Odkrycie kandydata na egzoplanetę krążącego wokół pobliskiej Proximy Centauri było z pewnością ekscytującą wiadomością. Oprócz tego, że jest najbliższą odkrytą egzoplanetą Układu Słonecznego, wszystkie wskazania wskazują, że jest ona ziemska i znajduje się w strefie zamieszkiwanej przez gwiazdy. Jednak to ogłoszenie zawierało również część złych wiadomości.
Po pierwsze, zespół odpowiedzialny za odkrycie wskazał, że biorąc pod uwagę charakter jego orbity wokół Proxima Centauri, planeta prawdopodobnie pod względem ilości wody, jaką faktycznie miała na swojej powierzchni. Jednak ostatnie badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Marsylskiego i Carl Sagan Institute mogą zaprzeczyć tej ocenie. Według ich badań masa egzoplanety może składać się nawet z 50% wody, co czyni ją „planetą oceaniczną”.
Według ustaleń zespołu Pale Red Dot, Proxima Centauri krąży wokół swojej gwiazdy w szacunkowej odległości 7 milionów kilometrów (4,35 miliona mil) - tylko 5% odległości Ziemi od Słońca. Orbituje również na Proxima Centauri z okresem orbity 11 dni i ma albo synchroniczny obrót, albo rezonans orbity 3: 2 (tj. Trzy obroty na każde dwie orbity).
Z tego powodu woda w stanie ciekłym prawdopodobnie zostanie ograniczona do strony planety zwróconej do Słońca (w przypadku rotacji synchronicznej) lub w strefie tropikalnej (w przypadku rezonansu 3: 2). Ponadto promieniowanie, które Proxima b otrzymuje od swojej czerwonej gwiazdy karła, byłoby znacznie wyższe niż to, do czego jesteśmy przyzwyczajeni tutaj na Ziemi.
Jednak zgodnie z badaniem prowadzonym przez Bastiena Bruggera z Laboratorium Astrofizyki na Uniwersytecie w Marsylii Proxima b może być bardziej wilgotna, niż wcześniej sądziliśmy. Ze względu na badania zatytułowane „Możliwe struktury wewnętrzne i kompozycje Proxima Centauri b” (które przyjęto do publikacji w The Astrophysical Journal Letters) zespół badawczy wykorzystał wewnętrzne modele struktur do obliczenia promienia i masy Proxima b.
Ich modele były oparte na założeniach, że Proxima b jest zarówno planetą lądową (tj. Złożoną ze skalistego materiału i minerałów) i nie ma masywnej atmosfery. Na podstawie tych założeń i szacunków masy uzyskanych w badaniu Pale Red Dot (~ 1,3 masy Ziemi), doszli do wniosku, że Proxima b ma promień, który jest między 0,94 a 1,4 razy większy niż Ziemia, i masę, która jest w przybliżeniu 1,1 do 1,46 razy więcej niż Ziemi.
Jak Brugger powiedział Space Magazine e-mailem:
„Wymieniliśmy wszystkie kompozycje, które mogłaby mieć Proxima b, i uruchomiliśmy model dla każdej z nich (co daje około 5000 symulacji), podając za każdym razem odpowiedni promień planety. Ostatecznie wykluczyliśmy wszystkie wyniki, które nie były kompatybilne z ciałem planetarnym, w oparciu o warunki formowania się naszego układu słonecznego (ponieważ nie znamy tych warunków dla układu Proxima Centauri). W ten sposób uzyskaliśmy zakres możliwych promieni planety dla Proxima b, wynoszący od 0,94 do 1,40 razy promień Ziemi. ”
Ten zakres rozmiarów pozwala na bardzo różne kompozycje planetarne. Na dolnym końcu, ponieważ jest nieco mniejszy, ale nieco bardziej masywny niż Ziemia, Proxima b prawdopodobnie byłaby planetą podobną do rtęci z 65% masą jądra. Jednak na wyższych wartościach szacunkowych promieni i masy Proxima b będzie prawdopodobnie połową wody na masę.
„Jeśli promień wynosi 0,94 promienia Ziemi, to Proxima b jest całkowicie skalista z ogromnym metalicznym rdzeniem (takim jak Merkury w Układzie Słonecznym)” - powiedział Brugger. „Przeciwnie, Proxima b może osiągnąć promień 1,40 tylko wtedy, gdy zawiera ogromną ilość wody (50% całkowitej masy planety), aw tym przypadku byłaby to planeta oceaniczna z ciekłym oceanem o głębokości 200 km ! Poniżej ciśnienie jest tak wysokie, że woda zamieniłaby się w lód, tworząc warstwę lodu o grubości około 3000 km (pod którą znajdowałby się rdzeń ze skał). ”
Innymi słowy, Proxima b może być „planetą gałki ocznej”, w której strona zwrócona do Słońca ma płynną powierzchnię oceanu, podczas gdy ciemna strona jest pokryta zamarzniętym lodem. Ostatnie badania sugerują, że może tak być w przypadku planet krążących wokół stref mieszkalnych gwiazd czerwonych karłów, gdzie blokowanie pływów zapewnia, że tylko jedna strona otrzymuje ciepło niezbędne do utrzymania ciekłej wody na powierzchni.
Z drugiej strony, jeśli ma rezonans orbitalny 3: 2, prawdopodobnie będzie miał wzór podwójnych gałek ocznych - z ciekłymi oceanami zarówno na wschodniej, jak i zachodniej półkuli - pozostając zamrożonymi na końcach i biegunach. Jeśli jednak niższe szacunki powinny być prawdziwe, to Proxima b prawdopodobnie będzie skalistą, gęstą planetą, na której z jednej strony rzadka jest woda w stanie ciekłym, a z drugiej zamarznięta.
Być może jednak najciekawszym aspektem tych badań jest to, że daje wgląd w prawdopodobieństwo, że Proxima b nadaje się do zamieszkania. Od momentu odkrycia kwestia, czy planeta może podtrzymywać życie, pozostaje kontrowersyjna. Ale jak wyjaśnił Brugger:
„Interesujące jest to, że wszystkie rozważane przez nas przypadki są kompatybilne z planetą nadającą się do zamieszkania. Jeśli więc promień planety zostanie ostatecznie zmierzony (za kilka miesięcy lub lat), możliwe są dwa przypadki: albo (i) pomiar mieści się w zakresie 0,94-1,40 i będziemy w stanie podać dokładny skład planety (i nie tylko zakres możliwości) lub (ii) zmierzony promień jest poza tym zakresem i będziemy wiedzieć, że planeta nie nadaje się do zamieszkania. Przypadek, w którym Proxima b jest planetą oceaniczną, jest szczególnie interesujący, ponieważ tego rodzaju planeta nie potrzebuje atmosfery tlenu i azotu (jak na Ziemi) do schronienia życia, ponieważ może rozwijać się w swoim ogromnym oceanie. ”
Ale oczywiście te scenariusze oparte są na założeniu, że Proxima b ma wiele wspólnego z planetami naszego Układu Słonecznego. Opiera się również na założeniu, że planeta rzeczywiście ma około 1,3 masy Ziemi. Dopóki planeta nie będzie obserwowana podczas tranzytu Proxima Centauri, astronomowie nie będą wiedzieć na pewno, jak masywna jest.
Ostatecznie jesteśmy jeszcze daleko od określenia dokładnego rozmiaru, składu i cech powierzchni Proximy b - nie mówiąc już o tym, czy rzeczywiście może podtrzymywać życie. Niemniej jednak takie badania są korzystne, ponieważ pomagają nam wymyślić ograniczenia dotyczące warunków planetarnych mógłby istnieje tam.
I kto wie? Któregoś dnia będziemy w stanie wysłać sondy lub misje z załogą na planetę, a może będą one przesyłać obrazy czujących istot poruszających się po wielkich oceanach, szukających legendarnej działki, o której słyszeli? Boże, mam nadzieję, że nie! Kiedyś było więcej niż wystarczające!
