A Rochesteri Egyetem kutatóinak új eredményei szerint a kisebb bolygók körül nagyobb valószínűséggel keringenek arányaiban nagy holdak, ezek pedig az élet kialakulásában játszhatnak fontos szerepet.

A Föld Holdja létfontosságú a bolygónk mai képéhez: a Hold szabályozza például egy nap hosszát vagy az árapályt, ezek pedig az élőlények biológiai ritmusát befolyásolják. A Hold továbbá a Föld forgástengelyének stabilizálásával a bolygónk éghajlatára is hatással van, így segítve az ideális környezet megteremtésében az élet kialakulásához, fejlődéséhez.

Mivel a Hold ilyen fontos a földi élet szempontjából, felmerült, hogy talán más bolygók esetén is előnyös lehet egy hold jelenléte. A legtöbb bolygónak van is holdja, de a Föld Holdját megkülönbözteti, hogy hozzánk képest arányaiban nagy méretű; a sugara nagyobb, mint a Föld sugarának a negyede, ami jóval nagyobb arány, mint a legtöbb bolygó és hold esetében.

Miki Nakajima, a Nature Communications folyóiratban publikált tanulmány vezető szerzője szerint ez a különbség szignifikáns. A kutatásuk során különböző holdak kialakulását vizsgálták, az eredményeik szerint pedig csak bizonyos típusú bolygók képesek olyan holdakat kialakítani, amik arányaiban eléggé nagyok. Nakajima szerint a holdak fejlődésének megértésével a Földhöz hasonló bolygókat is könnyebb megtalálni. Az eddigi becslések alapján arra számítunk, hogy rengeteg exohold létezhet (a Naprendszeren kívüli bolygó körül keringő hold), de mégsem sikerült még egy létezését sem megerősíteni. Az új eredmények a jövőbeli megfigyelések pontosításához is hasznosak.

Általános elmélet, hogy a Hold az ősi proto-Föld és egy Mars-méretű test ütközése során jött létre, körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt. A becsapódás miatt részben gáznemű törmelékkorong (partially vaporized disk) alakult ki a Föld körül, amiből idővel összeállt égi kísérőnk. Nakajima és kutatótársai különböző becsapódási szimulációkat futtattak, amikben számos Föld-szerű kőzetbolygóval és változó tömegű jeges bolygóval számoltak. Olyan esetek után kutattak, ahol a Holdat formáló törmelékkoronghoz hasonló korongok alakultak ki.

Az eredmények szerint a Föld tömegénél hatszor nagyobb kőzetbolygók, illetve a Földnél nagyobb tömegű jeges bolygók is teljesen gáznemű, elpárolgott korongot hoznak létre, nem pedig részlegeset; ezekből pedig nem tud arányaiban nagy méretű hold kialakulni. Ha túl nagy tömegű tehát a bolygó, akkor teljesen elpárolog az anyag, mert a nagyobb tömegű testek közötti ütközések energiája nagyobb, mint a kisebbek közöttieké.

Egy ilyen nagy energiájú ütközés során kialakult gáznemű korong is idővel lehűl és folyékony cseppeket képez, amikből a hold később összeáll. Egy elpárolgott korongban a növekvő cseppek (vagy holdacskák, az angolban használt moonlet szóból) erős ellenállást éreznek és hamar beesnek a bolygóba (a gáz és a szilárd anyagok nem egyforma sebességgel keringenek a bolygó körül, ezért a szilárd cseppek erős ellenszélben hamarabb elveszítik energiájukat és bespiráloznak a bolygóba). Ha a korong csak részben gáznemű, akkor a keletkező cseppek nem ütköznek ekkora ellenállásba. Mindennek következtében a teljesen gáznemű korongokból nem tud arányaiban nagy hold kialakulni, a bolygótömegeknek ezeknél a határoknál kisebbnek kell lennie.

A kutatás során megállapított határértékek az exobolygók kutatásához is hasznosak, mert már több ezer exobolygót és lehetséges exoholdat fedeztünk fel, de még egyetlen exohold létezését sem sikerült minden kétséget kizáróan bizonyítani. Nakajima és kutatótársainak eredményeinek köszönhetően le lehet szűkíteni a vizsgált exobolygók körét. Tipikusan, az észleléssel kapcsolatos kiválasztási effektusok miatt is a 6 földtömegnél nagyobb tömegű bolygókra fókuszálnak; úgy tűnik viszont, hogy az arányaiban nagyobb exoholdak felfedezéséhez a kisebbek felé érdemes irányítani a műszereket.

Forrás: csillagaszat.hu / University of Rochester / nature.com