2016. gada augustā tika apstiprināta Zemei līdzīgas planētas esamība turpat blakus mūsu Saules sistēmai. Lai padarītu jautājumus vēl aizraujošākus, tika apstiprināts, ka šī planēta riņķo arī tās zvaigznes apdzīvojamā zonā. Kopš tā laika astronomi un eksoplanētu mednieki ir centušies noteikt visu iespējamo par šo klinšaino planētu, kas pazīstama kā Proxima b. Lielākā daļa cilvēku prātā ir domājuši, cik liela ir tā apdzīvojamība.
Tomēr kopš tā laika ir parādījušies daudzi pētījumi, kas norāda, ka Proxima b, ņemot vērā faktu, ka tas riņķo ap M veida (sarkano punduri), būs grūti uzturēt dzīvību. Tas noteikti bija secinājums, kas izdarīts jaunā pētījumā, kuru vadīja NASA Goddard kosmosa lidojumu centra pētnieki. Kā viņi parādīja, tāda planēta kā Proxima b nespētu saglabāt Zemei līdzīgu atmosfēru ļoti ilgi.
Sarkanās pundurzvaigznes ir visizplatītākās Visumā, un tās aptuveni 70% veido zvaigznes tikai mūsu galaktikā. Kā tādi astronomi, protams, ir ieinteresēti uzzināt, cik iespējams, viņi atbalsta apdzīvojamās planētas. Un, ņemot vērā attālumu starp mūsu Saules sistēmu un Proxima Centauri - 4,246 gaismas gadus -, Proxima b tiek uzskatīts par ideālu sarkano punduru zvaigžņu sistēmu izmantojamības izpētei.
Turklāt fakts, ka tiek uzskatīts, ka Proxima b pēc lieluma un sastāva ir līdzīgs Zemei, padara to par īpaši pievilcīgu pētījumu mērķi. Pētījumu vadīja Dr Katherine Garcia-Sage no NASA Goddard kosmisko lidojumu centra un Amerikas katoļu universitātes Vašingtonā, DC. Kā viņa pa e-pastu stāstīja Space Magazine:
“Līdz šim nav atrasts daudz Zemes eksoplanētu, kas riņķo apkārt savas zvaigznes mērenajā zonā. Tas nenozīmē, ka tās neeksistē - lielākas planētas tiek atrastas biežāk, jo tās ir vieglāk atklāt -, bet Proxima b interesē, jo tā ir ne tikai Zemes izmēra un pareizajā attālumā no tās zvaigznes, bet arī riņķo ap mūsu Saules sistēmai tuvāko zvaigzni. ”
Lai noteiktu Proxima b apdzīvojamības varbūtību, pētniecības grupa centās risināt galvenās bažas, ar kurām saskaras akmeņainās planētas, kuras riņķo ap sarkanām punduru zvaigznēm. Tie ietver planētas attālumu no zvaigznēm, sarkano punduru mainīgumu un magnētisko lauku klātbūtni (vai neesamību). Attālumam ir īpaša nozīme, jo apdzīvojamās zonas (pazīstamas arī kā mērenās zonas) ap sarkanajiem punduriem ir daudz tuvākas un stingrākas.
“Sarkanie punduri ir vēsāki par mūsu pašu sauli, tāpēc mērenais josla ir tuvāk zvaigznei nekā Zeme ir saulei,” sacīja doktors Garsija-Sage. “Bet šīs zvaigznes var būt ļoti magnētiski aktīvas, un atrasties tik tuvu magnētiski aktīvai zvaigznei nozīmē, ka šīs planētas atrodas pavisam citā kosmosa vidē nekā tā, ko piedzīvo Zeme. Šajos attālumos no zvaigznes ultravioletais un rentgena starojums var būt diezgan liels. Zvaigžņu vējš var būt spēcīgāks. No zvaigznes varētu būt zvaigžņu signālraķetes un enerģētiskas daļiņas, kas jonizē un silda augšējo atmosfēru. ”
Turklāt ir zināms, ka sarkanās punduru zvaigznes ir nestabilas un mainīgas pēc būtības, salīdzinot ar mūsu Sauli. Tā kā planētām, kas riņķo tiešā tuvumā, būs jācīnās ar uzliesmojumiem un intensīvu saules vēju, kas varētu pakāpeniski attīrīt viņu atmosfēru. Tas izvirza vēl vienu svarīgu eksoplanētu apdzīvojamības pētījumu aspektu, kas ir magnētisko lauku klātbūtne.
Vienkārši sakot, Zemes atmosfēru aizsargā magnētiskais lauks, kuru ārējā kodolā vada dinamo efekts. Šī “magnetosfēra” neļāva saules vējam atbrīvot mūsu atmosfēru, tādējādi dodot dzīvībai iespēju parādīties un attīstīties. Turpretī Marss zaudēja savu magnetosfēru aptuveni pirms 4,2 miljardiem gadu, kā rezultātā tās atmosfēra tika izsmelta un tās virsma kļuva par auksto, izkaltošo vietu, kāda tā ir šodien.
Tāpēc, lai pārbaudītu Proxima b potenciālo apdzīvojamību un spēju saglabāt šķidru virszemes ūdeni, komanda pieņēma, ka ir Zemei līdzīga atmosfēra un magnētiskais lauks ap planētu. Pēc tam viņi atskaitījās par pastiprināto starojumu, kas nāk no Proxima b. To nodrošināja Hārvarda Smitsona astrofizikas centrs (CfA), kur pētnieki šim projektam noteica Proxima Centauri ultravioleto un rentgenstaru spektru.
No tā visa viņi konstruēja modeļus, kas sāka aprēķināt atmosfēras zudumu ātrumu, par paraugu izmantojot Zemes atmosfēru. Kā paskaidroja Dr Garsija-Sage:
“Uz Zemes atmosfēras augšdaļa tiek jonizēta un sasildīta ar saules ultravioleto un rentgena starojumu. Daži no šiem joniem un elektroniem izplūst no augšējās atmosfēras ziemeļu un dienvidu polos. Mums ir modelis, kas aprēķina, cik ātri šajos procesos tiek zaudēta augšējā atmosfēra (tas nav īpaši ātri uz Zemes) ... Pēc tam mēs izmantojām šo starojumu kā modeļa ievadi un aprēķinājām iespējamo Proxima Centauri b izbēgšanas ātrumu diapazonu, pamatojoties uz dažādos magnētiskās aktivitātes līmeņos. ”
Tas, ko viņi atrada, nebija sevišķi iepriecinošs. Būtībā Proxima b nespētu saglabāt Zemei līdzīgu atmosfēru, ja to pakļautu Proxima Centauri intensīvajam starojumam, pat ja ir magnētiskais lauks. Tas nozīmē, ka, ja vien Proxima b atmosfēras vēsture nav bijusi ļoti atšķirīga nekā Zeme, tā, visticamāk, ir nedzīva klinšu bumba.
Tomēr, kā teica Dr Garsija-Sage, ir arī citi faktori, kas jāņem vērā un kurus viņu pētījumā vienkārši nevar ņemt vērā:
“Mēs atklājām, ka atmosfēras zudumi ir daudz spēcīgāki nekā tie ir uz Zemes, un augstiem magnētiskās aktivitātes līmeņiem, kurus mēs sagaidām Proxima b, izbēgšanas ātrums bija pietiekami ātrs, lai visu Zemei līdzīgo atmosfēru varētu pazaudēt kosmosā. Tas neņem vērā citas lietas, piemēram, vulkānisko aktivitāti vai ietekmi ar komētām, kuras varētu papildināt atmosfēru, bet tas nozīmē, ka, mēģinot saprast, kādi procesi veidojuši Proxima b atmosfēru, mums ir jāņem vērā ņemot vērā zvaigznes magnētisko aktivitāti. Un izpratne par atmosfēru ir svarīga daļa no tā, lai saprastu, vai uz planētas virsmas varēja pastāvēt šķidrs ūdens un vai dzīve varēja attīstīties. ”
Tātad, tās nav visas sliktās ziņas, bet arī neveicina lielu uzticēšanos. Ja vien Proxima b nav vulkāniski aktīva planēta un tai ir daudz komētas ietekmes, tā, visticamāk, nav mērena, ūdens nesoša pasaule. Visticamāk, tā klimats būs analogs Marsam - auksts, sauss un ar ūdeni, kas galvenokārt ir ledus veidā. Un arī tas, kas attiecas uz pamatiedzīvotāju dzīvi tur, nav pārāk iespējams.
Šie un citi nesenie pētījumi ir parādījuši diezgan drūmu ainu par sarkano punduru zvaigžņu sistēmu izmantojamību. Ņemot vērā, ka šie ir visizplatītākie zvaigžņu veidi zināmajā Visumā, šķiet, ka statistiskā varbūtība atrast apdzīvojamu planētu ārpus mūsu Saules sistēmas samazinās. Nemaz nav labas ziņas tiem, kas cer, ka viņu dzīves laikā dzīve tiks atrasta!
Bet ir svarīgi atcerēties, ka tas, ko mēs šobrīd varam teikt par ārpussaules planētām, ir ierobežots. Nākamajos gados un gadu desmitos nākamās paaudzes misijas - piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) un Tranzīta eksoplanētu apsekošanas satelīts (TESS) - noteikti uzgādās sīkāku attēlu. Pa to laiku Visumā joprojām ir daudz zvaigžņu, pat ja vairums no tām atrodas ārkārtīgi tālu!
