Päikeseväline planeet, mida tuntakse Proxima b nime all, on hõivanud üldsuse erilise koha alates sellest, kui selle olemasolust teada anti 2016. aasta augustis. Meie päikesesüsteemile lähima eksoplaneedina on selle avastus tekitanud küsimusi selle uurimise võimaluste kohta mitte liiga kauge tulevik. Ja veelgi häirivamad on küsimused, mis on seotud selle võimaliku asustatavusega.
Vaatamata arvukatele uuringutele, mis on püüdnud näidata, kas meie planeet võiks olla eluks sobiv, nagu me seda teame, pole midagi lõplikku toodetud. Õnneks on Exeteri ülikooli astrofüüsikute meeskond - Ühendkuningriigi Met Office'i meteoroloogiaekspertide abiga - astunud esimesed esialgsed sammud, et teha kindlaks, kas Proxima b-s on sobiv kliima.
Nende uuringu kohaselt, mis ilmus hiljuti ajakirjas Astronoomia ja astrofüüsika, viis meeskond läbi simulatsioonide seeria, kasutades nüüdisaegset Met Office'i ühtset mudelit (UM). Seda arvmudelit on aastakümneid kasutatud Maa atmosfääri uurimiseks, rakendades rakendusi ilmastiku ennustamisest kliimamuutuste mõjudeni.
Selle mudeli abil simuleeris meeskond, milline oleks Proxima b kliima, kui selle atmosfääri koostis oleks Maaga sarnane. Nad viisid läbi ka simulatsioone selle kohta, milline oleks planeet, kui selle atmosfäär oleks palju lihtsam - selline, mis koosneb lämmastikust ja väikeses koguses süsinikdioksiidi. Viimaseks, kuid mitte vähem oluliseks, tegid nad arvesse muutusi planeedi orbiidil.
Näiteks arvestades planeedi kaugust päikesest - 0,05 AU (7,5 miljonit km; 4,66 miljonit mi) -, on olnud küsimusi planeedi orbitaalomaduste kohta. Ühest küljest võiks see olla loodete poolt lukus, kui üks nägu on pidevalt Proxima Centauri poole suunatud. Teisest küljest võib planeet olla oma päikesega orbitaalses resonantsis 3: 2, kus see pöörleb kolm korda teljel iga kahe orbiidi kohta (sarnaselt Merkuuri kogemustele meie Päikesega).
Mõlemal juhul võib see põhjustada selle, et üks pool planeedist puutub kokku üsna väikese kiirgusega. Arvestades M-tüüpi punaste kääbustähtede olemust, mis on teist tüüpi tähtedega võrreldes väga varieeruvad ja ebastabiilsed, oleks päikese poole suunatud külg perioodiliselt kiiritatud. Samuti mõjutavad planeet mõlemas orbitaalstsenaariumis olulisi temperatuurimuutusi, mis raskendab vedela vee olemasolu.
Näiteks loodete poolt lukustatud planeedil külmuksid tõenäoliselt öösel küljele jäävad peamised atmosfäärigaasid, mis jätaks päevavalguse tsooni paljastatud ja kuivaks. Ja planeedil, mille orbitaalresonants on 3: 2, kestaks üks päikesepäev tõenäoliselt väga pikka aega (päikesepäev Merkuuril kestab 176 Maa päeva), põhjustades ühe külje liiga kuuma ja teise külje liiga külma. ja kuivatage.
Kõike seda arvesse võttes võimaldasid meeskonna simulatsioonid teha olulisi võrdlusi varasemate uuringutega, kuid võimaldasid ka meeskonnal neist kaugemale jõuda. Nagu doktor Ian Boutle, Exeteri ülikooli auakadeemik ja töö juhtiv autor selgitas ülikooli pressiteates:
„Meie uurimisrühm vaatas simulatsioonide abil arvukalt erinevaid planeedi tõenäolise orbitaalkonfiguratsiooni stsenaariume. Lisaks sellele, et uurida, kuidas kliima käituks, kui planeet oleks loodete poolt lukus (kus üks päev on sama pikk kui üks aasta), vaatasime ka, kuidas elavhõbeda sarnane orbiit pöörleb kolm korda oma teljel iga kaks päikese ümber tiirlevat orbiiti (resonants 3: 2) mõjutaks keskkonda. ”
Lõppkokkuvõttes olid tulemused üsna soodsad, kuna meeskond leidis, et Proxima b-l on märkimisväärselt stabiilne kliima ükskõik kumma atmosfääri ja orbitaalkonfiguratsioonis. Põhimõtteliselt näitasid UM-i tarkvara simulatsioonid, et kui arvestada nii atmosfääri kui ka loodete poolt lukustatud ja 3: 2 resonantskonfiguratsiooni, leidub planeedil endiselt piirkondi, kus vesi suutis vedelal kujul eksisteerida.
Loomulikult andis 3: 2 resonantsnäide tulemuse, et planeedi olulisemad alad jäävad sellesse temperatuurivahemikku. Samuti leidsid nad, et ekstsentriline orbiit, kus planeedi ja Proxima Centauri vaheline kaugus varieerus olulisel määral ühe orbitaalperioodi jooksul, suurendaks võimaliku asustatavuse veelgi.
Nagu ütles teine aukohtuülikooli liige ja üks paberil olnud kaasautoreid dr James Manners:
„Üks peamisi jooni, mis eristab seda planeeti Maast, on see, et tema tähest paistab valgus enamasti lähedalasuvas infrapunas. Need valguse sagedused mõjutavad palju tugevamalt atmosfääri veeauru ja süsinikdioksiidi, mis mõjutab meie mudelis ilmnevat kliimat. "
Muidugi on vaja veel palju ära teha, enne kui saame tõeliselt aru, kas see planeet on võimeline elu toetama sellisena, nagu me seda tunneme. Lisaks nende inimeste lootuste toitmisele, kes sooviksid seda kunagi koloniseerida, on Proxima b tingimusi käsitlevad uuringud ka äärmiselt olulised, et teha kindlaks, kas põlisrahvaste elu seal praegu eksisteerib või mitte.
Kuid vahepeal on sellised uuringud äärmiselt kasulikud, kui on vaja ette näha, milliseid keskkondi võime kaugetel planeetidel leida. Dr Nathan Mayne - Exeteri ülikooli eksoplaneetide modelleerimise teaduslik juht ja kaasautor paberil - osutas ka, et sedalaadi kliimauuringutel võiksid olla teadlaste jaoks rakendused ka kodus.
"Selle projektiga, mis meil Exeteris on, proovime mitte ainult mõista avastatud eksoplaneetide pisut hämmastavat mitmekesisust, vaid ka seda ära kasutada, et loodetavasti parandada arusaamist meie enda kliima kujunemisest ja kujunemisest," sõnas ta. Veelgi enam, see aitab illustreerida, kuidas siin Maa peal olevaid tingimusi saab kasutada päikeseenergiavälistes keskkondades esineda võivate olukordade ennustamiseks.
Ehkki see võib tunduda pisut maakeskne, on täiesti mõistlik eeldada, et teistes tähesüsteemides olevad planeedid toimuvad sarnaselt protsessidele ja mehaanikale, mida oleme näinud Päikese planeetidel. Ja see on midagi, mida me oleme sunnitud alati tegema, kui on vaja otsida meie Päikesesüsteemist väljaspool elavaid planeete ja elu. Kuni me ei saa sinna otse minna, oleme sunnitud mõõtma, mida me ei tea, mida me teeme.
