Извън слънчевата планета, известна като Проксима b, е заемала специално място в обществения ум откакто е обявено съществуването й през август 2016 г. Като най-близката екзопланета до нашата Слънчева система, нейното откриване повдигна въпроси за възможността да я изследваме в не твърде далечното бъдеще. И още по-мъчителни са въпросите, свързани с потенциалното му обитаване.
Въпреки многобройните изследвания, които се опитват да посочат дали планетата може да бъде подходяща за живот, какъвто го познаваме, нищо окончателно не е произведено. За щастие, екип по астрофизика от Университета в Ексетер - с помощта на експерти по метеорология от Met Office на Обединеното кралство - направи първите предварителни стъпки за установяване дали Proxima b има обитаем климат.
Според тяхното проучване, което се появи наскоро в списанието Астрономия и астрофизика, екипът проведе поредица от симулации, използвайки най-съвременния Met Office Unified Model (UM). Този числен модел се използва от десетилетия за изучаване на земната атмосфера, като приложенията варират от прогнозата за времето до последиците от изменението на климата.
С този модел екипът симулира какъв би бил климатът на Проксима b, ако има подобен атмосферен състав на Земята. Те също така проведоха симулации за това каква ще бъде планетата, ако имаше много по-опростена атмосфера - такава, съставена от азот с следи от въглероден диоксид. Не на последно място, но не на последно място, те направиха допускане за вариации в орбитата на планетата.
Например, като се има предвид разстоянието на планетата от нейното слънце - 0,05 AU (7,5 милиона км; 4,66 милиона мили) - имаше въпроси относно орбиталните характеристики на планетата. От една страна, тя може да бъде завъртана на върха, където едно лице непрекъснато е обърнато към Proxima Centauri. От друга страна, планетата би могла да бъде в орбитален резонанс 3: 2 със слънцето си, където тя се върти три пъти по оста си за всеки две орбити (подобно на опита на Меркурий с нашето Слънце).
И в двата случая това би довело до това, че едната страна на планетата е изложена на доста малко радиация. Като се има предвид естеството на червените звезди от джудже от тип M, които са силно променливи и нестабилни в сравнение с други видове звезди, обърната към слънцето страна ще бъде периодично облъчвана. Освен това и в двата орбитални сценария планетата би била обект на значителни колебания в температурата, които биха затруднили съществуването на течна вода.
Например, на планета, която е под ключ, основните атмосферни газове от страната на нощта вероятно ще замръзнат, което ще остави зоната на дневната светлина изложена и суха. И на планета с орбитален резонанс 3: 2, един слънчев ден най-вероятно би продължил много дълго време (слънчевият ден на Меркурий продължава 176 земни дни), причинявайки едната страна да стане прекалено гореща, а другата - твърде студена и суха.
Като вземат предвид всичко това, симулациите на екипа позволиха някои решаващи сравнения с предишни проучвания, но също така позволиха на екипа да достигне отвъд тях. Както д-р Ian Boutle, почетен стипендиант на университета в Ексетер и водещ автор на статията, обясни в съобщение на университета:
„Нашият изследователски екип разгледа редица различни сценарии за вероятната орбитална конфигурация на планетата, използвайки набор от симулации. Освен че разгледахме как би се държал климатът, ако планетата е била „подредена на върха“ (където един ден е същата дължина като една година), разгледахме и как една орбита, подобна на Меркурий, която се върти три пъти по оста си за на всеки две орбити около слънцето (3: 2 резонанс), би повлияло на околната среда. "
В крайна сметка резултатите бяха доста благоприятни, тъй като екипът установи, че Proxima b ще има забележително стабилен климат с всякаква атмосфера и в двете орбитални конфигурации. По същество симулационните софтуерни симулации показаха, че когато и двете атмосфери, както и конфигурационните конфигурации, така и резонансът 3: 2, се отчитат, все още ще има региони на планетата, където водата може да съществува в течна форма.
Естествено, резонансният пример 3: 2 доведе до по-значителни области на планетата, попадащи в този температурен диапазон. Те откриха също, че ексцентрична орбита, при която разстоянието между планетата и Проксима Центавър варира в значителна степен в течение на един орбитален период, ще доведе до по-нататъшно увеличаване на потенциалното обитаване.
Както каза д-р Джеймс Манърс, друг почетен стипендиант на университета и един от съавторите на статията, каза:
„Една от основните характеристики, които отличават тази планета от Земята е, че светлината от нейната звезда е най-вече в близката инфрачервена. Тези светлинни честоти взаимодействат много по-силно с водни пари и въглероден диоксид в атмосферата, което влияе на климата, който се появява в нашия модел. "
Разбира се, трябва да се свърши много повече работа, преди наистина да разберем дали тази планета е способна да поддържа живота, както го познаваме. Освен че се хранят с надеждата на онези, които биха искали да го видят колонизиран някой ден, проучванията за условията на Проксима b са също изключително важни за определяне дали в момента съществува коренният живот или не.
Междувременно, проучвания като това са изключително полезни, когато става въпрос за предвиждане какви видове среда можем да намерим на далечни планети. Д-р Натан Майн - научната водеща за моделиране на екзопланети в Университета в Ексетер и съавтор на статията - също посочи, че климатичните изследвания от този вид могат да имат приложения за учени тук у дома.
„С проекта, който имаме в Exeter, ние се опитваме не само да разберем донякъде смайващото многообразие от екзопланети, които се откриват, но и да използваме това, за да се подобри нашето разбиране за това как се развива и ще се развива собственият ни климат“, каза той. Нещо повече, това помага да се илюстрира как условията на Земята могат да се използват за прогнозиране на това, което може да съществува в извън слънчева среда.
Въпреки че това може да звучи малко ориентирано към Земята, е напълно разумно да се предположи, че планетите в други звездни системи са обект на процеси и механика, подобни на тези, които сме виждали на слънчевите планети. И това е нещо, на което неизменно сме принудени да правим, когато става въпрос за търсене на обитаеми планети и живот извън нашата Слънчева система. Докато не можем да отидем директно там, ще бъдем принудени да измерваме това, което не знаем с това, което правим.
