Още през август на 2016 г. беше потвърдено съществуването на планета, подобна на Земята, точно в съседство с нашата Слънчева система. За да стане нещата още по-вълнуващи, беше потвърдено, че тази планета орбитира и в обитаемата зона на звездата си. Оттогава астрономите и ловците на екзопланети се занимават с опит да определят всичко, което могат за тази скална планета, известна като Проксима b. Най-важното в съзнанието на всеки е колко е вероятно да бъде обитаем.
От това време обаче са възникнали многобройни проучвания, които показват, че Proxima b, предвид факта, че орбитира M-тип (червено джудже), ще има трудно поддържане на живота. Това със сигурност беше заключението, направено в ново проучване, ръководено от изследователи от Центъра за космически полети на Годард на НАСА. Както показаха, планета като Проксима b няма да може да задържи атмосфера на Земята много дълго.
Звездите на червените джуджета са най-често срещаните във Вселената, като приблизително 70% от звездите са в нашата галактика. Като такива астрономите са естествено заинтересовани да знаят колко е вероятно да поддържат обитаеми планети. И като се има предвид разстоянието между нашата Слънчева система и Proxima Centauri - 4.246 светлинни години - Proxima b се счита за идеален за изследване на обитаемостта на звездите от червени джуджета.
На всичкото отгоре, фактът, че Proxima b се смята за сходен по размер и състав на Земята, го прави особено привлекателна цел за изследване. Изследването беше ръководено от д-р Катрин Гарсия-Сейдж от Центъра за космически полети на Годард от НАСА и католическия университет на Америка във Вашингтон, окръг Колумбия. Както тя каза пред сп. Space Magazine по имейл:
„Досега не много екзопланети с размер на Земята са открити на орбита в умерената зона на своята звезда. Това не означава, че те не съществуват - по-големи планети се намират по-често, защото са по-лесни за откриване - но Проксима b представлява интерес, тъй като е не само с размер на Земята и на точното разстояние от нейната звезда, но и обикаля около орбитата на най-близката звезда до нашата Слънчева система. "
За да определи вероятността Proxima b да бъде обитаема, изследователският екип се опита да се справи с основните проблеми, пред които са изправени скалистите планети, които обикалят орбитите червени звезди джуджета. Те включват разстоянието на планетата от звездите им, променливостта на червените джуджета и наличието (или липсата) на магнитни полета. Разстоянието е от особено значение, тъй като обитаемите зони (известни още като умерени зони) около червените джуджета са много по-близки и по-строги.
„Червените джуджета са по-хладни от собственото ни Слънце, така че умерената зона е по-близо до звездата, отколкото Земята до Слънцето“, казва д-р Гарсия-Сейдж. „Но тези звезди може да са много магнетично активни и това, че сте толкова близо до магнитно активна звезда означава, че тези планети са в много различна космическа среда от тази, която преживява Земята. На тези разстояния от звездата ултравиолетовото и рентгеново лъчение може да е доста голямо. Звездният вятър може да е по-силен. От звездата може да има звездни пламъци и енергийни частици, които йонизират и загряват горната атмосфера. "
В допълнение, звездите от червено джудже са известни с това, че са нестабилни и променливи по природа в сравнение с нашето Слънце. Като такива, планетите, орбитиращи в непосредствена близост, би трябвало да се справят с изблици и силен слънчев вятър, който постепенно може да отнеме атмосферата им. Това повдига друг важен аспект на изследването за обитаемост на екзопланети, което е наличието на магнитни полета.
По-просто казано, атмосферата на Земята е защитена от магнитно поле, което се задвижва от ефект на динамо във външното му ядро. Тази „магнитосфера“ попречи на слънчевия вятър да премахне атмосферата ни, като по този начин даде шанс на живота да се появи и да се развие. За разлика от тях Марс загуби магнитосферата си преди приблизително 4,2 милиарда години, което доведе до изчерпване на атмосферата й, а повърхността й се превърна в студено, изсушено място, което е днес.
За да провери потенциалната обитаемост и способността на Proxima b да задържа течна повърхностна вода, екипът предположи наличието на земна атмосфера и магнитно поле около планетата. След това отчитат засиленото излъчване, идващо от Proxima b. Това беше предоставено от Центъра за астрофизика на Харвард Смитсониан (CfA), където изследователите определиха ултравиолетовия и рентгенов спектър на Проксима Центавър за този проект.
От всичко това те създадоха модели, които започнаха да изчисляват скоростта на атмосферните загуби, използвайки земната атмосфера като шаблон. Както обясни д-р Гарсия-Сейдж:
„На Земята горната атмосфера се йонизира и нагрява от ултравиолетово и рентгеново лъчение от Слънцето. Някои от тези йони и електрони избягат от горната атмосфера на северния и южния полюс. Имаме модел, който изчислява колко бързо се губи горната атмосфера чрез тези процеси (това не е много бързо на Земята) ... След това използвахме това излъчване като вход за нашия модел и изчислихме диапазон от възможни степени на бягство за Proxima Centauri b, въз основа на за различни нива на магнитна активност. "
Това, което намериха, не беше много обнадеждаващо. По същество Проксима b не би могла да запази атмосфера на Земята, когато се подложи на интензивно излъчване на Проксима Кентавър, дори при наличието на магнитно поле. Това означава, че ако Proxima b не е имал много различен вид атмосферна история от Земята, това най-вероятно е безжизнена скала.
Както казва д-р Гарсия-Сейдж, обаче, има и други фактори, които трябва да вземат предвид, които тяхното изследване просто не може да отчита:
„Установихме, че атмосферните загуби са много по-силни, отколкото са на Земята, а при високите нива на магнитна активност, които очакваме в Проксима b, степента на бягство е била достатъчно бърза, че цяла земна атмосфера може да бъде загубена в космоса. Това не отчита други неща като вулканична активност или въздействия с комети, които биха могли да попълнят атмосферата, но това означава, че когато се опитваме да разберем какви процеси оформят атмосферата на Proxima b, трябва да вземем съобразете магнитната активност на звездата. И разбирането на атмосферата е важна част от разбирането дали течната вода може да съществува на повърхността на планетата и дали животът може да се развие. “
Така че не всичко е лоша новина, но и не вдъхва много увереност. Освен ако Proxima b не е вулканично активна планета и не е обект на много комерни въздействия, вероятно няма да бъде умерен, носещ вода свят. Най-вероятно климатът му ще бъде аналогичен на Марс - студена, суха и с вода, съществуваща предимно под формата на лед. А що се отнася до коренния живот, възникващ там, това също не е твърде вероятно.
Тези и други скорошни проучвания нарисуват доста мрачна картина за обитаемостта на звездите от червени джуджета. Като се има предвид, че това са най-често срещаните типове звезди във известната Вселена, статистическата вероятност да намери обитаема планета извън нашата Слънчева система изглежда намалява. Изобщо не са точно добри новини за онези, които се надяват, че животът ще бъде открит там в рамките на живота им!
Но е важно да запомним, че това, което определено можем да кажем в този момент за извън слънчевите планети, е ограничено. В следващите години и десетилетия мисиите от следващо поколение - като космическия телескоп на Джеймс Уеб (JWST) и транзитния сателитен изследователски екзопланет (TESS) - със сигурност ще нарисуват по-подробна картина. Междувременно във Вселената все още има много звезди, дори ако повечето от тях са изключително далечни!
