A Proxima b néven ismert napfény bolygó különleges helyet foglal el a közvéleményben annak létezéséről 2016 augusztusában való bejelentése óta. Mivel a Naprendszerünkhöz legközelebbi exoplanet bolygónk volt, felfedezése kérdéseket vet fel a a nem túl távoli jövő. És még ennél is ijesztõbbek a potenciális alkalmazhatóságával kapcsolatos kérdések.
Számos tanulmány ellenére, amelyek megpróbálták kimutatni, hogy a bolygó alkalmas lehet-e az életre, amint azt ismertük, semmit sem hoztak létre határozottan. Szerencsére az Exeteri Egyetem asztrofizikus csoportja - az Egyesült Királyság Met Office meteorológiai szakértőinek segítségével - megtette az első kísérleti lépéseket annak meghatározása érdekében, hogy a Proxima b rendelkezik-e lakható éghajlattal.
A nemrégiben a folyóiratban megjelent tanulmányuk szerint Csillagászat és asztrofizika, a csoport egy sor szimulációt végzett a legkorszerűbb Met Office Unified Model (UM) felhasználásával. Ezt a numerikus modellt évtizedek óta használják a Föld légkörének tanulmányozására, az alkalmazások az időjárás-előrejelzéstől az éghajlatváltozás hatásáig terjednek.
Ezzel a modellel a csapat szimulálta a Proxima b éghajlatát, ha a légköri összetétele hasonló a Földhez. Szimulációkat is készítettek arról, hogy milyen lenne a bolygó, ha sokkal egyszerűbb légköre lenne - egy nitrogénből áll, nyomnyi mennyiségű szén-dioxiddal. Végül, de nem utolsósorban, figyelembe vették a bolygó pályájának változásait.
Például, figyelembe véve a bolygó távolságát a naptól - 0,05 AU (7,5 millió km; 4,66 millió mérföld) -, felmerültek kérdések a bolygó keringési tulajdonságaival kapcsolatban. Egyrészt az árapály zárolható, ahol az egyik oldala folyamatosan a Proxima Centauri felé néz. Másrészt a bolygó 3: 2-es körüli rezonanciában lehet a napjával, ahol háromszor forog a tengelyén minden két pályája körül (hasonlóan a Merkúrnak a Napunk tapasztalataihoz).
Ez mindkét esetben azt eredményezné, hogy a bolygó egyik oldalát elég kis sugárzásnak tesszük ki. Tekintettel az M-típusú vörös törp csillagok jellegére, amelyek rendkívül változékonyak és instabilok a többi csillagtípushoz képest, a nap felé néző oldalt időszakosan besugárzzák. Ezenkívül mindkét pálya esetén a bolygó jelentős hőmérsékleti változásoknak van kitéve, amelyek megnehezítik a folyékony víz fennállását.
Például egy árapályon elzárt bolygón az éjszakai oldalra néző fő légköri gázok valószínűleg megfagynak, ami a napfény zónáját nyitva hagyja és kiszárad. És egy 3: 2-es körüli rezonanciájú bolygón egy napenergia-nap valószínűleg nagyon hosszú ideig tartana (a Merkúr napi napja 176 Föld napig tart), így az egyik oldal túl forróvá válik, a másik oldala pedig túl hideg lesz. és száraz.
Mindezt figyelembe véve a csapat szimulációi lehetővé tették néhány kritikus összehasonlítást a korábbi tanulmányokkal, de lehetővé tették a csapat számára, hogy túlmutatjon rajtuk. Mint Dr. Ian Boutle, az Exeteri Egyetem tiszteletbeli egyetemi munkatársa és a cikk vezető szerzője egy egyetemi sajtóközleményben kifejtette:
„Kutatócsoportunk számos különféle forgatókönyvet vizsgált meg a bolygó valószínű orbitális konfigurációjára egy szimulációs készlet segítségével. Amellett, hogy megvizsgáljuk, hogyan viselkedne az éghajlat, ha a bolygó „árapály-elzáródott” (ahol egy nap ugyanolyan hosszú, mint egy év), megvizsgáltuk azt is, hogy a Merkúrhoz hasonló pálya mely háromszor forog a tengelyén minden két kering a Nap körül (3: 2 rezonancia), hatással lesz a környezetre. ”
Végül az eredmények meglehetősen kedvezőek voltak, mivel a csapat úgy találta, hogy a Proxima b rendkívül stabil éghajlattal rendelkezik akár atmoszférával, akár mindkét pálya konfigurációjával. Alapvetően az UM szoftveres szimulációk azt mutatták, hogy ha mind a légkört, mind az árapály-záródást és a 3: 2-es rezonancia-konfigurációt figyelembe vesszük, a bolygón továbbra is vannak olyan régiók, ahol a víz folyékony formában létezhet.
Természetesen a 3: 2 rezonancia példa eredményeként a bolygó lényeges területei e hőmérsékleti tartományba estek. Megállapították azt is, hogy egy olyan excentrikus pálya, ahol a bolygó és a Proxima Centauri közötti távolság jelentős mértékben változott egyetlen orbitális periódus alatt, a potenciális alkalmazhatóság további növekedéséhez vezet.
Ahogyan Dr. James Manners, a másik tiszteletbeli egyetemi ösztöndíj és az egyik közreműködő közölte:
Az egyik legfontosabb tulajdonság, amely megkülönbözteti ezt a bolygót a Földtől, az, hogy a csillagból származó fény elsősorban a közeli infravörös tartományban van. Ezek a frekvenciák sokkal erősebben kölcsönhatásba lépnek a légköri vízgőzzel és szén-dioxiddal, ami befolyásolja a modellünkben megjelenő éghajlatot. "
Természetesen még sokkal több munkát kell elvégezni, mielőtt valóban megérthetnénk, hogy ez a bolygó képes-e az élet támogatására, ahogy mi ismerjük. Amellett, hogy táplálkozunk azoknak a reményeinek, akik szeretnék egy napon gyarmatosulni, a Proxima b körülményeire vonatkozó tanulmányok rendkívül fontosak annak meghatározásában is, hogy létezik-e őslakos élet itt jelenleg.
Időközben az ilyen jellegű tanulmányok rendkívül hasznosak annak előrelátásában, hogy milyen környezeteket találhatunk a távoli bolygókon. Dr. Nathan Mayne - az exteri bolygók modellezésének tudományos vezetője az Exeteri Egyetemen és a cikk szerzője - szintén rámutatott, hogy az ilyen típusú éghajlati tanulmányok alkalmazhatók otthon a tudósok számára.
"Az Exeterrel folytatott projektünkkel nemcsak megpróbáljuk megérteni a felfedezett exoplanetek némileg zavaró sokféleségét, hanem kihasználjuk ezt is annak érdekében, hogy remélhetőleg javítsuk megértésünket arról, hogy a saját éghajlatunk miként alakul és fejlődik" - mondta. Sőt, megmutatja, hogy a Föld jelenlegi feltételei hogyan tudják előre jelezni, mi létezik a napfény nélküli környezetekben.
Noha ez kissé földközpontúnak tűnhet, teljesen ésszerű azt feltételezni, hogy más csillagrendszerek bolygói olyan folyamatoknak és mechanikának vannak alávetve, mint amit a Naprendszer bolygóin látunk. És ezt mindig arra kényszerítjük, amikor a Naprendszeren kívüli lakható bolygókra és az életre keresünk. Amíg közvetlenül oda nem tudunk menni, arra kényszerülünk, hogy megmérjük, amit nem tudunk.
