Elokuussa 2016 vahvistettiin maapallomaisen planeetan olemassaolo aivan aurinkokuntamme vieressä. Jotta asioista tulisi vielä jännittävämpi, vahvistettiin, että tämä planeetta kiertää myös tähtensä asumisalueella. Siitä lähtien tähtitieteilijät ja eksoplaneettojen metsästäjät ovat yrittäneet selvittää kaikkensa tästä kallioisesta planeetasta, joka tunnetaan nimellä Proxima b. Erityisesti kaikkien mielessä on ollut, kuinka todennäköistä se on asuttava.
Siitä lähtien on kuitenkin syntynyt lukuisia tutkimuksia, jotka osoittavat, että Proxima b: llä olisi vaikea tukea elämää, koska se kiertää M-tyypin (punainen kääpiö). Tämä oli varmasti johtopäätös uudessa tutkimuksessa, jonka vetäjinä olivat NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksen tutkijat. Kuten he osoittivat, Proxima b: n kaltainen planeetta ei pystyisi pitämään maapallomaista ilmapiiriä kauan.
Punaiset kääpiötähdet ovat yleisimpiä maailmankaikkeudessa, ja niiden arvioidaan olevan vain 70% tähtiä galaksissamme. Sellaisenaan tähtitieteilijät ovat luonnollisesti kiinnostuneita tietämään kuinka todennäköisesti he tukevat asuttavia planeettoja. Ja kun otetaan huomioon aurinkokunnan ja Proxima Centaurin välinen etäisyys - 4,246 valovuotta -, Proxima b: tä pidetään ihanteellisena punaisten kääpiöitähteiden järjestelmien asettavuuden tutkimiseen.
Kaiken lisäksi se, että Proxima b: n uskotaan olevan kooltaan ja koostumukseltaan samanlainen kuin Maa, tekee siitä erityisen houkuttelevan tutkimuksen kohteen. Tutkimusta johti tri Katherine Garcia-Sage NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksesta ja Amerikan katolisesta yliopistosta Washington DC: ssä. Kuten hän kertoi Space Magazinelle sähköpostitse:
”Tähän mennessä tähtiä ei ole löydetty kiertäväksi maapallon kokoisia eksoplaneetteja. Tämä ei tarkoita, että niitä ei ole olemassa - suurempia planeettoja löytyy useammin, koska niitä on helpompi havaita - mutta Proxima b on kiinnostava, koska se ei ole vain maapallon kokoinen ja oikealla etäisyydellä tähtiä, vaan se on myös kiertää aurinkokuntamme lähimmän tähden. "
Proxima b: n asumiskelpoisuuden määrittämiseksi tutkimusryhmä pyrki vastaamaan tärkeimpiin huolenaiheisiin, jotka kohdistuvat punaisiin kääpiötähteihin kiertäviin kallioisiin planeettoihin. Näitä ovat planeetan etäisyys tähtiistä, punaisten kääpiöiden vaihtelevuus ja magneettikenttien esiintyminen (tai puuttuminen). Etäisyys on erityisen tärkeä, koska punaisten kääpiöiden ympärillä olevat asuttavat alueet (eli lauhkeat vyöhykkeet) ovat paljon lähempänä ja tiukempia.
"Punaiset kääpiöt ovat viileämpiä kuin oma aurinko, joten lauhkean vyöhykkeen sijainti on lähempänä tähtiä kuin maan on aurinko", sanoi tohtori Garcia-Sage. "Mutta nämä tähdet voivat olla erittäin magneettisesti aktiivisia, ja olla niin lähellä magneettisesti aktiivista tähteä tarkoittaa, että nämä planeetat ovat hyvin erilaisessa avaruusympäristössä kuin mitä Maa kokee. Näillä etäisyyksillä tähdestä ultravioletti- ja röntgensäteily voi olla melko suuri. Tähtituuli voi olla voimakkaampi. Tähdestä voi tulla tähtien leimahduksia ja energisiä hiukkasia, jotka ionisoivat ja lämmittävät ylempää ilmakehää. "
Lisäksi punaisten kääpiötähtien tiedetään olevan epävakaita ja vaihtelevia luonteeltaan verrattuna aurinkoomme. Sellaisenaan läheisyydessä kiertävien planeettojen olisi jouduttava selviytymään sopeutumisesta ja voimakkaasta aurinkotuulista, joka voisi vähitellen poistaa ilmakehän. Tämä nostaa esiin toisen tärkeän näkökohdan eksoplaneettojen asumiskelpoisuuden tutkimuksessa, joka on magneettikenttien esiintyminen.
Yksinkertaisesti sanottuna, Maan ilmakehää suojaa magneettikenttä, jonka ulkokehässä on dynaaminen vaikutus. Tämä ”magnetosfääri” on estänyt aurinkotuulilta strippaamasta ilmapiiriämme, mikä on antanut elämälle mahdollisuuden ilmaantua ja kehittyä. Sitä vastoin Mars menetti magnetosfäärinsä suunnilleen 4,2 miljardia vuotta sitten, mikä johti sen ilmakehän ehtymiseen ja sen pinnasta tuli kylmä, kuivunut paikka, missä se on nykyään.
Jotta testata Proxima b: n mahdollinen asumiskyky ja kyky pidättää nestemäistä pintavettä, ryhmä oletti siksi maapallon ilmapiirin ja magneettikenttä planeetan ympärillä. Sitten he tekivät Proxima b: stä tulevan tehostetun säteilyn. Tämän tarjosi Harvard Smithsonian Astrophysics Center (CfA), jossa tutkijat määrittivät Proxima Centaurin ultravioletti- ja röntgenspektrin tähän projektiin.
Kaikesta tästä he rakensivat malleja, jotka alkoivat laskea ilmakehän häviämisnopeutta käyttämällä mallina Maan ilmakehää. Kuten tohtori Garcia-Sage selitti:
”Maapallossa ylempi ilmakehä ionisoituu ja kuumenee auringon ultravioletti- ja röntgensäteilyllä. Jotkut näistä ioneista ja elektroneista pakenevat pohjoisen ja eteläisen napojen yläilmakehästä. Meillä on malli, joka laskee kuinka nopeasti ylempi ilmapiiri häviää näiden prosessien kautta (se ei ole kovin nopeaa maapallolla)… Käytin sitten tuota säteilyä mallinamme lähteenä ja laskettiin Proxima Centauri b: lle mahdollinen pakokapasiteetti, joka perustuu erilaisilla magneettisen aktiivisuuden tasoilla. "
Se mitä he löysivät, ei ollut kovin rohkaisevaa. Pohjimmiltaan Proxima b ei pysty pitämään maapallomaista ilmapiiriä, kun se altistuu Proxima Centaurin voimakkaalle säteilylle edes magneettikentän ollessa läsnä. Tämä tarkoittaa, että ellei Proxima b: llä ole ollut aivan erilaista ilmakehitystä kuin Maalla, se on todennäköisesti eloton kivipallo.
Kuten tohtori Garcia-Sage totesi, on kuitenkin muita tekijöitä, joiden vuoksi harkita tutkimustaan, jota yksinkertaisesti ei voida ottaa huomioon:
”Havaitsimme, että ilmakehän häviöt ovat paljon voimakkaampia kuin ne ovat Maapallolla, ja Proxima b: llä odotettavissa olevan korkean magneettisen aktiivisuuden tason kohdalla poistumisnopeus oli riittävän nopea, että koko maapallon mukainen ilmapiiri voi kadota avaruuteen. Siinä ei oteta huomioon muita asioita, kuten vulkaanista toimintaa tai vaikutuksia komeetoilla, jotka saattavat pystyä täydentämään ilmakehää, mutta se tarkoittaa kuitenkin, että kun yritämme ymmärtää, mitkä prosessit ovat muodostaneet Proxima b: n ilmapiirin, meidän on otettava huomioon Tähtien magneettinen aktiivisuus otetaan huomioon. Ja ilmakehän ymmärtäminen on tärkeä osa ymmärrystä siitä, voisiko nestemäistä vettä olla planeetan pinnalla ja olisiko elämä voinut kehittyä. ”
Joten se ei ole kaikki huonoja uutisia, mutta se ei myöskään inspiroi suurta luottamusta. Ellei Proxima b ole vulkaanisesti aktiivinen planeetta, jolle kohdistuu paljon komeettisia vaikutuksia, se ei todennäköisesti ole maltillinen, vettä kantava maailma. Todennäköisesti sen ilmasto on samanlainen kuin Mars - kylmä, kuiva ja veden ollessa pääasiassa jäätä. Ja mitä siellä syntyy alkuperäiskansojen elämässä, se ei myöskään ole liian todennäköistä.
Nämä ja muut viimeaikaiset tutkimukset ovat maalanneet melko synkän kuvan punaisten kääpiöitähteiden järjestelmien asumiskelpoisuudesta. Koska nämä ovat tunnetussa maailmankaikkeudessa yleisimpiä tähtilajeja, tilastollinen todennäköisyys löytää asuttava planeetta aurinkokuntamme ulkopuolelle näyttää vähenevän. Ei lainkaan hyviä uutisia niille, jotka toivovat, että elämä löytyy sieltä heidän elämänsä aikana!
Mutta on tärkeätä muistaa, että se, mitä voimme sanoa ehdottomasti tässä vaiheessa aurinkoa käyttämättömistä planeetoista, on rajoitettua. Tulevien vuosien ja vuosikymmenien aikana seuraavan sukupolven tehtävät - kuten James Webbin avaruusteleskooppi (JWST) ja Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - maalaavat varmasti yksityiskohtaisemman kuvan. Sillä välin Universumissa on edelleen paljon tähtiä, vaikka suurin osa niistä olisi erittäin kaukana!
