Proxima b, den nærmeste exoplanet til Jorden, er sandsynligvis endnu mere beboelig end tidligere antaget. Proxima Centauri b er en jordlignende exoplanet nær den nærmeste stjerne på Jorden. Proxima Centauri Hvad er Proxima 6-trends

Forskere, der bruger computersimuleringer svarende til dem, der bruges til at studere klimaændringer på Jorden, har fundet ud af, at Proxima Centauri b kan have enorme mængder flydende vand på overfladen. Denne opdagelse øger markant chancerne for levende organismer på denne exoplanet.

"Hovedkonklusionen fra disse simuleringer er, at der er en anstændig chance for, at planeten vil være beboelig," sagde Anthony Del Genio, en planetarisk videnskabsmand ved NASA's Space Science Institute. Del Genio er også hovedforfatter på et papir, der beskriver den nye forskning, som blev offentliggjort den 5. september i tidsskriftet Astrobiology.

Proxima Centauri er en lille rød dværgstjerne, der ligger kun 4,2 lysår væk. På trods af dens nærhed til Jorden, ved forskerne stadig lidt om Proxima Centauris planetariske følgesvend, Proxima Centauri f. Hvad man ved er, at dens masse er mindst 1,3 gange Jordens, og at den kredser om sin moderstjerne en gang hver 11. dag. Derfor var Del Genio og hans kolleger nødt til at lave nogle rimelige antagelser om exoplaneten, nemlig at den har en atmosfære og et hav på overfladen, for at kunne fortsætte deres arbejde.

Proxima Centauri b er i kredsløb om sin stjerne i den beboelige zone. Det vil sige i en afstand, der gør det muligt for den at modtage nok energi til at holde sin overfladetemperatur over vandets frysepunkt. Men samtidig er exoplaneten meget tæt på stjernen. Derfor er det sandsynligt, at exoplanetens rotation er blokeret af tidevandets gravitationskræfter. Det betyder, at den ene side af Proxima Centauri b altid vender mod sin moderstjerne, ligesom den samme side vender mod Jorden.

Tidligere forskning, offentliggjort i tidsskriftet Astronomy and Astrophysics i 2016, beskrev en simuleret hypotetisk atmosfære af Proxima Centauri b. Det er blevet foreslået, at exoplanetens halvkugle, der altid vender mod stjernen, ville være en varm ørken. Samtidig vil det hav, der vender mod rummet, blive frosset. Derfor kan der på Proxima Centauri b kun være et stykke varmt hav ved krydset mellem halvkuglerne.

Men de nye simuleringer var mere globale end de tidligere. De antydede tilstedeværelsen af ​​et dynamisk, cirkulerende hav, der kunne overføre varme fra den ene side af exoplaneten til den anden meget effektivt. Ifølge forskerne kombineres atmosfærens bevægelse på en sådan måde, at "selv om natsiden aldrig ser lyset fra værtsstjernen, er der en smal stribe flydende vand, der opretholdes omkring ækvatorialområdet," sagde Del Genio .

I alt kørte holdet 18 separate simuleringsscenarier. Forskere har set på virkningerne af gigantiske kontinenter, tynde atmosfærer, forskellige atmosfæriske sammensætninger og endda ændringer i mængden af ​​salt i det globale hav. I stort set alle modeller havde Proxima Centauri b åbent hav, der varede på i det mindste en del af overfladen.

"Jo mere af en planets overflade er dækket af flydende vand, jo større er sandsynligheden for, at der vil være liv der. Vi vil være i stand til at finde beviser for dette liv med fremtidig brug," sagde Del Genio.

Du kan lide disse artikler:

"Tættest på Jorden" - denne titel blev givet til forskellige exoplaneter, efterhånden som flere og flere planeter uden for solsystemet blev opdaget. Titlen går nu til planeten Proxima Centauri f. Den blev fundet nær stjernen tættest på os, og forskerne forventer ikke at finde planeter tættere på.

Den nye planet kredser om stjernen Proxima Centauri, som er fire lysår væk. "Dette er ikke kun den nærmeste jordiske planet til os, det er sandsynligvis den nærmeste planet til os uden for solsystemet, da der simpelthen ikke er nogen stjerner tættere på Proxima Centauri," sagde han på en pressekonference i magasinet. Natur En af undersøgelsens deltagere var Ansgar Reiners fra universitetet i Göttingen i Tyskland.

Astronomer fandt antydninger af planeten i data fra European Southern Observatory tilbage i 2000, men det tog dem mere end 15 år at bekræfte deres opdagelse. Planeten blev opdaget ved hjælp af Doppler-metoden: Mens den drejer rundt om en stjerne, trækker planeten den mod sig selv, på grund af dette bevæger stjernen sig konstant lidt tættere på Jorden og bevæger sig derefter væk fra den. Som følge heraf ændres stjernens strålingsspektrum, som detekteres af teleskoper på Jorden.

Temperatur på planeten

Stjernen Proxima Centauri er en rød dværg, den er mindre end Solen – dens masse er kun 12 % af Solen – og meget svagere – kun 0,15 % af Solens lysstyrke. Massen af ​​planeten Proxima b er 1,3 Jordens. Forskere mener, at det er en jordlignende planet. Den er meget tættere på sin stjerne, end Jorden er på Solen. Afstanden mellem dem er 7,5 millioner kilometer, hvilket er 20 gange mindre end fra Jorden til Solen. Proxima b kredser om stjernen på 11,2 dage.

Alpha Centauri AB og Proxima Centauri. Foto: Digitized Sky Survey 2 Anerkendelse: Davide De Martin/Mahdi Zamani

"Baseret på disse oplysninger kan vi beregne overfladetemperaturen på planeten, eksklusive atmosfæren - minus 40 grader Celsius. Uden atmosfæren ville Jordens temperatur være ens - minus 20 grader," forklarede Reiners.

Vand, liv, atmosfære

Proxima b kan have flydende vand, men om det faktisk eksisterer er ukendt og afhænger af historien om planetens dannelse og aktiviteten af ​​dens stjerne. Alderen på begge er sammenlignelig med henholdsvis Solens og Jordens aldre. Spekulationer om deres historie er dog stadig et spørgsmål om ren spekulation.

Måske var der vand og atmosfære i starten, og så var de væk, fordi atmosfæren blev båret væk af stjernevinden fra Proxima Centauri. Vi ved dog ikke, hvor aktiv stjernen var tidligere. Det er muligt, at et magnetfelt beskyttede planeten mod stjernevinden, ligesom Jordens magnetfelt beskytter vores planet mod solvinden, men vi ved ikke, om Proxima b har en. Måske mistede planeten først vand og atmosfære og overlevede derefter, ligesom Jorden, ""-kometerne, som igen bragte vand til den. Generelt er der mange scenarier, men hvad der faktisk skete og sker på planeten vil blive klart i processen med yderligere forskning.

Men hvis der findes en atmosfære og vand, betyder det ikke, at forholdene på planeten er så behagelige. "Proxima b modtager flere røntgenstråler og ultraviolet stråling end Jorden. Hvis vi på Jorden fik sådan en dosis, ville det påvirke livet, selvom jeg ikke er sikker på, at levende organismer ville dø fuldstændigt ud," sagde Reiners.

Planetudforskning

Jordlignende planeter uden for solsystemet er blevet fundet mere end én gang. Men "dette planetsystem er meget tættere på os end noget andet, og dette letter i høj grad dets detaljerede undersøgelse," understregede Reiners.

Det er muligt at afgøre, om en planet har en atmosfære, hvis den på et tidspunkt i dens kredsløb dukker op mellem dens stjerne og Jorden. Så kan atmosfæren ses takket være baggrundsbelysningen. Men vi ved endnu ikke, om Proxima b har en sådan position i kredsløb, og chancerne for dette er ikke særlig store. En anden mulighed er at fange

Måske har vi fundet en anden jord?

En planet, der muligvis er egnet til liv, er blevet opdaget nær den stjerne, der er tættest på Solen; fantasien afbilder allerede en tæt atmosfære og oceaner på den.

Den opdagede planet, navngivet Proxima b, har en næsten cirkulær bane, adskilt fra stjernen med cirka 7,6 millioner kilometer (0,05 astronomiske enheder, det vil sige Jordens gennemsnitlige afstand fra Solen). Et år i denne verden varer kun 11 dage, planetens masse er 1,3 gange større end Jordens, og den gennemsnitlige overfladetemperatur er tæt på nul grader Celsius - det er kun ti grader lavere end Jordens og flere titusinder af grader højere end Mars.

Efter kosmiske standarder er Proxima Centauri meget tæt på - kun 4,24 lysår væk.

Selve moderstjernen Proxima Centauri, som er karakteriseret ved kraftige ultraviolette og røntgenudbrud, kan forhindre fremkomsten af ​​dette paradis. Det er beskrevet i en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Nature.

Computermodellering har længe fortalt astronomer, at vores nabo har mindst én planet, og exoplaneter findes for det meste omkring røde dværge.

Åbning Proxima b blev opnået ved at observere Doppler-forskydningen af ​​stjernens spektrum på grund af planetens gravitationspåvirkning. Arbejdet blev udført på to videnskabelige instrumenter fra European Southern Observatory - HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) og UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph).

På trods af den tilsyneladende katastrofale nærhed til stjernen, kan denne verden være meget god med hensyn til at understøtte liv, fordi de er kolde stjerner.

Proxima Centauris overfladetemperatur er mere end to gange (næsten tre tusinde kelvin), dens masse er ti gange, og dens lysstyrke er fire størrelsesordener mindre end Solens.

Og for at vandet på planetens overflade ikke skal fryse, skal det være meget tættere på sin stjerne, end Jorden er på Solen.

I solsystemet er Venus, Jorden og Mars placeret i en lignende zone, og afstandsområdet for Proxima Centauri-systemet er fra 0,04 til 0,08 astronomiske enheder. Det ser ud til, at alt taler til fordel for livets fremkomst, men der er et ubehageligt øjeblik, der kan annullere alle fordelene.

Et karakteristisk træk ved røde dværge er deres høje aktivitet. Røntgenudbrud, der periodisk forekommer på Proxima Centauri, er omkring 400 gange stærkere end den mest intense udstråling på Solen. Hvordan sådan stråling vil påvirke fremkomsten og opretholdelsen af ​​liv er ukendt. Måske kan en sådan superflare generere en kæde af kemiske reaktioner med dannelsen af ​​molekyler af organiske stoffer, men på den anden side kan den "rippe" atmosfæren fra planeten. Have planeten Proxima b, ligesom Jorden, ved sit eget magnetfelt, ville de skadelige virkninger af stråling blive reduceret, men dens tilstedeværelse kunne ikke detekteres på afstand.

Som et resultat af de kraftigste soludbrud frigives op til en billion megatons TNT ud i det omgivende rum på få minutter. Dette er omkring en femtedel af den energi, der udsendes af Solen på et sekund, og al den energi, som en person ville producere i løbet af en million år (forudsat, at den blev produceret med moderne hastigheder). Superflares forekommer som regel på større stjerner af spektralklasser F8-G8 - massive analoger af Solen (tilhørende G2-klassen). Disse armaturer roterer normalt ikke hurtigt omkring deres akse og kan være en del af et tæt binært system. Effekten af ​​superblus overstiger typiske soludbrud med titusindvis af gange, dog udelukker forskere ikke muligheden for en sådan katastrofe på Solen.

Udover, planeten Proxima b på grund af dens nærhed til stjernen er den ene side altid vendt mod den, det vil sige, at den er i en tilstand af tidevandslåsning, ligesom Månen i forhold til Jorden. Det betyder, at den ene halvdel af planeten konstant er varm, og den anden altid er kold. Modellering har vist, at dette ikke vil være en uoverstigelig hindring for livets eksistens, forudsat at der er en tæt atmosfære. Konstante konvektive strømme vil sikre varmeudveksling mellem planetens halvdele, og en behagelig temperatur kan etableres i "grænsezonen".

Mest sandsynligt blev en sådan stor planet dannet i fjerntliggende områder af systemet og flyttede over tid til sin nuværende position. Ser vi på solsystemet, kan vi sige, at dette himmellegeme indeholder en stor mængde vand.

Proxima Centauri er sandsynligvis en del af et tredobbelt stjernesystem, som også inkluderer dobbeltstjernen Alpha Centauri, stjernerne i det er kun adskilt af 23 astronomiske enheder. Den røde dværgs omløbsperiode omkring to sollignende stjerner er mere end 500 tusind år.

Fly til Alpha Centauri

Astrofysiker Philip Lubin (University of California i Santa Barbara) foreslog at sende en gruppe små automatiske stationer med . Et system af lasere i kredsløb om Jorden vil accelerere dem til næsten lyshastighed. En lignende idé blev foreslået af den russiske forretningsmand Yuri Milner og den britiske teoretiske fysiker Stephen Hawking.

Planerne for begge missioner inkluderer kun at flyve gennem systemet, fordi det vil være umuligt at bremse.

Vanskeligheder med at gennemføre projektet er relateret til dets tekniske komponent og pris. For at implementere Lyubins projekt vil det være nødvendigt at placere en konstellation i kredsløb om jorden, der er hundrede gange større i masse end ISS. Det ville tage miniaturesonden 15 år at nå Alpha Centauri og sende et par billeder tilbage, men prisen ville være titusindvis af billioner af dollars.

Et moderne rumfartøj kunne gøre dette meget billigere, men det ville tage 70 tusind år.

Lubins idé blev støttet af kongresmedlem John Culberson, som opfordrede NASA til at begynde arbejdet med en automatisk mission til Alpha Centauri allerede i 2017. Ifølge republikanerens planer skulle stationen lanceres i 2069 - hundredeåret for astronautens landing på Månen. Milner-Hawking-holdet stod heller ikke ved siden af. Ved en begivenhed dedikeret til opdagelsen af ​​Proxima b blev det oplyst, at den russiske forretningsmand planlagde at sende sonder til moderstjernen og planeten allerede i 2030. Enhederne skulle nå målet om 20 år. De første billeder af det nærmeste exoplanetariske system på Jorden vil blive set i 2055.

Videnskabsmænds og politikeres ideer blev mødt med skepsis af de fleste af deres kolleger, og fjernstudiet af Proxima b forbliver i forgrunden. Problemer med observation fra Jorden og fra det nære rum kan opstå på grund af den lave lysstyrke og beskedne størrelse af Proxima Centauri.

Den åbne verdens nærhed til Solen gør den til et primært mål for fremtidig udforskning. Derudover er der sandsynligvis en superjord i kredsløb omkring Proxima Centauri, placeret uden for den zone, der er egnet til liv. Perioden for dens revolution omkring stjernen varierer fra 100 til 400 dage.

For to år siden opdagede astronomer planeten Proxima b, som øjeblikkeligt blev et af de mest interessante objekter i det synlige univers for videnskabsmænd. Den er en del af det røde dværgsystem Proxima Centauri, vores nærmeste stjerne, og er 4,24 lysår væk.

Naturligvis er hovedspørgsmålet vedrørende Proxima b muligheden for liv der. Efter kosmiske standarder er denne exoplanet ikke så langt fra Jorden, hvilket gør den til hovedmålet på den hypotetiske første interstellare rejse i historien.

Nyere forskning er opmuntrende. Ved hjælp af en computermodel simulerede forskere betingelserne for Proxima b. I alt 18 muligheder blev udarbejdet, og hver af dem viste, at den pågældende planet har et hav, der aldrig fryser.

"Konklusionen på vores eksperiment er følgende: Proxima b kan meget vel være beboelig. Jo større område, der er dækket af flydende vand, jo større er chancerne for at finde liv der. Vi håber, at det med fremkomsten af ​​kraftigere teleskoper vil være muligt at opnå uigendrivelige beviser for dette,” sagde Anthony Delgenio fra Goddard Institute for Space Studies, der ledede det videnskabelige arbejde.

Tidligere havde eksperter allerede forsøgt at finde ud af egenskaberne ved Proxima b ved at lave computermodeller, men i de tilfælde blev en række vigtige punkter ikke taget i betragtning, så resultaterne viste sig at være helt anderledes. Planeten er placeret i tæt afstand fra sin moderstjerne; det tager 11 jorddage at gennemføre en revolution. Den ene side af objektet vender mod lyset, og den anden vender i modsat retning. Ifølge denne opfattelse skulle den ene del opvarmes til det yderste, og den anden skulle være i den evige kulde og mørkes rige.

Under sådanne forhold, som tidlige undersøgelser viste, kan havet ikke eksistere: i det første tilfælde vil vandet simpelthen fordampe, i det andet vil det blive til is. Anthony Delgenio tog i sit arbejde hensyn til bevægelsen af ​​masser af varmt og koldt vand, svarende til havstrømme på Jorden, som skulle opretholde en normal balance for et stort hav.

I december 2017 annoncerede NASA, at Proxima b officielt var blevet udvalgt som objektet for den første interstellare rejse i menneskehedens historie. Missionen skal begynde i 2069. Folk bliver selvfølgelig ikke sendt, men selvom de særlige sonder når endestationen, vil det være en virkelig ikonisk begivenhed.

Det beregnes, at hvis rumfartøjer flyver med en hastighed på 0,1 lysets hastighed, vil de allerede være på plads i 2113. Men desværre har teknologiske fremskridt endnu ikke nået et sådant niveau, at de bevæger sig så hurtigt i det ydre rum, men der er alternative muligheder, som også giver dig mulighed for at flyve ret hurtigt.

Den nærmeste exoplanet til vores solsystem, der kredser om stjernen Proxima Centauri kun 4,2 lysår fra Solen, viser sig ifølge omfattende computermodellering at være beboelig. Sådanne konklusioner blev muliggjort af de seneste modelberegninger foretaget på grundlag af allerede kendte data om planeten Proxima b.

Kunstnerens repræsentation af planeten Proxima b med dens stjerne Proxima Centauri og dens ledsagende stjerner Alpha Centauri A og B i baggrunden Copyright: ESO/M. Kornmesser

Et team af forskere ledet af Anthony Del Genio fra NASAs Goddard Institute for Space Studies skrev i et nyt nummer af tidsskriftet Astrobiology, baseret på estimater fra computermodeller, der blev brugt til at simulere klimaændringer på Jorden, men med data kendt om Proxima Centauri b.

Modelleringsresultater viser, at Proxima b, selv under forskellige scenarier, kan have store mængder flydende vand på overfladen, hvorfor sandsynligheden for liv på denne planet øges markant. "Nøgleresultatet af vores omfattende modellering er, at sandsynligheden for, at planeten er egnet til liv, faktisk er ekstrem høj," siger Del Genio.

Proxima Centauri selv er en kølig rød dværgstjerne beliggende 4,2 lysår fra Solen. Og selvom det er placeret så tæt på vores solsystem, ved astronomerne stadig for lidt om systemet omkring denne røde dværg. Og selv den første, og indtil videre den eneste kendte planet af denne stjerne (Proxima Centauri b), blev først opdaget i 2016. Proxima b er 1,3 gange så stor som Jorden, og den gennemfører en omdrejning omkring sin stjerne på kun 11 dage.

"Vi antager, at planeten har en atmosfære og oceaner på overfladen, mens den kredser om sin stjerne inden for dens beboelige zone," siger forskerne. "Dette gør det muligt for planeten at modtage nok lys til at holde overfladetemperaturen over vandets frysepunkt." Men da planeten drejer rundt om sin stjerne på ret tæt afstand, kan det ikke udelukkes, at der mellem dem er den samme forbindelse som Jorden og Månen, det vil sige, at planeten forbliver konstant vendt mod stjernen med kun den ene side.

Mens tidligere modeller foreslog, at kun den stjernevendte side af planeten varmes op, mens havene fryser på den anden side, udelukkede Del Genio heller ikke muligheden for, at en sådan optøet øjeæbleformet halvkugle vender mod stjernen, egnet til liv - den såkaldte "øjeæbleplanet".

Sådan ser kunstneren "øjeæbleplaneten". Copyright: NASA/JPL-Caltech

Kompleksiteten af ​​de nye simuleringer overgik alle tidligere modelberegninger, og de inkluderede også data om dynamikken i havet og den atmosfæriske cirkulation, gennem hvilken global varme distribueres.

I betragtning af denne situation er det meget muligt at antage, at selvom den side, der er vendt væk fra stjernen, aldrig ser "solens stråler", strækker en stribe flydende vand sig langs ækvator rundt om hele planeten. Noget lignende observeres på vores Jord, hvor USA's østkyst takket være Golfstrømmen altid er meget varmere, end den ville have været uden denne varme strøm fra troperne.

I alt testede Del Genios team omhyggeligt 18 potentielle planetariske scenarier, der inkluderede virkningerne af store kontinenter, tynde atmosfærer, forskellige atmosfæriske sammensætninger og endda virkningerne af forskellige saltkoncentrationer i det foreslåede hav.

Og næsten alle disse muligheder viste, at i det mindste dele af denne planet skal forblive varm nok til, at flydende vand og oceaner kan fortsætte på overfladen. "Jo større overfladen af ​​potentielt flydende vand er, jo større er sandsynligheden for, at vi ved hjælp af teleskoper fra fremtidige generationer vil være i stand til at skelne livet der," drømte Del Genio endelig.