Компьютерное моделирование показало, что Венера могла поглотить собственный спутник, и виной тому медленное вращение планеты. По размерам, массе и строению Венера близка к Земле, однако спутника у неё нет. Учёные давно спорят, не было ли у планеты столкновения, породившего луну, или же некий крупный объект в прошлом разрушил уже существовавший спутник.
«Моё исследование показывает, что Венере не нужна была катастрофа, чтобы прийти к тому, что мы наблюдаем сегодня, — заявил Стивен Кейн, астрофизик из Калифорнийского университета в Риверсайде и главный автор новой работы. — Оказалось, что гравитация самой планеты в сочетании со скоростью её вращения естественным образом заставила луну упасть на неё». Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal. Она не доказывает, что спутник у Венеры когда-либо был, хотя Кейн считает это возможным: модели описывают судьбу гипотетического компаньона.
Связь между вращением планеты и орбитой её спутника хорошо изучена на примере Земли. Зеркала, оставленные на Луне миссией NASA Apollo 11, позволяют точно измерять расстояние до неё. «Мы знаем, что Луна медленно удаляется от планеты со скоростью около четырёх сантиметров в год», — отметил Кейн. Земля совершает оборот за 24 часа, и энергия этого достаточно быстрого вращения передаётся Луне, отталкивая её. Венера же делает один оборот за 243 земных суток, и при таком медленном вращении гравитация, наоборот, притягивает спутник к планете.
Кейн проверил этот процесс на компьютерных моделях, основанных на физике гравитационного взаимодействия небесных тел. Сначала он воспроизвёл эволюцию системы Земля — Луна, чтобы убедиться, что модель верно описывает известную систему. Затем он менял скорость вращения Венеры и массы её гипотетических спутников — от половины до десяти масс земной Луны. «Когда я сделал это открытие, я был потрясён, — сказал Кейн. — Я думал, что широкий набор сценариев даст самые разные результаты. Но всё шло примерно в одном направлении». В большинстве расчётов луна врезалась в Венеру, причём более массивные спутники сталкивались с планетой раньше. Вывод таков: даже если у Венеры и появился спутник, удержать его навсегда она не смогла бы.
«Когда люди думают о двойниках Земли у других звёзд, один из вопросов, которые они задают: есть ли у планеты 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». Специалисты по поиску потенциально обитаемых миров часто обращают внимание на планеты, похожие на Землю, и наличие спутника входит в число учитываемых факторов. Луна Земли вызывает приливы и, возможно, помогает поддерживать геологическую активность планеты. Нужен ли крупный спутник для жизни, до сих пор неизвестно.
«Я считаю, что от луны есть польза, но для обитаемости она не обязательна, — сказал Кейн. — Луна определённо влияла на то, как Земля развивалась со временем, но насколько важна эта роль, мы до конца не знаем». Падение спутника на Венеру передало бы планете огромное количество энергии и момента импульса — меры вращательного движения. Это могло изменить её вращение, геологию и климат, что важно для ещё одного нерешённого вопроса о ближайшей соседке Земли. Если у Венеры когда-то были океаны или другие благоприятные для жизни условия, такой удар мог повлиять на ход её эволюции. Найти физические следы столкновения будет трудно: около 80% поверхности Венеры имеет сходный возраст, что говорит о масштабном обновлении поверхности примерно миллиард лет назад, стёршем большую часть её прежней геологической истории. Больше шансов у учёных может быть под поверхностью. Считается, что Луна Земли возникла после мощного столкновения в ранней истории нашей планеты, а сейсмические исследования выявили в глубинах Земли необычные структуры, которые могут быть остатками того события. Похожие измерения на Венере могли бы подсказать, не поглотила ли она когда-то свой спутник.