej się w pozornie czarnej pustce między obserwowanymi przez nas gwiazdami. Warto uświadomić sobie jednak, że życie powstałe na takim księżycu musiałoby wyglądać zupełnie inaczej niż na Ziemi, chociażby przez to, że byłby to glob skąpany w całkowitej ciemności.