Проксима b - ближайшая к Земле экзопланета, вероятно, еще более пригодна для жизни, чем считалось. Проксима Центавра b - землеподобная экзопланета у ближайшей к Земле звезды Проксима Центавра Что такое тренды проксима 6

Исследователи, используя компьютерное моделирование, аналогичное тому, которое используется для изучения изменения климата на Земле, обнаружили, что Proxima Centauri b может иметь на своей поверхности огромные объемы жидкой воды. Это открытие значительно повышает шансы на наличие на этой экзопланете живых организмов.

«Основной вывод, полученный в ходе проводившихся симуляций, заключается в том, что есть приличные шансы, что планета будет пригодна для жизни», – заявил Энтони Дель Генио, планетарный ученый из Института космических исследований НАСА. Дель Генио также является ведущим автором статьи с описанием нового исследования, которое было опубликовано 5 сентября в журнале «Астробиология» .

Проксима Центавра – маленькая красная карликовая звезда, расположенная всего в 4,2 световых годах от . Несмотря на его близость к Земле, ученые до сих пор мало знают о планетарном компаньоне Проксимы Центавра – Proxima Centauri b. Известно лишь, что его масса по меньшей мере в 1,3 раза выше, чем у Земли, и что он совершает один оборот вокруг своей родительской звезды каждые 11 дней. Поэтому Дель Генио и его коллегам пришлось сделать некоторые разумные допущения об экзопланете , а именно о том, что на ее поверхности есть атмосфера и океан – это было необходимо для продолжения работы.

Proxima Centauri b находится на орбите вокруг своей звезды в зоне обитаемости. То есть на расстоянии, позволяющем ей получать достаточное количество энергии для сохранения температуры своей поверхность выше температуры замерзания воды. Но при этом экзопланета очень близка к звезде. Поэтому вполне вероятно, что вращение экзопланеты заблокировано приливными гравитационными силами. Это означает, что одна сторона Proxima Centauri b всегда обращена к своей родительской звезде, подобно тому, как одну и ту же сторону Земле.

Предыдущие исследования, опубликованные в журнале «Астрономия и астрофизика» в 2016 году, описывали смоделированную гипотетическую атмосферу Proxima Centauri b. Было высказано предположение, что полушарие экзопланеты, всегда обращенное к звезде, будет раскаленной пустыней. В то же самое время океан, обращенный к пространству, будет замерзшим. Поэтому на Proxima Centauri b может существовать только кусочек теплого моря на стыке полушарий.

Но новые симуляции были более глобальными, чем предыдущие. Они подразумевали присутствие динамического циркулирующего океана, который мог бы очень эффективно передавать тепло с одной стороны экзопланеты на другую. По словам исследователей, движение атмосферы и комбинируется таким образом, что «хотя ночная сторона никогда не видит света хозяйской звезды, существует узкая полоска жидкой воды, которая поддерживается вокруг экваториального региона», – сказал Дель Генио.

В общей сложности команда провела 18 отдельных сценариев моделирования. Ученые рассматривали эффекты существования гигантских континентов, тонкой атмосферы, различные атмосферные составы и даже изменения количества соли в глобальном океане. Практически во всех моделях Proxima Centauri b обладала открытым океаном, который сохранялся по крайней мере на некоторой части ее поверхности.

«Чем большая часть поверхности планеты покрыта жидкой водой, тем выше вероятность того, что там будет жизнь. Мы сможем найти доказательства существования этой жизни с использованием в будущем », – сказал Дель Генио.

Вам могут понравиться эти статьи:

«Самая близкая к Земле» - такое звание получали разные экзопланеты по мере открытия все новых и новых планет вне Солнечной системы. Теперь титул переходит к планете Проксима Центавра b. Она найдена у самой близкой к нам звезды, и планет ближе ученые найти не рассчитывают.

Новая планета обращается вокруг звезды Проксима Центавра, которая находится в четырех световых годах от нас. «Это не только самая близкая к нам планета земного типа, это, вероятно, вообще самая близкая к нам планета за пределами Солнечной системы, поскольку ближе Проксимы Центавры звезд просто нет», - сказал на пресс-конференции журнала Nature один из участников исследования Ансгар Рейнерс (Ansgar Reiners) из Геттингенского университета в Германии.

Астрономы обнаружили намеки на существование планеты в данных Европейской южной обсерватории еще в 2000 году, но, чтобы подтвердить свое открытие, им понадобилось больше 15 лет. Планету обнаружили методом Доплера: обращаясь вокруг звезды планета тянет ее на себя, из-за этого звезда все время то немного придвигается к Земле, то отодвигается от нее. В результате меняется спектр излучения звезды, который ловят телескопы на Земле.

Температура на планете

Звезда Проксима Центавра - красный карлик, она меньше Солнца - ее масса составляет лишь 12% от солнечной - и намного тусклее - всего 0,15% от яркости Солнца. Масса планеты Проксима b - 1,3 земной. Исследователи полагают, что это планета земного типа. Она находится намного ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. Расстояние между ними - 7,5 миллиона километров, это в 20 раз меньше, чем от Земли до Солнца. Оборот вокруг звезды Проксима b совершает за 11,2 дня.

Альфа Центавра AB и Проксима Центавра. Фото: Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani

«На основе этой информации мы можем рассчитать температуру поверхности планеты, если не брать в расчет атмосферу - минус 40 градусов по Цельсию. Без атмосферы температура Земли была бы похожей - минус 20 градусов», - пояснил Рейнерс.

Вода, жизнь, атмосфера

На Проксиме b может быть жидкая вода, однако, есть ли она там на самом деле, точно неизвестно и зависит от истории формирования планеты и активности ее звезды. Возраст обеих сопоставим с возрастом Солнца и Земли соответственно. Однако рассуждения об их истории пока являются областью чистых спекуляций.

Возможно, вода и атмосфера сначала были, а затем их не стало, потому что атмосферу унесло звездным ветром Проксимы Центавра. Однако мы не знаем, насколько звезда была активна в прошлом. Возможно, от звездного ветра планету защитило магнитное поле, подобно тому как магнитное поле Земли защищает нашу планету от солнечного ветра, но мы не знаем, есть ли оно у Проксимы b. Может быть, планета сначала потеряла воду и атмосферу, а затем, как и Земля, пережила « » кометами, которые снова принесли на нее воду. В общем, сценариев много, а что происходило и происходит на планете на самом деле, выяснится в процессе дальнейших исследований.

Однако, если атмосфера и вода найдутся, это еще не значит, что условия на планете так уж комфортны. «Проксима b получает больше рентгеновского и ультрафиолетового излучения, чем Земля. Если бы мы на Земле получили такую дозу, это бы повлияло на жизнь, хотя я не уверен, что живые организмы вымерли бы совсем», - отметил Рейнерс.

Исследование планеты

Землеподобные планеты за пределами Солнечной системы находили уже не единожды. Однако «эта планетная система намного ближе к нам, чем любая другая, и это значительно облегчает ее детальное изучение», подчеркнул Рейнерс.

Установить, есть ли у планеты атмосфера, можно, если она в какой-то точке своей орбиты окажется между своей звездой и Землей. Тогда атмосферу можно увидеть благодаря подсветке сзади. Но есть ли такое положение на орбите у Проксимы b, мы пока не знаем, и шансы на это не очень велики. Другая возможность - поймать

Возможно, мы нашли вторую Землю?

У ближайшей к Солнцу звезды обнаружена планета, возможно, пригодная для жизни; воображение уже рисует на ней плотную атмосферу и океаны.

Найденная планета, получившая название Proxima b , имеет почти круговую орбиту, от звезды ее отделяет примерно 7,6 миллионов километров (0,05 астрономической единицы, то есть среднего расстояния Земли от Солнца). Год в этом мире длится всего 11 дней, масса планеты превышает земную в 1,3 раза, а средняя температура поверхности близка к нулю градусов Цельсия - это всего на десять градусов ниже, чем у Земли, и на несколько десятков градусов выше, чем у Марса.

По космическим меркам Проксима Центавра совсем рядом – всего-то 4,24 светового года.

Помешать появлению этого рая может сама родительская звезда Проксима Центавра, для которой характерны сильные ультрафиолетовые и рентгеновские вспышки. Об этом рассказывается в исследовании, опубликованном в журнале «Nature».

Компьютерное моделирование давно подсказывало астрономам, что у нашей соседки есть как минимум одна планета, да и в основном экзопланеты находят именно у красных карликов.

Открытие Проксима б было совершено посредством наблюдения доплеровского смещения спектра звезды, обусловленного гравитационным воздействием планеты. Работа выполнена на двух научных инструментах Европейской южной обсерватории - HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) и UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph).

Несмотря на, казалось бы, катастрофическую близость к светилу, этот мир может быть очень неплох с точки зрения поддержания жизни, ведь - холодные звезды.

Температура поверхности Проксима Центавра более чем в два раза (почти на три тысячи кельвинов), масса - в десять раз, а светимость - на четыре порядка меньше, чем у Солнца.

И чтобы вода на поверхности планеты не замерзла, она должна быть приближена а своей звезде гораздо больше, чем Земля к Солнцу.

В Солнечной системе в подобной зоне расположены Венера, Земля и Марс, а интервал расстояний для системы Проксима Центавра составляет от 0,04 до 0,08 астрономической единицы. Казалось бы, все говорит в пользу возникновения жизни, но есть один неприятный момент, который может перечеркнуть все преимущества.

Отличительная черта красных карликов – высокая активность. Вспышки в рентгеновском диапазоне, периодически происходящие на Проксиме Центавра, сильнее самой интенсивной вспышки на Солнце примерно в 400 раз. Как такое излучение скажется на возникновении и поддержании жизни неизвестно. Может быть, такая супервспышка сможет породить цепь химических реакций с образованием молекул органических веществ, но, с другой стороны, она способна «сорвать» с планеты атмосферу. Обладай планета Proxima b , как и Земля, собственным магнитным полем, губительное действие радиации было бы уменьшено, но удаленно его наличие не обнаружить.

В результате самых мощных вспышек на Солнце в окружающее пространство за несколько минут уходит до триллиона мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно пятая часть энергии, излучаемой Солнцем за одну секунду, и вся энергия, которую выработает человек за миллион лет (при условии ее производства современными темпами). Супервспышки происходят, как правило, на более крупных звездах спектральных классов F8-G8 - массивных аналогов Солнца (относящегося к классу G2). Эти светила обычно не быстро вращаются вокруг своей оси и могут находиться в составе тесной двойной системы. Мощность супервспышек превышает типичные солнечные вспышки в десятки тысяч раз, однако, ученые не исключают возможность такого катаклизма и на Солнце.

Кроме этого, планета Проксима б в силу своей близости к звезде всегда повернута к ней одной стороной, то есть находится в состоянии приливного захвата, как Луна по отношению к Земле. Это значит, что одна половина планеты постоянно нагрета, а другая всегда холодна. Моделирование показало, что это не станет непреодолимым препятствием для существования жизни при условии наличия плотной атмосферы. Постоянные конвективные потоки обеспечат теплообмен между половинами планеты и в «приграничной полосе» может установиться комфортная температура.

Вероятнее всего, такая большая планета образовалась в удаленных районах системы и, со временем, переместилась в нынешнее положение. Глядя на Солнечную систему можно утверждать, что это небесное тело содержит большое количество воды.

Проксима Центавра, вероятно, является частью тройной звездной системы, к которой относится также двойная звезда альфа Центавра, звезды в ней разделяет всего 23 астрономические единицы. Период обращения красного карлика вокруг двух солнцеподобных звезд составляет более 500 тысяч лет.

Полет к альфа Центавра

Астрофизиком Филипом Любиным (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) предложено направить к ближайшей звезде группу маленьких автоматических станций с . Система лазеров на орбите Земли разгонит их до околосветовой скорости. Аналогичная идея предложена российским бизнесменом Юрием Мильнером и британским физиком-теоретиком Стивеном Хокингом.

В планы обоих миссий входит только пролет сквозь систему, ведь затормозить будет невозможно.

Затруднения в реализации проекта связаны с его технической составляющей и ценой. Для реализации проекта Любина потребуется развернуть на орбите Земли группировку, в сто раз по массе превосходящую МКС. Миниатюрному зонду потребуется 15 лет, чтобы достичь Альфа Центавра и прислать обратно несколько фотографий, но цена вопроса – десятки триллионов долларов.

Современному космическому кораблю это удалось бы сделать намного дешевле, но на это потребовалось бы 70 тысяч лет.

Идею Любина поддержал конгрессмен Джон Калберсон, призвавший НАСА приступить к работе над автоматической миссией к альфе Центавра уже в 2017 году. Стартовать станция, по планам республиканца, должна в 2069 году - к столетию высадки астронавтов на Луну. Команда Мильнера-Хокинга также не осталась в стороне. На мероприятии, посвященном открытию Proxima b, было заявлено, что российский бизнесмен запланировал отправку к материнскому светилу и планете зондов уже в 2030 годах. Достичь цели аппараты должны через 20 лет. Первые снимки ближайшей экзопланетной системы на Земле увидят в 2055 году.

Идеи ученых и политиков большинство их коллег восприняли со скепсисом, и на первом плане остается удаленное исследование Proxima b. Проблемы при наблюдении с Земли и из ближнего космоса могут возникнуть из-за малой светимости и скромных размеров Проксимы Центавра.

Близость открытого мира к Солнцу делает из него главный объект для будущих исследований. Кроме того, вероятно, на орбите Проксимы Центавра есть суперземля, расположенная за пределами зоны, подходящей для жизни. Период ее обращения вокруг звезды составляет от 100 до 400 суток.

Два года назад астрономы обнаружили планету Проксима b, которая моментально стала одним из самых интересующих ученых объектов видимой Вселенной. Она является частью системы красного карлика Проксима Центавра, ближайшей к нам звезды, и удалена на 4,24 светового года.

Естественно, главный вопрос, относящийся к Проксиме b, заключается в возможности жизни там. По космическим меркам, данная экзопланета не так уж и далека от Земли, что делает её главной целью в гипотетическом первом в истории межзвездном путешествии.

Последние исследования внушают оптимизм. С помощью компьютерной модели ученые симулировали условия Проксимы b. Всего было проработано 18 вариантов, и каждый из них показал, что на обсуждаемой планете есть океан, который никогда не замерзает.

"Вывод нашего эксперимента заключается в следующем: Проксима b вполне может быть обитаема. Чем больше та территория, что покрыта жидкой водой, тем больше шансов найти там жизнь. Мы надеемся, что с появлением более мощных телескопов удастся получить неопровержимые доказательства этого", - рассказал Энтони Дельдженио из Института космических исследований имени Годдарда, руководивший научной работой.

Ранее специалисты уже пытались разузнать о характеристиках Проксимы b, создавая компьютерные модели, но в тех случаях не был учтен ряд важных моментов, поэтому результаты оказались совсем другими. Планета находится на близком расстоянии от материнской звезды, на полный оборот у неё уходит 11 земных суток. Одна сторона объекта обращена к светилу, а другая - в противоположную, соответственно. Согласно этому мнению, одна часть должна быть раскалена до предела, а другая находиться в царстве вечного холода и мрака.

В таких условиях, как показали ранние исследования, океан существовать не может: в первом случае вода попросту испарится, во втором - превратится в лёд. Энтони Дельдженио в своей работе учёл перемещение масс теплой и холодной воды, подобных океанским течениям на Земле, что должно поддерживать нормальный баланс для большого океана.

В декабре 2017 года в NASA сообщили, что Проксима b официально выбрана объектом для первого в истории человечества межзвездного путешествия. Миссия должна начаться в 2069 году. Конечно, людей не отправят, но даже если специальные зонды доберутся до конечной остановки, это будет по-настоящему культовым событием.

Подсчитано, если космические аппараты будут лететь со скоростью в 0,1 скорости света, то к 2113 году уже окажутся на месте. Но, к сожалению, технический прогресс не достиг ещё такого уровня, чтобы так быстро передвигаться в космическом пространстве, но есть альтернативные варианты, позволяющие тоже достаточно быстро летать.

Расположенная ближе всего к нашей Солнечной системе экзопланета, обращающаяся вокруг звезды Проксима Центавра всего в 4,2 световых годах от Солнца, как подтверждают результаты всестороннего компьютерного моделирования, является пригодной для жизни. Такие выводы позволили сделать новейшие расчеты моделей, сделанные на основе уже известных о планете Проксима b данных.

Художественное представление планеты Проксима b на фоне ее звезды Проксима Центавра и ее звезд-спутников Альфа Центавра А и В. Copyright: ESO/M. Kornmesser

Команда исследователей под руководством Энтони Дель Генио из Годдардовского института космических исследований NASA написала в новом номере журнала Astrobiology, основываясь на оценках компьютерных моделей, которые используются для моделирования изменения климата на Земле, но уже с данными, известными о Проксима Центавра b.

Результаты моделирования показывают, что Проксима b даже при различных сценариях может иметь на своей поверхности большие объемы жидкой воды, по причине чего вероятность наличия жизни на этой планете значительно возрастает. «Ключевым результатом нашего комплексного моделирования является то, что вероятность пригодности планеты для существования жизни действительно чрезвычайно велика», - говорит Дель Генио.

Сама Проксима Центавра представляет собой прохладную красную карликовую звезду, расположенную на расстоянии 4,2 световых лет от Солнца. И хотя располагается она к нашей Солнечной системе столь близко, астрономы пока слишком мало знают об окружающей этого красного карлика системе. И даже первая, и до сих пор единственная известная планета этой звезды (Проксима Центавра b), была открыта только в 2016 году. Проксима b в 1,3 раза превышает размеры Земли, а один оборот вокруг своей звезды она совершает всего за 11 суток.

«Мы предполагаем, что планета обладает атмосферой и океанами на поверхности, при этом она обращается вокруг своего светила в пределах его зоны жизни», - говорят исследователи. - «Благодаря этому, планета получает достаточно света, чтобы температуры у поверхности поддерживались выше точки замерзания воды». Но так как планета обращается вокруг своей звезды на достаточно близком расстоянии, нельзя исключать, что между ними существует такая же связь, как у Земли с Луной, то есть планета остается постоянно повернутой к звезде только одной стороной.

В то время, как более ранние модели предполагали, что нагревается только повернутая к звезде сторона планеты, а на обратной ее стороны океаны замерзают, Дель Генио тоже не стал исключать возможность такой оттаявшей в форме глазного яблока, повернутой к звезде гемисферы, пригодной для жизни - так называемой «планеты-глазного яблока».

Так художник видит «планету-глазное яблоко». Copyright: NASA/JPL-Caltech

Комплексность нового моделирования превзошла все предыдущие расчеты моделей, и в них были включены также данные динамики циркуляции океана и атмосферы, благодаря которой происходит глобальное распределение тепла.

При таком положении вещей, вполне можно допустить, что хотя отвернутая от светила сторона никогда не видит «солнечных лучей», но вдоль экватора вокруг всей планеты тянется полоса жидкой воды. Нечто подобное наблюдается и на нашей Земле, где благодаря Гольфстриму на Восточном побережье США всегда значительно теплее, чем это могло быть без этого теплого течения из тропиков.

В общей сложности ученые группы Дель Генио тщательно проверили 18 потенциальных планетарных сценариев, где рассматривались варианты с эффектами больших континентов, тонкой атмосферы, различных атмосферных составов и даже воздействие различных концентраций соли в предполагаемом океане.

И почти все эти варианты показали, что, как минимум, части этой планеты должны оставаться достаточно теплыми для того, чтобы на поверхности сохранялась жидкая вода и океаны. «Чем больше поверхность потенциально жидкой воды, тем большей видится и вероятность, что с помощью телескопов будущих поколений мы сможем разглядеть там и жизнь», - помечтал напоследок Дель Генио.