Planeter utan stjärnor kan ha månar lämpliga för livet.

NOORDWIJK, NEDERLÄNDERNA — Livet kan uppstå på de mörkaste av platser: en måne till en planet som vandrar utan en stjärna genom galaxen.

Gravitationsdraget mellan en måne och dess planet kan hålla vissa satelliter tillräckligt varma för att det ska finnas flytande vatten där - en förutsättning som anses vara avgörande för liv. Nu indikerar datorsimuleringar att vissa månar som kretsar kring lösaktiga planeter, med rätt bana och atmosfär, kan förbli varma i över en miljard år, rapporterade astrofysiker Giulia Roccetti den 23 mars vid PLANET-ESLAB 2023 Symposium. Hon och hennes kolleger rapporterade också sina resultat den 20 mars i International Journal of Astrobiology.

"Det kan finnas många platser i universum där bebobara förhållanden kan vara närvarande", säger Roccetti, från European Southern Observatory i Garching, Tyskland. Men liv behöver antagligen också långsiktig stabilitet. "Vad vi letar efter är platser där dessa bebobara förhållanden kan upprätthållas i hundratals miljoner eller miljarder år."

Beboelighet och stabilitet behöver inte nödvändigtvis komma från en närliggande sol. Astronomer har upptäckt cirka 100 solfria planeter, några bildade från gas- och dammoln på samma sätt som stjärnor bildas, andra antagligen utkastade från sina hem solsystem (SN: 7/24/17). Datorsimuleringar tyder på att det kan finnas lika många av dessa fritt flytande planeter som det finns stjärnor i galaxen.

Dessa föräldralösa planeter kan också ha månar - och år 2021 beräknade forskare att dessa månar inte behöver vara kalla och ödsliga platser.

Om inte en månes omloppsbana är en perfekt cirkel så deformerar planetens gravitationsdragningskonstant månen ständigt. Den resulterande friktionen inne i månen genererar värme. I vårt eget solsystem spelar denna process ut på månar som Saturnus Enceladus och Jupiters Europa (SN: 11/6/17; SN: 8/6/20). En tillräckligt tjock, värmetröghet atmosfär, troligen en som dominerades av koldioxid, kan då hålla ytan tillräckligt varm för att vattnet ska förbli flytande. Det vattnet kan komma från kemiska reaktioner med koldioxiden och väte i atmosfären, initierade av höghastighetsladdade partiklar från rymden.

Men en sådan måne blir inte varm för evigt. Samma gravitationskrafter som värmer upp det, formar också dess bana till en cirkel. Gradvis deformerar månen och värmeförsörjningen minskar.

I den nya studien körde Roccetti och hennes kolleger 8 000 datorsimuleringar av en solliknande stjärna med tre Jupiter-stora planeter. Dessa simuleringar visade att planeter som kastas ut från sitt solsystem ofta seglar iväg med sina månar i släptåg.

Laget körde sedan simuleringar av dessa månar, antagen att vara lika stora som jorden, som virvlar runt sina planeter längs banan de hamnade med under utkastningen. Målet var att se om gravitationseffekter uppstod och om det varade tillräckligt länge för livet att eventuellt uppstå där. Jorden kan ha blivit beboelig inom några hundra miljoner år, även om de tidigaste bevisen för levande organismer här dateras till cirka en miljard år efter planetens bildande (SN: 1/26/18).

Eftersom en atmosfär är avgörande för värmehållning utförde teamet sina beräkningar med tre alternativ. För månar med en atmosfär som har samma tryck som jordens, var perioden med potential för beboelighet högst cirka 50 miljoner år, fann teamet. Men det kan varar nästan 300 miljoner år om atmosfärtrycket är 10 gånger det på jorden, och i cirka 1,6 miljarder år vid tryck som är ytterligare 10 gånger större. Det trycket kan låta extremt, men det är nära förhållandena på den lika stora Venus.

Värme och vatten kanske inte är tillräckligt för att låta levande organismer uppstå. Måsar till fria planeter "blir inte de mest gynnsamma platserna för liv", säger astrofysiker Alex Teachey, vid Academia Sinica Institute of Astronomy & Astrophysics i Taipei, Taiwan.

"Jag tror att stjärnor, på grund av deras otroliga energiutgång och deras lång livslängd, kommer att vara mycket bättre källor till energi för liv", säger Teachey, som studerar månar av exoplaneter. "En stor öppen fråga ... är om du ens kan starta liv på platser som Europa eller Enceladus, även om förhållandena är rätt för att upprätthålla liv, eftersom du inte har till exempel solstrålning som kan hjälpa till i processen med mutation för evolution."

Men Roccetti - även om hon inte är astrobiolog själv - tror att månar till föräldralösa planeter har några viktiga fördelar. De kommer att ha lite, men inte för mycket, vatten, vilket många astrobiologer tror är en bättre utgångspunkt för liv än till exempel en havsplanet. Och det finns ingen stjärna i närheten, vilket i många fall kommer att förstöra atmosfären på en annars lovande planet.

"Det finns många miljöer i vårt universum som är mycket annorlunda än vad vi har här på jorden", säger hon, "och det är viktigt att undersöka alla."

Vårt uppdrag är att tillhandahålla korrekta och engagerande vetenskapsnyheter till allmänheten. Vårt uppdrag har aldrig varit viktigare än det är idag.

Som en icke-vinstinriktad nyhetsorganisation kan vi inte göra det utan dig.

Ditt stöd möjliggör för oss att behålla innehållet gratis och tillgängligt för nästa generation av forskare och ingenjörer. Satsa på kvalitetsvetenskapsjournalistik genom att donera idag.