2016. aasta augustis kinnitati Maa-taolise planeedi olemasolu meie Päikesesüsteemi kõrval. Asjade veelgi põnevamaks muutmiseks kinnitati, et see planeet tiirleb ka oma tähe elamispiirkonnas. Sellest ajast peale on astronoomid ja eksoplaneetide jahimehed püüdnud teha kõik, mis võimalik, selle kaljuse planeedi, mida tuntakse Proxima b, leidmiseks. Kõige enam on kõigi meelest olnud, kui tõenäoline on elamiskõlblikkus.
Sellest ajast peale on ilmnenud arvukalt uuringuid, mis osutavad, et Proxima b-l oleks raske elu toetada, arvestades asjaolu, et see tiirleb M-tüüpi (punane kääbus). See oli kindlasti järeldus uues uuringus, mida juhtisid NASA Goddardi kosmoselennukeskuse teadlased. Nagu nad näitasid, ei suuda Proxima b-sugune planeet väga kaua säilitada Maa-sarnast atmosfääri.
Punased kääbustähed on universumis kõige tavalisemad, moodustades ainuüksi meie galaktikas tähedest umbes 70%. Sellisena on astronoomid loomulikult huvitatud teadmisest, kui suure tõenäosusega toetavad nad elamiskõlblikke planeete. Ja arvestades meie Päikesesüsteemi ja Proxima Centauri vahelist kaugust - 4,246 valgusaastat -, peetakse Proxima b ideaalseks punaste kääbustähede süsteemide kasutatavuse uurimiseks.
Lisaks teeb asjaolu, et Proxima b arvatakse olevat oma suuruse ja koostisega sarnane Maaga, selle eriti huvipakkuvaks uurimistöö sihtmärgiks. Uuringut juhtis dr Katherine Garcia-Sage NASA Goddardi kosmoselennukeskusest ja Ameerika Ühendriikide Washingtoni katoliku ülikoolist. Nagu ta kosmoseajakirjale meili teel ütles:
„Siiani pole nende tähe parasvöötmes orbiidil levinud palju Maa-suuruseid eksoplaneete. See ei tähenda, et neid pole olemas - suuremaid planeete leidub sagedamini, kuna neid on lihtsam tuvastada -, kuid Proxima b pakub huvi, kuna see pole mitte ainult Maa suurus ja tähest õigel kaugusel, vaid on ka tiirleb meie Päikesesüsteemile lähima tähe ümber. ”
Proxima b elamiskõlblikkuse tõenäosuse kindlakstegemiseks püüdis uurimisrühm lahendada peamised probleemid, mis seisavad silmitsi punaste kääbustähtede ümber tiirlevate kiviste planeetidega. Nende hulka kuuluvad planeedi kaugus nende tähtedest, punaste kääbuste varieeruvus ja magnetväljade olemasolu (või puudumine). Kaugus on eriti oluline, kuna punaste kääbuste ümber asuvad asustatavad tsoonid (ehk parasvöötmed) on palju lähemal ja tihedamad.
"Punased kääbused on meie Päikesest jahedamad, seega on parasvöötme tähele lähemal kui Maa Päikesele," ütles dr Garcia-Sage. "Kuid need tähed võivad olla väga magnetiliselt aktiivsed ja magnetiliselt aktiivsele tähele nii lähedal olemine tähendab, et need planeedid asuvad väga erinevas kosmosekeskkonnas, kui see, mida Maa kogeb. Nendest kaugustest tähest võib ultraviolett- ja röntgenkiirgus olla üsna suur. Tähetuul võib olla tugevam. Tähest võiksid olla tähelaternad ja energeetilised osakesed, mis ioniseerivad ja soojendavad ülemist atmosfääri. ”
Lisaks on punased kääbustähed teadaolevalt ebastabiilsed ja varieeruva iseloomuga, võrreldes meie Päikesega. Sellisena peaksid vahetus läheduses tiirlevad planeedid võitlema ägenemiste ja tugeva päikesetuulega, mis võib nende atmosfääri järk-järgult ära viia. See tõstatab eksoplaneetide asustatavuse uurimise veel ühe olulise aspekti, milleks on magnetväljade olemasolu.
Lihtsalt öeldes on Maa atmosfääri kaitstud magnetväljal, mida juhib selle välimises tuumas olev dünamoefekt. See "magnetosfäär" on takistanud päikesetuulel meie atmosfääri eemaldamist, andes elule võimaluse ilmneda ja areneda. Seevastu kaotas Marss oma magnetosfääri umbes 4,2 miljardit aastat tagasi, mille tagajärjel selle atmosfäär oli vaesunud ja selle pind muutus külmaks, kuivanud kohaks, nagu see praegu on.
Proxima b võimaliku elamiskõlblikkuse ja vedela pinnavee säilimisvõime kontrollimiseks eeldas meeskond seetõttu Maa-sarnase atmosfääri olemasolu ja magnetväli ümber planeedi. Seejärel moodustasid nad Proxima b-st tuleneva suurenenud kiirguse. Seda pakkus Harvard Smithsoniani astrofüüsika keskus (CfA), kus teadlased määrasid selle projekti jaoks Proxima Centauri ultraviolett- ja röntgenspektri.
Kõige selle põhjal konstrueerisid nad mudelid, mis hakkasid atmosfääri kadude määra arvutama, kasutades mallina Maa atmosfääri. Nagu dr Garcia-Sage selgitas:
“Maal ioniseeritakse ja atmosfääri ülemine atmosfäär päikesest tuleneva ultraviolett- ja röntgenkiirguse toimel. Osa neist ioonidest ja elektronidest pääseb põhja- ja lõunapooluse ülemisest atmosfäärist. Meil on mudel, mis arvutab välja, kui kiiresti atmosfääri ülemine protsess nende protsesside tõttu kaob (see ei ole Maal eriti kiire) ... Seejärel kasutasime seda kiirgust oma mudeli sisendina ja arvutasime Proxima Centauri b võimalike põgenemiskiiruste vahemiku, mis põhineb erinevatel magnetilise aktiivsuse tasemetel. ”
See, mida nad leidsid, polnud eriti julgustav. Sisuliselt ei suudaks Proxima b säilitada Proxima Centauri intensiivse kiirguse mõjul Maa-taolist atmosfääri isegi magnetvälja olemasolu korral. See tähendab, et kui Proxima b-l pole olnud teistsugust atmosfääri ajalugu kui Maa, on see tõenäoliselt elutu kivimipall.
Nagu dr Garcia-Sage ütles, on ka muid tegureid, mille üle kaaluda, mida nende uuring lihtsalt ei võimalda arvesse võtta:
„Leidsime, et atmosfääri kaod on palju tugevamad kui Maa peal ja kõrge magnetilise aktiivsuse taseme korral, mida Proxima b-st oodata võime, oli põgenemiskiirus piisavalt kiire, et kogu Maa-sarnane atmosfäär võis kosmosesse kaduda. See ei võta arvesse muid asju, nagu vulkaaniline aktiivsus või komeetide mõjud, mis võivad atmosfääri täiendada, kuid see tähendab, et kui proovime mõista, millised protsessid kujundasid Proxima b atmosfääri, peame võtma arvestada tähe magnetilist aktiivsust. Ja atmosfääri mõistmine on oluline osa mõistmisel, kas vedel vesi võis eksisteerida planeedi pinnal ja kas elu oleks võinud areneda. ”
Nii et see pole kõik halvad uudised, kuid see ei innusta ka suurt enesekindlust. Kui Proxima b ei ole vulkaaniliselt aktiivne planeet ja sellel on palju komeetilisi mõjusid, pole see tõenäoliselt parasvöötme vesine maailm. Tõenäoliselt on selle kliima sarnane Marsi omaga - külm, kuiv ja veega, mis eksisteerib enamasti jää kujul. Ja mis puutub sinna tekkivasse põlisse, siis see pole ka liiga tõenäoline.
Need ja muud hiljutised uuringud on maalinud üsna sünge pildi punaste kääbus-tähesüsteemide elamiskõlblikkusest. Arvestades, et need on teadaolevas universumis kõige tavalisemad tähetüübid, näib statistiline tõenäosus leida meie Päikesesüsteemist kaugemale asustatav planeet. Pole just eriti hea uudis neile, kes loodavad, et elu leitakse nende elu jooksul!
Kuid on oluline meeles pidada, et see, mida me võime sel hetkel päikeseväliste planeetide kohta kindlalt öelda, on piiratud. Järgmise põlvkonna missioonidel - nagu James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) ja Exit Planet Survey Satellite (TESS) - on lähiaastatel ja aastakümnetel kindlasti täpsem pilt. Vahepeal on universumis veel palju tähti, isegi kui enamik neist on väga kaugel!
