Ще в серпні 2016 року було підтверджено існування Землеподібної планети прямо поруч із нашою Сонячною системою. Щоб зробити справи ще більш захоплюючими, було підтверджено, що ця планета орбітає і в зоні проживання зірки. З цього часу астрономи та мисливці за екзопланетами зайняті намаганням визначити все, що вони можуть щодо цієї скелястої планети, відомої як Proxima b. Передусім, на думку кожного, - саме те, наскільки ймовірним воно є для проживання.
Однак з того часу з'явилися численні дослідження, які свідчать про те, що Proxima b, враховуючи той факт, що він обертається навколо типу M (червоний карлик), важко підтримає життя. Такого висновку, безумовно, дійшов у новому дослідженні під керівництвом дослідників Центру космічних польотів NASA Goddard. Як вони показали, планета, як Проксима Б, не змогла б довго зберігати атмосферу, подібну Землі.
Червоні зірки-карлики є найпоширенішими у Всесвіті, на них припадає приблизно 70% зірок лише в нашій галактиці. Таким чином, астрономи, природно, зацікавлені в тому, щоб дізнатись, наскільки ймовірно, що вони підтримують житлові планети. А враховуючи відстань між нашою Сонячною системою та Проксімою Кентаврі - 4,246 світлових років - Проксима b вважається ідеальною для вивчення придатності систем червоних карликових зірок.
Крім того, факт, що, як вважається, Проксима b за розмірами та складом подібний до Землі, робить її особливо привабливою ціллю для досліджень. Дослідженням керували доктор Кетрін Гарсія-Сейдж з Центру космічних польотів НАСА Годдарда та Католицького університету Америки у Вашингтоні, округ Колумбія. Як вона розповіла Space Magazine електронною поштою:
«Поки що не багато екзопланет розміром із Землею виявлено на орбіті в помірній зоні своєї зірки. Це не означає, що їх не існує - більші планети зустрічаються частіше, тому що їх легше виявити - але Проксима b викликає інтерес, оскільки вона має не лише розміри Землі та на правильній відстані від її зірки, але й на орбіті найближчої зірки до нашої Сонячної системи ».
Для того, щоб визначити ймовірність існування Проксима b, дослідницька група прагнула вирішити основні проблеми, що стоять перед скелястими планетами, що обертаються на орбітах червоних карликових зірок. Вони включають відстань планети від зірок, мінливість червоних карликів та наявність (або відсутність) магнітних полів. Відстань має особливе значення, оскільки житлові зони (т.к. помірні зони) навколо червоних карликів набагато ближче та жорсткіші.
"Червоні карлики прохолодніші за наше власне Сонце, тому помірний пояс ближче до зірки, ніж Земля до Сонця", - сказав доктор Гарсія-Сейдж. "Але ці зірки можуть бути дуже магнетично активними, і бути настільки близько до магнітно-активної зірки означає, що ці планети знаходяться в дуже іншому космічному середовищі, ніж те, що відчуває Земля. На цих відстанях від зірки ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання можуть бути досить великими. Зоряний вітер може бути сильнішим. Зірки можуть бути зоряні спалахи та енергетичні частинки, які іонізують та нагрівають верхню атмосферу ".
Крім того, червоні карликові зірки відомі своєю нестабільною та мінливою природою порівняно з нашим Сонцем. Таким чином, планети, що обертаються в безпосередній близькості, повинні були б протистояти спалахам і інтенсивним сонячним вітром, який може поступово позбавляти їх атмосфери. Це викликає ще один важливий аспект дослідження придатності до існування екзопланет - наявність магнітних полів.
Простіше кажучи, атмосфера Землі захищена магнітним полем, яке рухається ефектом динамо у його зовнішньому ядрі. Ця «магнітосфера» заважала сонячному вітру відводити нашу атмосферу, тим самим даючи життю можливість виникнути та розвиватися. На відміну від цього, Марс втратив магнітосферу приблизно 4,2 мільярда років тому, що призвело до того, що атмосфера виснажилася, а поверхня стала холодним, сухим місцем, яке вона є сьогодні.
Щоб перевірити потенційну придатність Proxima b та здатність утримувати рідкі поверхневі води, команда припустила наявність атмосфери, подібної до Землі і магнітне поле навколо планети. Потім вони пояснювали посилене випромінювання, що надходило від Proxima b. Це було надано Центром астрофізики Гарвард Смітсоніан (CfA), де дослідники визначили для цього проекту ультрафіолетовий та рентгенівський спектри Проксима Центавра.
З усього цього вони побудували моделі, які почали обчислювати швидкість втрат атмосфери, використовуючи атмосферу Землі як шаблон. Як пояснив доктор Гарсія-Сейдж:
"На Землі верхня атмосфера іонізується та нагрівається ультрафіолетовим та рентгенівським випромінюванням від Сонця. Деякі з цих іонів та електронів виходять із верхньої атмосфери на північному та південному полюсах. У нас є модель, яка розраховує, як швидко втрачається верхня атмосфера внаслідок цих процесів (це не дуже швидко на Землі)… Потім ми використовували це випромінювання як вхід для нашої моделі і розраховували діапазон можливих коефіцієнтів виходу для Proxima Centauri b на основі про різний рівень магнітної активності ».
Те, що вони знайшли, було не дуже обнадійливим. По суті, Проксима b не змогла б утримати атмосферу, подібну до Землі, піддавшись інтенсивному випромінюванню Проксима Кентавра, навіть при наявності магнітного поля. Це означає, що якщо Proxima b не мав зовсім іншого вигляду атмосферної історії, ніж Земля, це, швидше за все, безжиттєва кулька скелі.
Однак, як стверджував доктор Гарсія-Сейдж, є й інші фактори, які слід врахувати, які їх дослідження просто не можуть враховувати:
"Ми виявили, що втрати атмосфери набагато сильніші, ніж вони є на Землі, а для високих рівнів магнітної активності, які ми очікуємо в Проксима b, швидкість виходу була досить швидкою, щоб вся атмосфера, схожа на Землю, могла бути втрачена в космосі. Це не враховує інших речей, таких як вулканічна активність або впливи на комети, які могли б поповнити атмосферу, але це означає, що коли ми намагаємося зрозуміти, які процеси формували атмосферу Проксима b, ми повинні брати до уваги враховувати магнітну активність зірки. І розуміння атмосфери є важливою частиною розуміння того, чи може існувати рідка вода на поверхні планети і чи могло б розвиватися життя ».
Тож це не все погана новина, але і це не викликає великої впевненості. Якщо Proxima b не є вулканічно активною планетою і не зазнає великої кількості кометних впливів, швидше за все, це не помірний, водоносний світ. Швидше за все, його клімат буде аналогічний Марсу - холодному, сухому та з водою, що існує переважно у вигляді льоду. А що стосується корінного життя, яке виникає там, це теж не надто ймовірно.
Ці та інші недавні дослідження намалювали досить похмуру картину про придатність систем червоних карликових зірок. Зважаючи на те, що це найпоширеніші типи зірок у відомому Всесвіті, статистична ймовірність знайти мешкаючу планету за межами нашої Сонячної системи, схоже, знижується. Не зовсім хороша новина для тих, хто сподівається, що життя знайдеться там протягом свого життя!
Але важливо пам’ятати, що те, що ми можемо сказати напевно про позасонячні планети, обмежене. У найближчі роки та десятиліття місії наступного покоління - як космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) та транзитний супутник екзопланетного обстеження (TESS) - обов'язково намалюють більш детальну картину. Тим часом у Всесвіті ще багато зірок, навіть якщо більшість з них надзвичайно далеко!
