Sunday Science: День, когда Земля остановилась

Если вы когда-либо приглядывались к Луне несколько ночей подряд или смотрели в разное время года, то замечали, что мы всегда видим наш спутник только с одной стороны. Причина этого в том, что она находится на стационарной орбите по отношению к Земле. И именно в такой же ситуации находится и множество других космических тел, что вызывает хаос на их поверхности.

Но как получается так, что тело не вращается вокруг оси? И, что более важно, как Земля избежала такой судьбы? И может ли нас ждать подобное в будущем?

Когда астрофизики впервые обнаружили планету Зармина, очень многие вдохновились открытием первой планеты располагающейся в обитаемой зоне звезды – однако вскоре настроения угасли, когда выяснилось, что Зармина имеет стационарную орбиту. А так как она не вращается вокруг своей оси, это значительно уменьшает шансы на существование жизни, тем более в развитых формах. Подобное "замерзшее" состояние оказывает серьезное влияние на температуру поверхности – но и это только часть проблемы. Все – от воды до географических изменений разделяется на две полу-сферы: разогретую и замерзшую.

Остановка

Когда планета вращается вокруг звезды, то она притягивается к ней благодаря гравитации. Разные части планеты притягиваются с разной силой – ближняя часть всегда немного сильнее, однако этого достаточно для накопления эффекта. Подобное распределение приводит к тому, что планета меняет свою форму – из сферичкской в более эллипсоподобную, и тут даже не нужна вода для проявления эффекта гравитации. Даже камень растягивается под воздействием гравитации – хотя это и не происходит сразу. Для изменения формы твердой массы в сторону солнца и возвращения в первоначальное состояние, требуется время, и при всем этом, планета продолжает двигаться.

Проблема возникает тогда, когда планета находится ближе к своему солнцу чем остальные, в связи с чем планета так же ощущает гравитационное притяжение от других тел. Это притяжение может быть значительно меньше чем влияние солнца, однако этого достаточно. Подобный эффект возникает каждый раз, когда планета вращается – а когда вращение слишком медленное, а движение по орбите быстрое, начинает возникать эффект распределения сил гравитации по поверхности, создавая небольшую задержку и торможение вращения. А когда это происходит на протяжении миллионов лет, в конечном счете планета останавливается и принимает стационарную орбиту вокруг звезды.

Жизнь на застывшей планете

Минусы планеты застывшей в стационарном положении очевидны. Одна часть жарится, другая замерзает. Вода на одной части в виде пара, на другой в виде льда. Если на подобной планете и может существовать жизни, то в так называемой сумеречной зоне опоясывающей планету. 

Однако для существования жизни не достаточно просто иметь необходимую температуру. Если наша атмосфера потеряет солнечное тепло, то сначала она начнет переходить в плотный газ, после чего конденсируется в жидкость и, наконец, станет твердым льдом. В то же время, часть под Солнцем начнет расширяться от тепла. Хотя сомнительно, что атмосфера на Темной Стороне полностью перейдет в твердое состояние, она не позволит происходить процессу конденсации, в связи с чем вакуум начнет поглощать раскаленный воздух с солнечной стороны. При определенных условиях вращение атмосферных газов все же может происходить (в зависимости от положения к солнцу), но, скорее всего приведет к адским бурям – горячий воздух будет разогревать замерзший воздух создавать мощнейшие ветра.

И эти ветра могут принести еще больше проблем. Даже геологи видят кучу проблем с застывшими планетами. Эрозия камня и почвы происходит по разному в зависимости от уровня освещенности. Холодная часть будет сохраняться достаточно хорошо, в то же время, солнечная часть потерявшая свои океаны будет постоянно подвергаться действию солнца и ветра. Тут эрозия будет происходить значительно быстрее, камни перетрутся в мелкую пыль и станет частью огромного шторма, или рассеется в водяном пару атмосферы. Жизнь на такой планете если и будет возможна, то либо под поверхностью, либо она будет мега выносливой.

Земля в опасности?

В основном остановка вращения планет и их спутников работает по одному и тому же принципу: все зависит от таких вещей как дистанция орбиты, масса тел, общей орбиты, удаленности от звезды. Обычно вращение пропадает у близко расположенных объектов, так как удаленные объекты не испытывают кардинально отличающихся векторов гравитации. Для многих звезд обитаемые области частично пересекаются с зонами, где им может грозить остановка.

Некоторые ученые предполагали ранее, что Земля в конечном счете может тоже столкнуться с остановкой вращения, однако по последним данным, это не так. По крайне мере это будет не из-за солнца. Причиной этого может стать Луна, которая каждый год немного замедляет наше вращение. 

Существует множество факторов относительно того, насколько сильно может снизится наше вращение. К примеру, сама Луна каждый год удаляется от Земли на небольшое расстояние, так что возможно скорее наступит время, когда Солнце поглотит нас, чем день, когда Земля остановилась.