Extra-solární planeta známá jako Proxima b zaujímá zvláštní místo ve veřejné mysli od té doby, co byla její existence vyhlášena v srpnu 2016. Jako nejbližší exoplanet naší sluneční soustavy, její objev vyvolal otázky ohledně možnosti prozkoumat ji v ne příliš vzdálená budoucnost. A ještě více dráždivé jsou otázky týkající se jeho potenciální obživy.
Přes četné studie, které se pokusily naznačit, zda by planeta mohla být vhodná pro život, jak jej známe, nebylo nic definitivního vyrobeno. Naštěstí tým astrofyziky z University of Exeter - s pomocí odborníků na meteorologii z britské Met Office - podnikl první předběžné kroky k určení, zda má Proxima b obyvatelné klima.
Podle jejich studie, která se objevila nedávno v časopise Astronomie a astrofyzika, tým provedl řadu simulací za použití nejmodernějšího Un Office Model Un Office Model (UM). Tento numerický model byl používán po desetiletí ke studiu zemské atmosféry, s aplikacemi sahajícími od předpovědi počasí po účinky změny klimatu.
S tímto modelem tým simuloval, jaké by bylo klima Proxima b, kdyby mělo podobné atmosférické složení jako Země. Prováděli také simulace toho, jak by byla planeta podobná, kdyby měla mnohem jednodušší atmosféru - dusík se stopovým množstvím oxidu uhličitého. V neposlední řadě povolili odchylky na oběžné dráze planety.
Například vzhledem k vzdálenosti planety od jejího slunce - 0,05 AU (7,5 milionu km; 4,66 milionu mi) - vznikly otázky o orbitálních vlastnostech planety. Na jedné straně by to mohlo být přílivově uzamčeno, kde jedna tvář neustále směřuje k Proxima Centauri. Na druhé straně by mohla být planeta v orbitální rezonanci se svým sluncem 3: 2, kde se na své ose otáčí třikrát na každé dvě orbity (podobně jako u Merkurových zkušeností s naším Sluncem).
V každém případě by to mělo za následek, že by jedna strana planety byla vystavena trochu záření. Vzhledem k povaze červených trpaslíků typu M, které jsou ve srovnání s jinými typy hvězd vysoce variabilní a nestabilní, by strana směřující ke slunci byla periodicky ozařována. Rovněž v obou orbitálních scénářích by planeta podléhala výrazným změnám teploty, což by ztěžovalo existenci tekuté vody.
Například na přílivově uzamčené planetě by hlavní atmosférické plyny na straně obrácené k noci pravděpodobně zamrzly, což by zónu denního světla nechalo odkryté a suché. A na planetě s orbitální rezonancí 3: 2 by jediný sluneční den s největší pravděpodobností trval velmi dlouhou dobu (sluneční den na Merkuru trvá 176 pozemských dnů), což způsobí, že jedna strana bude příliš horká a druhá strana příliš chladná. a suché.
Tím, že toto všechno vezme v úvahu, simulace týmu umožnily určitá zásadní srovnání s předchozími studiemi, ale také umožnily týmu překročit je. Jak Dr. Ian Boutle, čestný člen univerzity na Exeterské univerzitě a hlavní autor článku, vysvětlil v tiskové zprávě univerzity:
„Náš výzkumný tým zkoumal řadu různých scénářů pro pravděpodobnou orbitální konfiguraci planety pomocí sady simulací. Rovněž jsme zkoumali, jak by se klima chovalo, kdyby byla planeta „přílivově uzamčena“ (kde jeden den je stejně dlouhý jako jeden rok), také jsme se podívali na to, jak se oběžné dráhy podobné rtuti, která se na své ose otáčí třikrát každé dvě dráhy kolem Slunce (rezonance 3: 2) by ovlivnily životní prostředí. “
Nakonec byly výsledky docela příznivé, protože tým zjistil, že Proxima b bude mít pozoruhodně stabilní klima s atmosférou a v obou orbitálních konfiguracích. Softwarové simulace UM v podstatě ukázaly, že i když byly započítány jak atmosféry, tak i přílivové a rezonanční konfigurace 3: 2, stále by existovaly oblasti na planetě, kde by voda mohla existovat v kapalné formě.
Příklad rezonance 3: 2 přirozeně vedl k tomu, že podstatnější oblasti planety spadaly do tohoto teplotního rozsahu. Zjistili také, že excentrická oběžná dráha, kde se vzdálenost mezi planetou a Proxima Centauri v průběhu jediné orbitální periody významně měnila, by vedla k dalšímu zvýšení potenciální obživy.
Jak dr. James Manners, další čestný univerzitní člen a jeden ze spoluautorů na papíře, řekl:
"Jedním z hlavních rysů, které odlišují tuto planetu od Země, je to, že světlo z její hvězdy je většinou v blízké infračervené oblasti." Tyto frekvence světla interagují mnohem silněji s vodní parou a oxidem uhličitým v atmosféře, která ovlivňuje klima, které se objevuje v našem modelu. “
Samozřejmě je třeba udělat mnohem více práce, než můžeme skutečně pochopit, zda je tato planeta schopna podporovat život, jak jej známe. Kromě krmení nadějí těch, kteří by ji chtěli jednou kolonizovat, jsou studie o podmínkách Proxima b také nesmírně důležité při určování, zda tam právě teď existuje nebo není domorodý život.
Mezitím jsou však takové studie velmi užitečné, pokud jde o předvídání toho, jaké prostředí bychom mohli najít na vzdálených planetách. Dr. Nathan Mayne - vědecký náskok v modelování exoplanetů na univerzitě v Exeteru a spoluautor na papíře - také naznačil, že studie o klimatu tohoto druhu by mohly mít pro vědce zde aplikace doma.
"S projektem, který máme v Exeteru, se snažíme nejen porozumět poněkud ohromující rozmanitosti objevených exoplanet, ale také ho využít k tomu, abychom snad lépe pochopili, jak se naše vlastní klima vyvíjí a bude se vyvíjet," řekl. Navíc pomáhá ilustrovat, jak lze podmínky na Zemi použít k předpovědi toho, co může existovat v mimosluněném prostředí.
I když by to mohlo znít trochu soustředěně na Zemi, je zcela rozumné předpokládat, že planety v jiných hvězdných systémech podléhají procesům a mechanice podobné těm, které jsme viděli na Slunečních planetách. A to je něco, co jsme neustále nuceni dělat, pokud jde o hledání obyvatelných planet a života mimo naši sluneční soustavu. Dokud tam nemůžeme jít přímo, budeme nuceni měřit to, co nevíme, tím, co děláme.
