Ziemia - Księżyc: układ wyjątkowy?

Jak dużo planet podobnych do Ziemi ma swoje duże księżyce? Naukowcy z uniwersytetu w Zurychu oraz uniwersytetu w Kolorado spróbowali wyliczyć odpowiedź na to pytanie.

Układ Ziemi i Księżyca wydaje się być bardzo wyjątkowy. Według większości naukowców Księżyc powstał około 4,5 miliarda lat temu, gdy w Ziemię uderzyła duża protoplaneta porównywalna wielkością i masą z Marsem. Uderzenie było szczególne: zderzenie to nie było centralne, lecz pod pewnym kątem, co pozwoliło na wybicie pewnej ilości materii na orbitę. Z tej materii powstał Srebrny Glob.

Co więcej, jest wyjątkowo prawdopodobne, że Księżyc miał duży wpływ na powstanie życia na Ziemi. Przede wszystkim bez Księżyca nachylenie płaszczyzny obrotu Ziemi zmieniałoby się chaotycznie na przestrzeni kilkudziesięciu milionów lat, co oznaczałoby bardziej ekstremalne warunki pogodowe na naszej planecie i w konsekwencji dość szybkie zmiany klimatu. Przykładem takich chaotycznych zmian jest Mars, który w ciągu 50 milionów lat zmienił nachylenie płaszczyzny obrotu o aż 60 stopni. Takie "gwałtowne" zmiany mogłyby uniemożliwić powstawanie życia w niszach (które np. szybko by wysychały lub zamarzały). Ponadto, wydaje się, że siły pływowe wywierane przez nasz Księżyc pozwoliły na optymalne warunki do dostarczania związków organicznych do miejsc, gdzie życie mogło się rozwijać.

Z tych powodów warto podjąć próbę oszacowania ilości układów typu Ziemia-Księżyc we Wszechświecie. Zadania tego podjęli się naukowcy z uniwersytetu w Zurychu oraz uniwersytetu w Kolorado. W celu oszacowania ilości takich układów postanowili przeprowadzić serię symulacji zderzeń protoplanet.

Wyniki symulacji zdają się sugerować, że szansa na powstanie układu typu Ziemia-Księżyc wynosi od 1/45 do 1/4. Ten wynik oczywiście odnosi się do sytuacji, w której następuje zderzenie pomiędzy masywnymi protoplanetami. Dość trudno wysnuć wnioski z przeprowadzonych symulacji oprócz tego, że z całą pewnością układy typu Ziemia-Księżyc nie są bardzo powszechne we Wszechświecie, a raczej stanowią co najwyżej kilkanaście (lub nieco więcej) procent wszystkich skalistych obiektów planetarnych. Może to oznaczać, że we Wszechświecie może znajdować się stosunkowo dużo egzoplanet, które krążą w odpowiednich odległościach od swych gwiazd macierzystych, a jednak nie posiadają warunków odpowiednich dla życia.

Ilość symulacji, jakie zespół przeprowadził, wydaje się być niewystarczająca do ujęcia statystycznego, dlatego też te wyniki można uznać jedynie za bardzo częściowe - co zresztą zakres wyników wydaje się sugerować.

Oczywiście, modele nie uwzględniają dużych obiektów, które zostały przechwycone przez planetę. Takie sytuacje także są możliwe, choć to zupełnie oddzielny temat wymagający innych badań.

Pracę naukową można znaleźć pod tym linkiem .