Proxima b -niminen aurinkoinen planeetta on ollut erityisessä paikassa yleisessä mielessä siitä lähtien, kun sen olemassaolosta ilmoitettiin elokuussa 2016. Koska aurinkokunnan lähimmänä eksoplaneettana sen löytö on herättänyt kysymyksiä mahdollisuudesta tutkia sitä ei liian kaukainen tulevaisuus. Ja vielä houkuttelevammat ovat sen potentiaaliseen asettavuuteen liittyvät kysymykset.
Huolimatta lukuisista tutkimuksista, jotka ovat yrittäneet osoittaa, olisiko planeetta sopiva elämälle sellaisena kuin tiedämme sen, mitään lopullista ei ole tehty. Onneksi Exeterin yliopiston astrofysiikkatiimit - Yhdistyneen kuningaskunnan Met Office -meteorologian asiantuntijoiden avulla - ovat ryhtyneet ensimmäisiin alustaviin toimenpiteisiin selvittääkseen, onko Proxima b: llä asuttava ilmasto.
Tutkimuksensa mukaan, joka ilmestyi äskettäin lehdessä Tähtitiede ja astrofysiikka, ryhmä suoritti simulaatiosarjan käyttämällä huippuluokan Met Office Unified Model (UM) -menetelmää. Tätä numeerista mallia on käytetty vuosikymmenien ajan maan ilmakehän tutkimiseen sovelluksilla, jotka vaihtelevat sääennusteesta ilmastonmuutoksen vaikutuksiin.
Tämän mallin avulla ryhmä simuloi Proxima b: n ilmastoa, jos sen ilmakehän koostumus olisi samanlainen kuin maan. He suorittivat myös simulaatioita siitä, millainen planeetta olisi kuin jos ilmakehä olisi paljon yksinkertaisempi - sellainen, joka koostuu typestä, jossa on hiukkasia hiilidioksidia. Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, he ottivat huomioon muutokset planeetan kiertoradalla.
Kun otetaan huomioon esimerkiksi planeetan etäisyys auringosta - 0,05 AU (7,5 miljoonaa km; 4,66 miljoonaa mi) -, planeetan kiertoradan ominaisuuksista on ollut kysymyksiä. Yhtäältä se voisi olla vuorovesilukittu, missä toinen pinta on jatkuvasti kohti Proxima Centauria. Toisaalta planeetta voisi olla 3: 2 kiertoradalla resonanssissa aurinkoonsa nähden, missä se pyörii kolme kertaa akselillaan jokaista kahta kiertorataa kohti (aivan kuten elohopea kokee auringollemme).
Kummassakin tapauksessa tämä johtaisi siihen, että planeetan toinen puoli altistuu melko vähän säteilylle. Ottaen huomioon M-tyypin punaisten kääpiötähtien luonne, jotka ovat hyvin vaihtelevia ja epävakaita verrattuna muihin tähtilajeihin, auringon päin oleva puoli säteilytettäisiin ajoittain. Lisäksi molemmissa kiertoradan skenaarioissa planeetalle kohdistuisi merkittäviä lämpötilan vaihteluita, mikä vaikeuttaisi nestemäisen veden olemassaoloa.
Esimerkiksi vuorovesilukitulla planeetalla öisin päin olevan pään ilmakehän pääkaasut todennäköisesti jäätyvät, mikä jättäisi päivänvaloalueen paljastuvaksi ja kuivana. Ja planeetalla, jolla on 3: 2 kiertoradan resonanssi, yksi aurinkoinen päivä kestäisi todennäköisesti hyvin pitkään (aurinkopäivä elohopeaa kohti kestää 176 maapäivää), aiheuttaen sen, että toinen puoli tulee liian kuumaksi ja kuivaa toiselle puolelle liian kylmäksi. ja kuiva.
Kun kaikki tämä otetaan huomioon, ryhmän simulaatiot sallivat joitain tärkeitä vertailuja aikaisempiin tutkimuksiin, mutta myös antoivat joukkueelle mahdollisuuden päästä niiden ulkopuolelle. Kuten tohtori Ian Boutle, Exeterin yliopiston kunniatohtori ja tutkimuksen pääkirjailija, selitti yliopiston lehdistötiedotteessa:
”Tutkimusryhmämme tarkasteli joukko erilaisia skenaarioita planeetan todennäköisestä kiertoradan konfiguraatiosta käyttämällä simulaatiosarjaa. Sen lisäksi, että tutkimme, kuinka ilmasto käyttäytyisi, jos planeetta olisi ”vuorovesilukittu” (jossa yksi päivä on samanpituinen kuin vuosi), tarkastelimme myös kuinka Mercuryn kaltainen kiertorata kiertää kolme kertaa akselillaan joka toinen auringon ympärillä oleva kiertorata (resonanssi 3: 2) vaikuttaisi ympäristöön. "
Loppujen lopuksi tulokset olivat melko suotuisat, koska joukkue havaitsi, että Proxima b: llä olisi huomattavan vakaa ilmasto joko ilmakehällä ja kiertoradalla. Pohjimmiltaan UM-ohjelmistosimulaatiot osoittivat, että kun molemmat ilmakehät ja molemmat vuorovesilukitut ja 3: 2-resonanssikonfiguraatiot otettiin huomioon, planeetalla olisi edelleen alueita, joilla vesi voisi esiintyä nestemäisessä muodossa.
3: 2-resonanssiesimerkki johti luonnollisesti huomattavampiin planeetan alueisiin, jotka kuuluivat tälle lämpötila-alueelle. He havaitsivat myös, että epäkeskoinen kiertorata, jossa planeetan ja Proxima Centaurin välinen etäisyys vaihteli merkittävästi yhden kiertoradan aikana, johtaisi potentiaalisen asettavuuden lisääntymiseen entisestään.
Kuten toinen kunniatohtoriopiskelija ja yksi paperille kirjoitetuista kirjoittajista tohtori James Manners sanoi:
”Yksi tärkeimmistä piirteistä, joka erottaa tämän planeetan maasta, on, että valo sen tähdestä on enimmäkseen lähellä infrapuna-aluetta. Nämä valon taajuudet ovat vuorovaikutuksessa paljon voimakkaammin ilmakehän vesihöyryn ja hiilidioksidin kanssa, mikä vaikuttaa mallimme ilmapiiriin. "
Tietenkin on tehtävä paljon enemmän työtä, ennen kuin voimme todella ymmärtää, pystyykö tämä planeetta tukemaan elämää sellaisena kuin me sen tiedämme. Proxima b: n olosuhteita koskevat tutkimukset ovat erittäin tärkeitä sen lisäksi, että ne ruokkivat toiveita niille, jotka haluaisivat sen jonakin päivänä asettuneen kolonisaationa, kun määritetään, onko alkuperäiskansoja siellä tällä hetkellä.
Mutta tällä välin tämänkaltaiset tutkimukset ovat erittäin hyödyllisiä, kun on odotettavissa, millaisia ympäristöjä saatamme löytää kaukaisilta planeetoilta. Tohtori Nathan Mayne - tieteellinen johtaja eksoplaneettojen mallinnuksesta Exeterin yliopistossa ja avustajana - on myös ilmaissut, että tällaisilla ilmastotutkimuksilla voisi olla sovelluksia tutkijoille kotona.
"Yritämme toteuttaa Exeterissä toteutettavan projektin avulla paitsi havaitun eksoplaneettojen hiukan hämmentävää monimuotoisuutta myös hyödyntää sitä toivottavasti parantaaksemme ymmärrystämme siitä, kuinka oma ilmasto on ja tulee muuttumaan”, hän sanoi. Lisäksi se auttaa havainnollistamaan, kuinka täällä maan päällä olevia olosuhteita voidaan käyttää ennustamaan mitä aurinkoon liittyvissä ympäristöissä voi esiintyä.
Vaikka tämä saattaa kuulostaa hiukan maapallonkeskeiseltä, on täysin kohtuullista olettaa, että muiden tähtijärjestelmien planeetat ovat prosessien ja mekaniikan alaisia, kuin mitä olemme nähneet aurinko planeetoilla. Ja tämä on jotain, joka meidän on aina pakko tehdä etsittäessä asuttavia planeettoja ja elämää aurinkokunnan ulkopuolelle. Ennen kuin voimme mennä sinne suoraan, meidän on pakko mitata mitä teemme mitä emme tiedä.
