천문학

이 3 개의 위성 시스템이 안정적 일 수 있습니까?

이 3 개의 위성 시스템이 안정적 일 수 있습니까?



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내 가상 세계에서 나는 내 행성의 Hills Sphere를 최대화하기 위해 모든 매개 변수를 선택했습니다. 이 행성은 지구 질량의 3 배를 가지고 있으며 우리 태양보다 1.4 배 더 무거운 별에서 2AU에 위치해 있습니다.
나는 시스템에 더 많은 행성이 있지만 그런 방식으로 내 행성과 최소한의 상호 작용을한다고 가정합니다.

1 : 2 : 4 공명으로 3 개의 달을 갖고 싶습니다. 나도 원해:

  • 하늘에 우리 달만큼 큰 첫 번째
  • 두 번째 1.5 배 큰
  • 세 번째는 달 크기의 절반입니다.

이를 달성하기 위해 다음과 같이 가정했습니다.

  • 달 반경이 1.1 인 첫 달,
  • 두 번째 2.3
  • 그리고 세 번째 1.1.

그들의 궤도는 18 일, 36 일, 72 일입니다.

나는 그들의 밀도에 대해 정말로 신경 쓰지 않고 그들의 질량이

  • 1 개의 달 질량 (아마 바위 같음)
  • 3 개의 달 질량 (물 또는 얼음 세계)
  • 0.3 음력 (아마도 얼음 세계)


더 안정적이려면 편심도가 0.05보다 작고 기울기가 0이어야한다고 생각합니다.
내 달의 회전에 대해 잘 모르겠습니다. 조석이 잠길 가능성이 있습니까?
이것은 시스템의 최대 안정성을 달성하기위한 노력입니다. 시스템을보다 안정적으로 만들기 위해 어떤 매개 변수를 재고해야합니까? 나는 공명조차도 거의 모든 것을 기꺼이 바꾸고 싶지만 달이 지구와 비슷한 방식으로 내 행성에서 보이기를 바랍니다.
이 질문은 판타지 이야기를위한 허구의 세계에 관한 것이므로 그 시나리오가 발생할 최소한의 가능성조차도 충분합니다. 그래서 어떤 아이디어?


추신 worldbuild.stackexchange에서 비슷한 질문을했지만 더 나은 답변을 위해 여기로 안내했습니다.


설명의 어떤 것도 믿기지 않게 들립니다. 그래도 이해하기 위해 일부 속성을 살펴보고 확장하겠습니다.

행성의 질량은 지구의 3 배

나는 당신의 새로운 행성이 구성과 밀도면에서 지구와 같다고 가정 할 것입니다. 이는 반경이 약 $ R_p approx 1.4 : R_ oplus $이어야 함을 의미합니다. 나중에 사용할 수 있도록 따로 보관 해 두겠습니다.

이제 달을 살펴 보겠습니다.

  • 하늘에 우리 달만큼 큰 첫 번째
  • 두 번째 1.5 배 큰
  • 세 번째는 달 크기의 절반입니다.

이를 달성하기 위해 다음과 같이 가정했습니다.

  • 달 반경이 1.1 인 첫 달,
  • 두 번째 2.3
  • 그리고 세 번째 1.1.

첫 번째 달은 하늘에있는 현재 달만큼 크고 물리적 반경이 $ R_ {M1} = 1.1 : R_ {M} $라고 말합니다. 현재의 달은 평균 약 $ 30 : arcsec = 8.73 times10 ^ {-3} : rad $입니다. 거리 $ d_ {M1} $를 계산할 수 있습니다. 달은 다음 방정식을 사용하여 우리 달과 동일한 겉보기 크기를 갖기 위해 행성으로부터 떨어져 있어야합니다.

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

$ R $에 $ R_ {M1} $를 사용하고 $ delta $에 $ 8.73 times10 ^ {-3} : rad $를 사용하면 달이 $ d approx 4 times10 ^ 8 : m = 44.5 여야합니다. R_p $. 당신의 첫 달은 행성 반경이 약 44.5이어야합니다. 이것을 행성 반경 약 60의 달의 거리와 비교하십시오.

이제 우리는 행성의 질량, 달의 질량 및 궤도 거리를 고려할 때 그러한 달이 궤도를 도는 데 걸리는 시간을 알고 싶습니다. 케플러의 세 번째 법칙에서 얻을 수 있습니다.

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

$ M_p = 3 : M_ oplus $ (지정한대로)라고 말할 수 있으며 방금 $ d $를 계산했습니다. 달의 질량 만 지정하면됩니다. 달에 원하는 질량을 제공 했으므로 모두 준비되었습니다. 참고 $ G = 6.67 times10 ^ {-11} m ^ 3kg ^ {-1} s ^ {-2} $는 중력 상수입니다. $ P_ {M1} = 1.44 times10 ^ 6 : s = 16 : days $입니다.

지금 여기서 잠시 멈 춥니 다. 귀하의 숫자가 충돌하는 지점에 도달했습니다. 여러분의 행성과 첫 번째 달의 겉보기 크기, 질량, 반지름을 고려할 때 우리는 16 일 안에 행성을 공전해야한다는 것을 발견했습니다. 1 : 2 : 4 공명을 유지하려면 다른 위성이 각각 32 일과 64 일 내에 궤도를 도는 것이 필요합니다.

나머지 수학은하지 않겠습니다. 여러분에게 맡기겠습니다. 하지만 모든 것이 실제 물리학과 일치하는지 확인하려면 남은 두 달이 궤도를 도는 데 걸리는 시간 (예 : $ P $을 알고 있음)을 알고 있다고 말하면 다음과 같은 거리에 있어야합니다. 궤도 (즉, $ d $의 가치는 얼마입니까)? 그것을 얻기 위해 Kepler의 세 번째 법칙을 거꾸로 적용하십시오. 그런 다음 하늘에서 원하는 겉보기 크기가 주어지면 각 크기 방정식을 거꾸로 작업하여 물리적으로 얼마나 커야하는지 결정하십시오. 달의 새로운 반경을 얻게됩니다. 그런 다음 달의 새로운 질량과 반지름이 원하는 달 유형과 일치하는 밀도와 일치하는지 확인할 수 있습니다. 예를 들어 세 번째 달이 얼음 달이 될 경우 밀도는 $ sim1 : g / cm ^ 3 $이어야합니다. 요구 사항과 방정식에 맞는 시스템을 얻을 때까지 숫자를 가지고 놀 수 있습니다.

중요한 참고 사항 :이 모든 방정식은 MKS 단위를 사용합니다. 즉, 질량은 킬로그램 ($ kg $), 거리와 크기는 미터 ($ m $), 시간 ($ s $), 각도는 라디안 ($ rad $)이어야합니다.


이것이 작동하지 않을 이유가 없습니다. 가장 안쪽에있는 갈릴리 위성은 1 : 2 : 4 공명이므로 확실히 안정적인 궤도 구성입니다. 당신이 원한다면 그것들은 모두 조석으로 잠길 수 있지만 행성 자체는 그들 모두로 조석으로 잠길 수 없습니다. 행성이 조석으로 잠겨 있다면 가장 안쪽의 달과 함께 잠겨있을 것입니다.

또한 갈릴리 위성은 모두 편심도가 0.01 미만이고 경사가 0.5도 미만입니다.


달은 생명체가 형성 될 수있을만큼 행성이 오랫동안 안정적으로 유지되도록 도울 수 있습니다

달은 우주에서 지구와의 동반자 이상의 역할을합니다. 달은 복잡한 형태의 생명체의 진화를 환영 할만큼 지구 궤도를 안정시키는 데 도움이되었을 것입니다.

새로운 연구에 따르면 먼 행성 주변에서도 큰 위성이 형성되고 안정적으로 유지되어 잠재적으로 외계 생명체의 진화를 도울 수 있다고합니다.

연구원들은 또한 최근에 발견 된 암석 외계 행성 Kepler-62f에 달이 있다면 달이 50 억년 이상 지속될 수 있으며 아마도 복잡한 생명체의 진화를 촉진하는 데 도움이 될 수있을 것이라고 제안합니다. 수사관들은 조사 결과를 국제 천문학 저널.

지난 20 년 동안 천문학 자들은 태양계 너머에 1,700 개 이상의 행성이 존재 함을 확인했으며 곧 그러한 외계 행성 수천 개가 더 존재한다는 것을 곧 증명할 것입니다. 특히 흥미로운 것은 거주 가능 지역에있는 먼 행성입니다. 별 주변 지역은 지구상에서 액체 물이 발견되는 거의 모든 곳에 생명체가 있기 때문에 세계가 표면에 액체 물을 보유 할 수있을 정도로 따뜻합니다.

일부 천문학 자들은이 세계가 해왕성과 유사하기 때문에 오해의 소지가있는 용어라고 말하는 초 지구 케플러 -62f에 대한 예술가의 개념입니다. 크레딧 : NASA

복잡한 형태의 생명체를 지원하기 위해 세계는 별의 거주 가능 구역 내에서 단순한 궤도 이상의 것이 필요합니다. 또한 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지되는 기후가 필요할 수도 있습니다. 세계의 기후를 제어하는 ​​한 가지 주요 요인은 축 방향 기울기라고도하는 기울기로, 별 주위를 이동하는 경로와 관련하여 회전축이 기울어지는 정도와 관련이 있습니다.

예를 들어 지구의 계절은 북반구와 남반구에 닿는 빛의 양이 북반구와 남반구가 태양을 향하거나 멀어지는 방식에 따라 달라지기 때문에 축 기울기에 따라 달라집니다.

지구의 축 기울기는 지구 직경의 약 1/4 인 큰 달의 중력으로 인해 안정되었습니다.

지구에 달이 없었다면 지구의 축 기울기가 급격히 변했을 것이고 지구의 기후도 자주 변했을 것이라고 아이다 호 대학의 행성 과학자 Takashi Sasaki가 말했다. .

대조적으로 화성은 상대적으로 작은 위성을 가지고 있으며 축 방향 기울기는 오랜 기간에 걸쳐 크게 변화하여 100,000 년 단위로 혼란스럽게 변동합니다. 화성의 축 방향 기울기의 이러한 흔들림은 왜 붉은 행성의 극에서 멀리 떨어진 곳에 거대한 지하 얼음 주머니가 발견되었는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 먼 과거에는 화성의 축이 지금보다 훨씬 더 극단적 인 각도로 기울어 졌을 수 있으며 만년설이 행성을 가로 질러 도달 할 수있었습니다. 화성의 축 기울기가 덜 극심해진 후에도 극에서 멀리 떨어진이 얼음은 이후의 먼지 층으로 보호되어 살아 남았습니다.

Kepler-62f에서 본 행성계의 모습. 출처 : Danielle Futselaar / SETI Institute

축 기울기가 화성과 같이 심하게 변동하는 행성은 복잡한 형태의 생명체가 진화하기에 충분한 시간 동안 유리한 기후를 유지하지 못할 수 있습니다. 예를 들어, 46 억년 된 지구에서 생명체가 단세포 유기체에서 식물, 동물, 균류와 같은 다세포 생물로 진화하는 데 약 38 억년이 걸렸습니다.

'지구는 장기적으로 안정된 기후를 가지고 있었기 때문에 지구상의 생명체는 단일 세포에서 복잡한 생명체로 진화 할 시간이있었습니다.'라고 Sasaki는 말했습니다.

달은 지구가 오랫동안 상대적으로 안정된 기후를 유지 한 주요 이유이기 때문에 달은 복잡한 생명체의 진화에있어 중요한 요소 중 하나라고 그는 말했다.

Sasaki와 그의 동료 Jason Barnes는 달, 행성 및 별의 다양한 질량과 구성을 고려하여 거주 가능한 지역의 암석 행성 주위에서 달이 얼마나 오래 지속될 수 있는지 이해하려고했습니다. 그들은 달이 50 억 년 동안 지속될 수있는 시스템에 초점을 맞췄다.

그들의 모델은 질량이 증가함에 따라 행성이나 달의 중력이 어떻게 증가하는지 설명했습니다. 또한, 그들의 계산은 두 물체가 서로 가까울수록 중력 조력이 얼마나 큰지를 고려했습니다. 행성 별의 중력은 또한 그 세계와 달 사이의 관계에 영향을 미칠 수 있습니다.

Mars Express 우주선에서 본 화성의 위성 Phobos. 출처 : G. Neukum (FU Berlin) 외, Mars Express, DLR, ESA

세 가지 잠재적 시나리오가 가능했습니다. 첫째, 화성의 위성 포보스가 지금으로부터 약 5 천만년을 할 것으로 예상되기 때문에 달은 분리되거나 숙주와 충돌 할 때까지 행성에 점점 더 가까워 질 수 있습니다. 다음으로 달은 행성을 벗어날 때까지 점점 더 멀어 질 수 있습니다. 마지막으로, 왜 소행성 명왕성의 달 카론의 경우와 마찬가지로 달은 행성에서 안정된 거리에 도달 할 수 있습니다.

달이 행성에 가까워 지거나 멀어지는 속도는 그들이 서로에게 가하는 조력이 소멸되고 회전 속도를 늦추는 정도에 따라 다릅니다. 예를 들어, 달의 궤도가 시간이 지남에 따라 지구에서 멀어짐에 따라 달의 회전 속도는 이제 지구에서 항상 한 면만 보여줄 정도로 느려졌습니다. 결국 지구는 항상 달의 한 면만 보여줄 정도로 회전 속도를 늦출 것입니다.

달의 표면에서 바라본 명왕성에 대한 예술가의 개념. 명왕성은 이미지 중앙에있는 큰 원반입니다. Charon은 오른쪽에있는 작은 디스크입니다. 이미지 크레딧 : NASA, ESA 및 G. Bacon (STScI)

달과 행성이 서로에게 가하는 조력을 소멸시키는 정도는 그 물체의 질량, 구성 및 구조에 크게 의존합니다. 예를 들어, 지구의 얕은 바다에서 조수가 흘러가는 방식은 많은 양의 조력 에너지를 소멸시킵니다. 바다가 없거나 심해가있는 행성은 지구보다 조력 에너지를 덜 소모합니다.

연구자들은 전형적인 네 가지 행성 구성을 조사했습니다. 대부분 실리콘 기반 암석 67 %와 암석 50 %가있는 철 행성 33 %, 암석 100 %가있는 얼음 행성 50 %, 철 100 %가있는 행성으로 구성된 지구형 행성입니다. 이 행성들은 지구 질량의 1/10에서 10 배였으며 태양 질량과 동일한 40 % 범위의 별들의 거주 가능 영역을 공전했습니다.

과학자들은 태양 질량의 42 % 미만을 가진 별이 복잡한 생명체를 찾기에 좋은 장소가 아닐 수 있다는 것을 발견했습니다. 달은이 시스템에서 50 억년 이상 생존 할 수 없기 때문입니다. 이것은 거주 가능 구역이 더 밝고 질량이 높은 별 시스템보다 더 어둡고 질량이 낮은 별에 더 가깝기 때문입니다. 예를 들어, 태양 질량의 40 ~ 50 %의 별을 가진 태양계에서 거주 가능한 거리는 태양과 지구 사이의 거리의 약 1/4입니다. 이 행성-달 시스템은 호스트 별에 너무 가깝기 때문에, 그들의 별 중력은 달이 행성 주위에 남아 있기에는 행성-달 시스템을 너무 많이 교란 시킨다고 Sasaki는 말했다.

명왕성의 가장 큰 달인 Charon의 탐지를 보여주는 New Horizons LOng Range Reconnaissance Imager (LORRI) 합성 이미지 이 이미지가 2013 년 7 월 1 일과 7 월 3 일에 촬영되었을 때 뉴 호라이즌 우주선은 명왕성에서 여전히 약 5 억 5 천만 마일 (8 억 8 천만 킬로미터) 떨어진 곳에있었습니다. 2015 년 7 월 14 일, 우주선은 명왕성 표면 위의 7,750 마일 (12,500km) 위를 통과 할 예정이며, 여기서 LORRI는 축구장 크기 정도의 지형지 물을 포착 할 수 있습니다. 출처 : NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute

이 발견은 저 질량 별이 고 질량 별보다 더 오래 살기 때문에 잠재적으로 생명이 진화하는 데 더 많은 시간을 제공하기 때문에 거주 가능한 행성에 좋다는 믿음과 상반됩니다. 예를 들어, 질량이 태양 질량의 두 배인 행성의 수명은 약 12 ​​억 ~ 13 억년이지만 태양 질량의 절반을 가진 별의 수명은 약 800 억년이라고 Sasaki는 말했습니다. 그러나 그는 '우리의 결과에 따르면 작은 질량의 별은 거주 가능한 행성의 좋은 부모 별이 아닐 수 있습니다'라고 지적했습니다. & # 8221

태양 질량이 42 % 이상인 별의 경우 달의 생존 여부는 행성의 구성과 행성이 조력 에너지를 얼마나 잘 소멸하는지와 같은 요인에 따라 달라집니다. 달의 수명은 호스트 행성의 밀도가 높을수록 더 길다.

연구진은 또한 지구에서 1,200 광년 떨어진 거리에 태양보다 조금 더 차갑고 작은 별과 거주 가능 구역에있는 두 개의 행성 인 케플러를 가지고있는 케플러 -62 시스템의 달에 대한 전망을 조사했습니다. -62e 및 Kepler-62f. 행성의 지름은 각각 지구 지름의 1.4 배와 1.6 배입니다.

이 다이어그램은 내부 태양계의 행성을 Lyra 별자리에있는 지구에서 약 1,200 광년 떨어진 5 행성 시스템 인 케플러 -62와 비교합니다. 크레딧 : NASA / Ames / JPL-Caltech

과학자들은 Kepler-62e가 궤도를 도는 달이 50 억년 이상 존재하려면 철과 같은 고밀도 물질로 거의 전적으로 구성되어야한다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 Kepler-62f가 다양한 구성을 가지고 있다면, 특히 바다가 없거나 심해 만있는 경우, 행성이 조수를 덜 소산시킬 수있는 경우 50 억 년 이상 달을 가질 수 있음을 발견했습니다 에너지.

앞으로 사사키는 거주 가능 구역에있는 지구 크기의 행성 주변의 달을 보는 대신 거주 가능 구역에있는 거대 행성 주변의 달을 조사하고 싶다고 말했습니다.

'거주 가능 지역의 거대한 행성에 달이 충분히 크면 달에 생명체가있을 수 있습니다'라고 Sasaki는 말했습니다. 거주 가능한 달에 유리한 조건을 찾는 것이 우리가 갈 방향입니다. & # 8221


당신이 설명하는 것은 불량 행성 달과 함께. 이것은 원래 태양계에서 방출되었거나 처음에 태양계에 속하지 않은 별의 궤도를 도는 행성입니다. 별이 없기 때문에 이것은 태양계로 적절하게 설명되지 않을 것입니다. 그러나 당신은 달이 궤도를 도는 불량 행성을 가질 수 있습니다. 불량 행성은 태양계에 속하지 않기 때문에 자체 시스템으로 설명 될 수 있습니다.

불량 행성은 별에서 상당한 일사량을받지 않기 때문에 자연스럽게 어둡고 차갑습니다. 별빛은 약하지만 여전히 가볍기 때문에 행성이 완전히 칠흑 같지는 않습니다. 태양과 같은 중요한 외부 에너지 원이 없기 때문에 모든 열은 지구 자체 내의 지열 또는 방사능 활동에서 발생해야합니다. 자체 내부 에너지 원이없는 불량 행성은 죽을 것입니다. 불량 행성에 생명체가 존재하는 것이 불가능하다고 말하지는 않겠지 만, 가용 에너지가 훨씬 적기 때문에 확률이 훨씬 낮아질 것으로 예상합니다.

하나의 큰 행성과 하나의 큰 별이 주위를 돌고 있습니까? 아니.

Wikipedia에는 ​​별 극단 목록이 있습니다. 이 별은 우리 태양 질량의 7 %로 가장 작습니다. (약 $ 7 * 10 ^ <28> $ kg)

이 행성은 가장 크고 목성의 질량의 20 * 배입니다 (약 $ 3.7 * 10 ^ <28> $ kg)

이들은 질량이 매우 가까우며 태양에서 행성까지의 거리의 2/3 지점을 공전합니다.

하지만 별이 주위를 도는 행성을 얻을 수 있을까요?

예 중앙에 거대한 행성이 있고 그 주위를 도는 큰 태양이있는 정확한 구성이 있습니다.

가장 간단한 것은 3 개의 거대한 행성과 작은 태양입니다. 작은 태양은 각 행성의 무게의 두 배이고 3 개의 행성은 모두 같은 무게입니다. 작은 태양과 두 개의 큰 행성이 ​​궤도를 공유하고 두 행성이 서로 가깝습니다. 힘은 상쇄되어야하고, 큰 행성은 시스템의 중심에 남겨 져야합니다.

이것은 태양계라고 부르는 것이 아니라 기술적 인 것에주의하십시오.

행성의 생명체는 태양이 중심에 있고 행성이 그 주위를 공전하는 것과 매우 유사 할 것입니다. 아이러니하게도 그들이 정상적인 태양계를 알고 있다면 태양이 실제로 중심이 아니라는 것을 깨닫는 데 시간이 걸릴 수 있습니다.)

이 시스템은 자연적으로 발생할 가능성이 매우 낮습니다. 아마도 초신성이 가스 구름 덩어리를 날려 가스 고리를 형성하여 별과 2 개의 가스 거인을 형성했을까요? 약간의 스트레칭입니다. 아마도 시체가 올바른 방법으로 정확하게 잡혔거나 외계인이 만들었을 것입니다. 이것은 또한 수백만 년 동안 안정적이지 않을 것이며 시간이 지남에 따라 붕괴 될 것입니다.

좀 더 안정적으로 할 수 있을까요?

만약 우리가 행성이 움직 이도록 허용하지만 행성보다 중심에 더 가까운 것이 없어서 "중심에서"요구 사항을 충족한다면, 우리는 큰 행성이 ​​아무것도없는 다체 궤도에있는 단단한 다체 궤도에있게함으로써 약간 더 안정적인 시스템을 가질 수 있습니다. "중앙에"), 태양은 그 상호 중심 주위를 공전합니다.

빠르게 회전하는 거대한 가스 거인.

이오의 빛나는 하늘을 보라!

목성의 달이 목성의 그림자에있는 동안이 오싹한 목성의 달 이오 (왼쪽)는 NASA의 갈릴레오 우주선에 의해 획득되었습니다. 위성 표면 위의 가스는 가시 파장 (적색, 녹색, 보라색)에서 볼 수있는 유령 빛을 생성했습니다. 이오의 대기 가스와 목성의 자기장에 갇힌 에너지 하전 입자 사이의 충돌로 인한 생생한 색상은 이전에 관찰되지 않았습니다. 녹색 및 적색 방출은 아마도 오로라 또는 북극광과 남향 광을 생성하는 지구의 극지방과 유사한 메커니즘에 의해 생성 될 것입니다. 밝은 파란색 빛은 화산 증기가 빽빽한 곳을 표시하며 이오가 목성과 전기적으로 연결된 곳일 수 있습니다.

이오는 다양한 종류의 오로라를 가지고 있습니다. 그들은 목성과의 상호 작용에 의해 생성됩니다. 목성은 엄청난 자기장을 가지고 있으며 하전 입자 형태로 많은 복사를 방출합니다. 궁극적으로 나는 이것을 연료로하는 에너지가 목성의 회전 운동량이고 아마도 그것이 형성되었을 때 응축의 잔류 열이라고 생각합니다.

당신의 중심 행성은 목성 크기의 20 배인 거대한 가스 거인입니다. 그 큰 질량과 빠른 회전은 거대한 자기장을 생성합니다. 당신의 달은 또한 마법의 장과 대기를 가지고 있습니다.이 달은 지구의 크기입니다. 그들은 또한 거인이 방출하는 방사선으로부터 그들을 보호하는 데 필요한 자기장을 가지고 있습니다. 하전 된 입자는 달의 자기장에 튀어 나와 목성의 입자가 이오의 하늘을 비추는 것처럼 하늘을 비 춥니 다.

그냥 가스 거인을 외쳐

따라서 일반적으로 그러한 시스템을 가질 수 있습니다. 목성 시스템을 보면, 그것은 거의 자체 "태양계"입니다. 중앙 물체 주위에 잔해물이 날아 다니는 달이 있습니다.

이것은 아무데도 한가운데서 자연스럽게 할 수 있습니다. 그러한 시스템이 똑같거나 하나라고 주장 할 수 있습니다. 단지 작고 실패한 별이 그 중심에 있습니다.

그러나 어떻게 빛을 얻습니까?

좋은 질문. 이드는 가스 거인이 한가운데서도 그 자체로 빛을 발산하지 않을 것이라고 말한다. 그렇다면 그것은 미니 스타입니다. 그래서 약간의 빛을 얻는 한 가지 방법은 행성을 가스 거인에 아주 가깝게 만드는 것입니다. 사실 너무 가까워서 조력에 두 배를 녹입니다. 하지만 이것조차도 정말 어둡습니다. 그렇게 가까운 행성이 아주 짧은 시간에 가스 거인에 떨어질 것이라는 것은 말할 것도 없습니다.

당신은 모든 메타로 가서 어떤 이유로 든 생물 발광 인 가스 거인의 생명체를 가질 수 있습니다. 가스 자이언트의 크기에 따라 무언가에 충분한 빛을 생성 할 수 있습니다. 그러나 나는 왜 어떤 생명체가 성간 공간의 어둠에서 그런 식으로 가기로 결정했는지 잘 모르겠습니다. 오로라 때문일지도 모르지만, 오로라가 어디에서 왔는가?

그러나 나는 여전히 Bioluminescent Gas Giant가 아마도 빛의 양을 얻는 최선의 방법이라고 가정합니다. 여전히 거의 아무것도 아니더라도. 그러한 가스 거인은 아마도 달보다 더 밝지 않을 것입니다.

그러한 시스템에서 에너지의 주요 원천은 어쨌든 빛이 아닙니다. 그 조력입니다. 그리고 지구상의 첫 번째 생명체는 정말 빛이 필요하지 않았기 때문에 여전히 시작될 것입니다. 하지만 가스 자이언트 주변의 모든 달이 얼어 붙은 얼음 공이라면 삶이 어떻게 복잡해 질지 모르겠습니다.


우리 태양계에서 외계 생명체를 찾을 수있는 최고의 장소

금성

위치: 태양에서 1 억 8 백만 킬로미터

장점 : 오랫동안 바다를 품었을 수 있습니다.

단점 : 표면은 매우 뜨겁고 진한 황산 구름

계획된 임무 : DAVINCI + (2026 년 출시, 미확인)

2020 년 9 월에 금성 대기에서 포스 핀 가스가 발견되었다는 소식을 놓치려면 먼 행성의 바위 밑에 살고 있어야합니다.

10 월에는 포스 핀이 실제로 검출되었는지 여부에 대한 의구심이 있었지만 어느 쪽이든 금성 대기에서 이전에 알려지지 않은 화학이 진행되고 있습니다. 아마도 생화학 일 수도 있습니다. 포스 핀은 금성 생명체의 특징적인 신호입니까?

적어도 우주 생물 학자에게있어서 금성의 문제는 그것이 진정한 지옥 같은 세계라는 것입니다. 이 행성은 매우 두꺼운 이산화탄소 대기로 질식하여 강력한 온실 효과를 만듭니다. 표면 온도가 460 ° C 이상으로 납을 녹일 정도로 뜨겁습니다.

더 높은 고도로 올라 갈수록 기온은 더 차가워지고 (지구의 등산가들이 경험하는 것처럼) 온도와 기압은 지구 표면 인 티셔츠 날씨와 비슷합니다. 그러나 여기 구름을 구성하는 물방울은 농축 황산입니다. 지구상에 알려진 어떤 강건한 생명체가 살아남을 수있는 것보다 훨씬 더 극단적입니다.

아마도 금성의 생명체는-존재한다면-우리보다 훨씬 더 높은 산성도를 견디도록 진화했고 지구가 폭주하는 온실 효과를 겪기 전에 고대 바다에서 구름 층으로 이동했을 것입니다.

그러나 금성의 공중 생물권에서 생명체의 전망이 아무리 가능성이 낮더라도이 발견은 분명히 행성의 추가 탐사에 관심을 불러 일으켰습니다. 다행히 NASA의 Discovery Program에서 이미 고려중인 임무가 있습니다.

DAVINCI +는 2020 년 초에 최종 후보에 올랐으며, 선정되면 빠르면 2026 년 5 월에 출시 될 수 있습니다.이 임무는 낙하산이 내려갈 때 민감한 분광계 기기로 측정 할 프로브를 금성 대기로 방출 할 것입니다.

NASA Goddard 우주 비행 센터의 우주 과학자 인 Melissa Trainer 박사는 DAVINCI + 제안을 도왔습니다. "마지막으로 우리는 구름 꼭대기에서 거의 지표면까지 대기를 통해 아래로 내려 오는 가스의 혼합에 대한 명확한 그림을 얻을 것입니다."라고 그녀는 말합니다.

예를 들어, DAVINCI +는 대기의 수증기를 자세히 측정하여 행성이 역사상 얼마나 많은 물을 잃었는지, 그리고 얼마나 오랫동안 넓은 바다를 소유했을 수 있는지를 밝힐 것입니다. 운이 좋으면 포스 핀 미스터리의 바닥에 도달 할 것입니다.

Trainer는“지금 우리 자매 행성 인 Venus로 돌아가 올바른 측정 도구를 가져와 대기에서 무슨 일이 일어나고 있는지 해독하는 것이 시급하다고 생각합니다.

위치: 태양에서 2 억 2 천 8 백만 킬로미터

장점 : 고대 액체 물, 유기 분자, 에너지 원에 대한 광범위한 증거

단점 : 극도로 차갑고 건조한 표면

계획된 임무 : Tianwen-1, Al Hamal, Perseverance (경로 중) Rosalind Franklin (2022 년 출시)

일부 19 세기 천문학 자들은 화성의 표면을 가로 지르는 운하를 볼 수 있다고 스스로 확신했을지 모르지만, 1960 년대에 비행 탐사선을 사용하여 붉은 행성을 처음으로 자세히 살펴보면 화성 표면이 동결 건조 된 사막이라는 것이 분명하게 드러났습니다. .

화성은 대기가 얇기 때문에 매우 춥습니다. 액체 물은 대부분의 표면에서 안정적이지 않으며 태양의 자외선도 흡수됩니다.

그러나 화성이 항상 이렇게 험난한 것은 아니 었습니다. 고대 강 계곡, 삼각주, 호수, 그리고 북반구에 바다가 있다는 광범위한 징후가 있는데, 이는 더 따뜻하고 습한 원시 화성을 나타냅니다. 생명체는 지구 역사의이 초기 단계에서 시작 되었습니까? 그리고 이러한 미생물의 '생체 특징'이 퇴적층에 보존되어있을 수 있습니까?

화성 생명체의 가능성에 관심이있는 과학자들은 지구상의 극한 환경을 탐험하고 어떤 종류의 미생물이 생존 할 수 있는지 조사합니다. Claire Cousins ​​박사는 University of St Andrews의 우주 생물 학자입니다.

“지구의 어느 곳도 화성과 똑같은 곳은 없지만, 가치있는 비교를하기에 충분한 유사성을 가진 곳이 있습니다.”라고 그녀는 말합니다. “오늘날 뼈가 마른 화성 표면이 어떤지 느끼고 싶다면 칠레의 아타 카마 사막으로 가면됩니다. 또는 약 30 ~ 40 억년 전인 초기 화성의 환경을 이해하기 위해 아이슬란드와 같이 화산 활동이 활발한 장소를 연구 할 수 있습니다.”

화성은 한때 삶을위한 거주 가능한 환경을 제공 한 것처럼 보였을뿐만 아니라 우리 행성의 이웃이기 때문에 로봇 탐사선으로 이동하고 탐험하기가 비교적 쉽습니다. 2020 년 7 월 중국의 Tianwen-1 궤도 탐사선과 탐사선, 아랍 에미리트의 Al Amal 궤도 탐사선, NASA의 최신 차량 크기 탐사선 인 Perseverance 등 3 개 이상의 개별 임무가 화성에 발사되었습니다.

그리고 2022 년에 발사 창이 열리면 유럽 우주국 (ESA)과 러시아의 Roscosmos가 자체 생체 서명 사냥 로봇 인 ExoMars 탐사선 Rosalind Franklin을 보낼 예정입니다.

Cousins는 ExoMars의 카메라 팀의 일원이기도합니다. “화성으로 향하는 다음 탐사선은 화성의 암석의 화학적 성질을 믿을 수 없을 정도로 자세히 조사 할 것입니다. 이것은 우리가 수십억 년 전에 살았던 아주 작은 생명체의 증거를 찾으려고하기 때문에 중요합니다. 쉽지 않습니다!” 그녀는 말한다.

"우리는 그동안 보존 된 미생물에 의해 남겨진 미량의 유기 물질을 찾고있을 것입니다."

엔셀라두스

위치: 태양에서 1,400 만 킬로미터 떨어진 토성 시스템

장점 : 해저, 유기 화학, 에너지 원

단점 : 얼음 껍질 아래에 밀봉

계획된 임무 : 현재 선택된 항목 없음

토성의 위성 중 하나 인 엔셀라두스는 세계의 작은 눈덩이입니다. 그 직경은 런던과 에든버러 사이에 편안하게 맞을 것이며, 그 미세한 중력은 의미있는 대기에 달라 붙을 수 없으며 표면은 딱딱한 얼음입니다. 우주 생물 학자들은 2005 년에 놀라운 발견을 할 때까지 아무 생각도하지 않았습니다.

카시니 탐사선은 달의 남극 근처의 균열이 반짝이는 물 얼음 간헐천을 우주로 분출하는 것을 확인했습니다. 시간이 지남에 따라이 얼음 결정의 분출은 토성 주위에 E 고리를 형성했으며 달의 얼음 지각 아래에있는 큰 액체 물에서 분출되는 것으로 믿어집니다.

이 놀라운 발견 이후, 카시니는 엔셀라두스의 표면을 낮게 훑어 ​​내고이 확산 된 물 분사기를 통해 곧바로 뛰어 들어 그들의 구성을 분석하라는 명령을 받았습니다. 분수대에는 나트륨과 실리카가 풍부한 모래 알갱이가 포함되어있는 것으로 밝혀졌습니다. 엔셀라두스의 바다는 짠맛이 있으며 이는 미네랄을 용해시키기 위해 물이 달의 암석 핵과 접촉해야한다는 것을 의미하기 때문에 중요합니다.

Cassini는 또한 포름 알데히드와 아세틸렌과 같은 단순한 유기 화합물과 일부 더 큰 분자를 감지했습니다. 이것은 생명의 징후가 아니라 생물학의 발전에 중요한 것으로 생각되는 일종의 전구체 화학입니다.

그런 다음 2017 년 4 월-임무가 파괴 된 토성의 대기로 급격히 뛰어 들기 직전-카시니 팀은 엔셀라두스의 해저에서 열수 활동 가능성을 발견했다고 발표했습니다.

열수 배출구는 지구의 어두운 심해에서 미생물 생명체를위한 오아시스를 형성하며, 엔셀라두스의 깃털에서 검출 된 수소 가스는 생명을위한 식량 공급원입니다. 지구상에서 특정 미생물은 수소와 이산화탄소를 결합하여 필요한 에너지를 유도하여 그 과정에서 메탄을 생성합니다.

따라서 Enceladus는 액체 물, 유기 화합물 및 에너지 원과 같이 생명에 적합한 거주 가능한 환경을 제공하는 데 필요한 모든 상자를 선택하는 것 같습니다.

최근 몇 년 동안 자세히 살펴보기위한 몇 가지 로봇 임무가 제안되었습니다. Enceladus Life Finder (ELF)와 Enceladus Life Signatures and Habitability (ELSAH) 임무는 모두 NASA의 New Frontiers 프로그램의 가장 최근 라운드에 제안되었지만 Dragonfly에 패했습니다.

E2T (Explorer of Enceladus and Titan)는 ESA-NASA 공동 임무로 제안되었지만 2018 년 5 월 ESA의 Cosmic Vision 프로그램의 최신 라운드에 선정되지 않았습니다. 우주 탐사 자금에 대한 경쟁은 치열하지만 엔셀라두스에 대한 기대감은 충분히있어 곧 돌아올 것입니다.

외계인에 대해 자세히 알아보십시오.

유로파

지구로부터의 거리 : 목성 시스템 태양에서 7 억 7,800 만 킬로미터

장점 : 지하 바다, 가능한 유기 화학, 가능한 에너지 원

단점 : 얼음 껍질 아래에 밀봉

계획된 임무 : JUICE (2022 년 출시), Europa Clipper (2024 년 출시)

우주 탐사선은 목성의 위성 중 하나 인 유로파의 표면이 비교적 신선하고 젊다는 것을 밝혀 냈습니다. 충돌 분화구가 거의 없어 달이 지질 학적으로 활동하고 있음을 의미합니다. 유로파는 목성의 강력한 중력에 의해 달 표면이 늘어나고 구부러지는 곳에서 긴 골절로 십자형을 이루고 있습니다.

갈릴레오 궤도 선도 달이 목성의 자기장을 왜곡하는 것을 발견했습니다. 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.

타이탄

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

Pros: Geologically active, organic chemistry

Cons: 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."

이 이야기는 NASA 우주 생물학 프로그램이 후원하는 웹 기반 간행물 인 Astrobiology Magazine에서 제공했습니다.


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.

유로파

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.

엔셀라두스

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.

타이탄

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.

가니메데

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

칼리스토

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.

트리톤

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.

이오

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.

디오네

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 국제 천문학 저널 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.

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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.

I'm an experienced science, technology and travel journalist and stargazer writing about exploring the night sky, solar and lunar eclipses, moon-gazing, astro-travel,