Венера могла поглотить собственную луну — новое исследование

Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде предложили объяснение тому, почему у Венеры нет спутника, несмотря на её сходство с Землёй по размеру, массе и структуре. Согласно новому исследованию, опубликованному в The Astrophysical Journal, у Венеры могла быть луна, которую планета в итоге «поглотила».

Ранее существовали две основные гипотезы: либо спутник Венеры был уничтожен в результате мощного столкновения, либо у планеты никогда не было столкновения, способного его создать. Новое исследование предлагает третье объяснение — катастрофа для этого не требовалась.

«Моё исследование показывает, что Венере не нужна была катастрофа, чтобы прийти к тому, что мы наблюдаем сегодня, — заявил астрофизик UCR и ведущий автор работы Стивен Кейн. — Оказалось, что гравитация самой планеты в сочетании со скоростью её вращения естественным образом заставила луну упасть на неё».

Известно, что Луна постепенно удаляется от Земли — примерно на четыре сантиметра в год. Это связано с относительно быстрым вращением нашей планеты: Земля совершает оборот примерно за 24 часа, и часть энергии вращения передаётся Луне, подталкивая её наружу.

Венера вращается совсем иначе — один оборот занимает около 243 земных суток. Из-за столь медленного вращения спутник Венеры не удалялся бы, а наоборот, постепенно приближался бы к планете под действием гравитации, пока не столкнулся с ней.

Чтобы проверить эту гипотезу, Кейн построил компьютерные модели гравитационного взаимодействия планет и их спутников. Сначала он протестировал модель на системе Земля — Луна, воспроизведя известную эволюцию, чтобы убедиться в её реалистичности. Затем он применил модель к Венере, варьируя скорость её вращения и тестируя гипотетические спутники массой от половины до десяти масс Луны.

В большинстве симуляций результат оказался одинаковым: луна в конечном итоге падала на Венеру. Крупные спутники встречали такую участь быстрее.

«Когда я сделал это открытие, я был шокирован, — признался Кейн. — Я думал, что широкий диапазон сценариев приведёт к разнообразным результатам. Но всё пошло примерно в одном направлении».

Симуляции не доказывают, что у Венеры действительно когда-либо был спутник. Кейн считает это возможным, но вопрос о его формировании остаётся открытым. Исследование лишь показывает: если луна у Венеры и была, она не смогла бы существовать бесконечно долго.

Найти прямые доказательства древнего столкновения будет сложно: около 80% поверхности Венеры имеет примерно одинаковый возраст, что учёные связывают с масштабным обновлением поверхности около миллиарда лет назад. Это событие могло стереть большую часть геологической летописи планеты.

Подсказки могут скрываться в недрах Венеры. Учёные полагают, что Луна образовалась после мощного столкновения в ранней истории Земли, и сейсмические исследования выявили необычные структуры глубоко под поверхностью нашей планеты, которые могут содержать следы того удара. Аналогичные измерения Венеры когда-нибудь могли бы показать, поглотила ли она собственный спутник.

Такое столкновение могло бы дать ключ и к другому важному вопросу: была ли Венера когда-либо способна поддерживать жизнь. Падение луны высвободило бы огромное количество энергии и углового момента, что могло повлиять на вращение, геологию и климат планеты. Если у Венеры когда-то были океаны или другие благоприятные для жизни условия, крупное столкновение могло существенно изменить её дальнейшую эволюцию.

Эти выводы могут иметь значение и за пределами Солнечной системы. При поиске потенциально обитаемых планет у других звёзд учёные часто обращают внимание на миры, похожие на Землю, и наличие у них спутников — один из факторов, который иногда учитывается при оценке их долгосрочной среды.

«Я считаю, что наличие луны даёт преимущества, но для обитаемости она не обязательна, — отметил Кейн. — Луна определённо изменила путь эволюции Земли, но мы не знаем полностью, насколько важна эта роль».

Результаты Кейна говорят о том, что сформировать луну — лишь часть истории. Планета должна ещё суметь её удержать. Миры, вращающиеся слишком медленно, могут заставить свои спутники приближаться и в итоге сталкиваться с ними, кардинально меняя сами планеты.

«Когда люди думают о двойниках Земли у других звёзд, они спрашивают: "Есть ли у неё луна?", — сказал Кейн. — Моё исследование показывает тревожный сценарий для многих таких случаев. Если эти планеты вращаются недостаточно быстро, луна упадёт на поверхность, и это изменит ход истории этих планет».

Источники:

Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Риверсайде.

Stephen R. Kane, Franck Selsis, Jérémy Leconte, Sean N. Raymond. Tidal Demise: The Evolution and Fate of a Hypothetical Venus Moon. The Astrophysical Journal, 2026; 1009 (1): 31 DOI: 10.3847/1538-4357/ae9d6c