Группа планетологов и астрофизиков во главе со Стивеном Кейном из Калифорнийского университета в Риверсайде провела исследование о том, как могут выглядеть землеподобные экзопланеты, находящиеся на границе зоны приливного захвата своих звезд. Значительная часть землеподобных скалистых экзопланет, известных нам, находится вблизи звезд. И многие из них должны находиться в приливном захвате, то есть всегда быть повернутыми к звездам одной стороной – как Луна повернута к Земле. Этот фактор необходимо учитывать, оценивая потенциальную обитаемость таких планет, пусть даже они и схожи с Землей по размеру.
Но могут быть и другие сценарии. Авторы работы предлагают обратить внимание не на далекие экзопланеты, а на соседку Земли Венеру. Она по размеру сопоставим с Землей, однако в некоторых условиях существенно расходится с нашей планетой. Венера ближе к Солнцу и могла находиться в приливном захвате, исходя из массы этой планеты и Солнца. Однако это не так.
Авторы исследования считают, что захвата Венере удалось избежать из-за ее плотной и бурной атмосферы. Венере требуется 225 земных дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, и 243 дня для совершения оборота вокруг оси. День на Венере от восхода до заката продолжается около 117 земных дней. Но в атмосфере Венеры дует ветер со скоростью более 400 км/ч. Газовая оболочка планеты совершает оборот вокруг нее всего за четыре земных дня.
Стивен Кейн считает, что нужно больше внимания уделять таким атмосферным особенностям при изучении экзопланет и их потенциала обитаемости и даже орбитальных характеристик.
«Мы привыкли думать об атмосфере скалистых планет как о тонком слое, который воспринимается отдельно, поверх планеты, который имеет минимальное взаимодействие со скалистой поверхностью, - сказал Кейн. – Мощная атмосфера Венеры учит нас тому, что эта часть системы гораздо больше вовлечена в общепланетарные процессы и влияет на все, даже на скорость вращения планеты».
Быстрое вращение атмосферы Венеры и ее высокая плотность позволяют сильно воздействовать на поверхность планеты, влияя на скорость ее вращения, а также противодействуя приливному захвату. Это помимо других эффектов, создаваемых атмосферой Венеры, которая невероятно токсична. Она задерживает большую часть солнечного тепла. Только три процента солнечного света достигают поверхности. В результате атмосфера внизу разогревается до температур около 480 градусов по Цельсию.
При поиске экзопланет, потенциально способных поддерживать жизнь, необходимо учитывать не только размер и расстояние от звезды, но и ее орбитальные параметры, такие как возможность приливного захвата. А также взаимодействие атмосферы с поверхностью. Авторы работы предлагают использовать для экзопланет не только модели Земли и ее условия, но и модели Венеры как возможного сценария развития условий на планете.
«Венера – это наша возможность уточнить эти модели, чтобы мы могли правильно представлять условия на других планетах, - сказал Кейн. – Сейчас мы плохо справляемся с этим. Мы в основном используем модели земного типа для интерпретации свойств экзопланет. Но у нас под носом есть другой пример – Венера. Мы можем ее использовать, чтобы понять климат далеких миров».