Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде (UC Riverside) предложили новое объяснение тому, почему Венера, схожая с Землёй по размерам, массе и строению, не имеет спутника. Согласно их исследованию, опубликованному в журнале The Astrophysical Journal, у Венеры когда-то могла быть луна, которую планета в итоге притянула обратно к себе. Ранее специалисты рассматривали две основные версии: либо спутник Венеры был уничтожен мощным столкновением, либо планета вообще никогда не переживала катастрофу, способную породить луну.
Автор работы, астрофизик UC Riverside Стивен Кейн, считает, что Венере не требовалось никакого внешнего катаклизма, чтобы прийти к нынешнему состоянию. «Моё исследование показывает, что Венере не нужна была катастрофа, чтобы прийти к тому, что мы видим сегодня, — заявил он. — Оказалось, что гравитация самой планеты в сочетании со скоростью её вращения естественным образом заставили луну упасть на неё».
Учёным известно, что Луна постепенно удаляется от Земли: миссия «Аполлон-11» оставила на её поверхности зеркала, позволяющие измерять расстояние между Землёй и Луной с высокой точностью. По словам Кейна, спутник отдаляется примерно на четыре сантиметра в год. Этот процесс связан с быстрым вращением Земли, которая совершает оборот примерно за 24 часа: часть энергии вращения передаётся Луне и постепенно отталкивает её. Венера вращается совсем иначе — один оборот занимает около 243 земных суток. Из-за медленного вращения луна Венеры не отдалялась бы от планеты, а, наоборот, под действием гравитации и вялого вращения постепенно приближалась бы к ней, пока не столкнулась с поверхностью.
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, меняя скорость её вращения и проверяя гипотетические луны массой от половины до десяти масс земного спутника. В большинстве сценариев результат оказался одинаковым: луна в конце концов врезалась в Венеру, причём более крупные спутники падали быстрее. «Когда я сделал это открытие, я был потрясён, — 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 была луна, хотя Кейн допускает такую возможность. Они лишь показывают, что если спутник и существовал, то не смог бы сохраниться навсегда. Найти прямые следы древнего столкновения сложно: около 80% поверхности Венеры имеет примерно одинаковый возраст, что учёные связывают с масштабным обновлением коры около миллиарда лет назад, которое могло стереть большую часть геологической летописи. Подсказки могут скрываться в недрах планеты: сейсмические исследования Земли выявили необычные структуры глубоко под поверхностью, возможно связанные с древним ударом, и аналогичные измерения Венеры когда-нибудь могли бы показать, поглотила ли она собственную луну.
Подобное столкновение могло бы также пролить свет на вопрос, была ли Венера когда-либо пригодна для жизни. Падение луны передало бы планете огромное количество энергии и момента импульса, что могло повлиять на её вращение, геологию и климат, а также изменить дальнейшую эволюцию, если там существовали океаны или более благоприятные условия. Эти выводы важны и за пределами Солнечной системы: при поиске потенциально обитаемых миров учёные часто обращают внимание на планеты, похожие на Землю, и наличие у них спутников иногда учитывается при оценке их долгосрочной среды. «У меня такое чувство, что луна даёт преимущества, но не является обязательной для обитаемости, — отметил Кейн. — Луна определённо изменила путь эволюции Земли, но мы не знаем в полной мере, насколько важна эта роль». По его словам, формирование спутника — лишь часть истории: планета должна ещё суметь его удержать. Миры, вращающиеся слишком медленно, могут заставлять свои луны приближаться и в итоге сталкиваться с ними, что способно кардинально менять сами планеты. «Когда люди думают о двойниках Земли у других звёзд, они спрашивают: „Есть ли у неё луна?“ — добавил Кейн. — Моё исследование показывает тревожный сценарий для многих таких случаев. Если эти планеты вращаются недостаточно быстро, луна рухнет на поверхность, и это изменит ход истории для этих планет».