Wyniki ostatniego badania NASA zachowują nadzieję zamieszkiwania Проксимы b

W sierpniu 2016 roku astronomowie z Europejskiego Obserwatorium południowego (ESO) potwierdziły odkrycie землеподобной planety w układzie Alfa Centauri – najbliższej, do naszego układu Słonecznego. Ponadto, naukowcy ogłosili, że planeta (Proxima b) znajduje się wewnątrz tzw. strefy zamieszkałej gwiazdy. Od tego czasu wiele badań próbowali określić, jak wysokie jest prawdopodobieństwo zamieszkiwania Проксимы b.

Niestety, większość z tych badań mówiło o rozczarowujące wyniki. Raczej większość badań склонялось do tego, że gwiazda systemu jest bardzo aktywna i stale bombarduje powierzchnię planety gorącymi strumieniami kosmicznej plazmy, sterylizacyjną wszystko na jej powierzchni.

Jednak zespół naukowców agencji kosmicznej NASA prowadziła różne klimatyczne scenariusze, które mogłyby mówić o możliwości obecności wody na Проксиме b. Badanie nazywa się "Zamieszkałe klimatyczne scenariusze dla Проксимы b z uwzględnieniem dynamicznego oceanu" i ostatnio publikował w czasopiśmie naukowym " Astrobiology.

Praca odbywała się pod kierownictwem Anthony D. Del Генио z Instytutu badań kosmicznych Годдарда. W niej brali udział naukowcy z Centrum lotów kosmicznych Годдарда (GSFC), Columbia university, a także firmy Trinnovim LLC – IT-specjalista, który doradcze wsparcie GSFC.

Jak podkreślają badacze, Planeta Proxima b obraca się wokół gwiazdy klasy M (czerwone karły), ciągle jest poddawany próbie na wytrzymałość. Po pierwsze, bardzo blisko gwiazdy, najprawdopodobniej doprowadziło do tego, że efekty cieplarniane na jej powierzchni zakończyły się jeszcze na wczesnym etapie jej ewolucji. Ponadto, planeta jest narażona na intensywne promieniowanie promieniowanie (promieni rentgenowskich, a także bardzo silnego promieniowania uv) i narażonych na wiatry gwiazdowe, co najprawdopodobniej doprowadziło do katastrofalnej utraty głównej części jej atmosfery i zapasów wody, jeśli takie były.

Ale w tym samym czasie, podkreślają naukowcy, ewolucyjna historia Проксимы b nas praktycznie nieznany, więc wykluczyć prawdopodobieństwo jej zamieszkiwania byłoby przedwczesne.

"to pierwsze i najważniejsze: nie wiemy, czy Проксимы b atmosfera; jeśli atmosfera jest, zawiera się w niej woda. Bez tych składników to samo życie, które nam jest znany, nie jest możliwe", — mówi Anthony D. Del Генио.

"Kto wie, może Proxima b początkowo powstała bez atmosfery. A może, z atmosferą, ale z brakiem wody. A może, że powstała z pełną i bogatą wodą atmosferą. Bardzo gęstą atmosferę. Odpowiedzi na te pytania nas na razie nie są znane".

"Po drugie, Proxima Centauri jest gwiazdą klasy M, czerwony karzeł. Gwiazdy tego typu jest znacznie mniejsza i chłodniejsza, niż gwiazdy, do grupy których należy nasze Słońce (żółty karzeł), dlatego planet w takich systemach trzeba być bardzo blisko swoich gwiazd, aby uzyskać wystarczającą ilość światła i ciepła, aby utrzymać zamieszkałego klimatu. Problem polega na tym, że gwiazdy klasy M są bardzo zmienne. Są one bardzo aktywne w trakcie całego swojego cyklu życia".

"po trzecie, w pierwszych chwilach jego ewolucji gwiazdy klasy M — bardzo jasne i gorące. To może być zła wiadomość dla tej samej Проксимы b, która z tego powodu mogła stracić całej wody jeszcze na wczesnym etapie swojej ewolucji, jeszcze do tego momentu, jak na nią mogła się rozwinąć życie".

Aktywność gwiazdy, zwłaszcza jeśli chodzi o system Проксимы Centauri, odgrywa istotne znaczenie, ponieważ nawet dla czerwonych karłów, ona, zdaniem naukowców, jest bardzo wysoka. Tylko w ostatnich latach na gwieździe naukowcy zauważyli dwie bardzo potężne lampy błyskowej. Druga okazała się tak silna, że była widoczna gołym okiem. To wydarzenie postawiło pod znakiem zapytania możliwość istnienia życia na naszej planecie, ponieważ w normalnych okolicznościach taki wybuch doprowadził do zniszczenia jej atmosfery i wszystkiego tego, co znajduje się pod nią.

Jednak w nowym badaniu stwierdza się, że istnieje wiele opcji, w których Proxima b nadal mogła by podtrzymywać życie. Ponadto, w sprawie ustalenia zamieszkiwania tych lub innych экзопалент do tej pory nie ma jakiegoś ustalonego конретики. Jest tu bardzo dużo niepewności. Dlatego w przypadku Проксимой b u naukowców pozostaje wiele możliwości jak najmniej założeń.

Według Del Генио wśród tych założeń, na przykład, istnieje prawdopodobieństwo, że Proxima b uformowała się dalej od swojej gwiazdy, a następnie w ciągu jakiegoś czasu powoli się przemieścił w swoją obecną lokalizację. W tym przypadku planeta w swojej wczesnej historii nie była by poważne działanie ze strony Проксимы Centauri.

W drugim scenariuszu na planecie mogło początkowo miał dziesiątki razy więcej zapasów wody, niż jest na Ziemi. W takim przypadku, nawet jeśli Proxima Centauri испарила by 90% tych zapasów, na planecie nadal pozostawało wystarczająco dużo wody dla istnienia całego oceanu.

Ponadto, planeta mogła początkowo mieć gęsta warstwa wodoru, który z czasem został by przeniesiony rozgwieżdżonym wiatrem, ostrzeliwując w końcu "обитаемое rdzeń jej atmosfery.

"po prostu nie wiemy, jak tam wygląda sprawa w rzeczywistości" — mówi Del Генио.

"w Związku z tym, jako warunkowego punkt odniesienia dla przyszłych obserwatorów mamy scenariusz, w którym planety jest atmosfera i wody, a następnie, biorąc pod uwagę cechy orbity i odległości od gwiazdy, postanowili dowiedzieć się, mogłoobecność oceanu i atmosfery zapewnić na powierzchni planety warunki (wystarczająco ciepłe, aby utrzymać wodę w stanie ciekłym i nie jest zbyt gorąco, aby ją odparować), nadający się do zamieszkania".

Aby sprawdzić taka prawdopodobieństwa Del Генио i jego współpracownicy przeprowadzili serię 3D symulacji z wykorzystaniem zezwalających na orbicie i klimatycznych kluczy Ziemi i pozaziemskich mediów za pomocą oprogramowania głośniki (ROCKE-3D).

Jako planetarnej adaptacji oprogramowania do modelowania globalnego klimatu Ziemi modelu E2 NASA GISS, ROCKE-3D został wykorzystany do symulacji przeszłych i przyszłych okresów w historii Ziemi i potencjalnie zamieszkałej starożytnej Wenus. Za pomocą tego oprogramowania, zespół wymodelowała wiele różnych typów potencjalnych atmosfer Проксимы b, które obejmowały землеподобную atmosferę (z przewagą azotu z niewielką ilością CO2 do ogrzewania planety) i bardziej марсианскую atmosferę (czysty CO2). Także egzamininowali czy jej atmosfera cieńsze lub grubsze niż w Ziemi, oceany bardziej lub mniej słone (a także głębsze lub mniejsze), i czy pokrywa ocean całą planetę.

Ponadto, naukowcy wzięli pod uwagę prawdopodobieństwo приливного przechwytywania planety (jak u Merkurego) i obecność orbitalnego rezonansu 3:2 (za każde 3 obroty wokół własnej osi robi dwa obroty wokół gwiazdy).

"Dla każdej konfiguracji, którą zaprezentowaliśmy, na bazie ziemi klimatycznej modelu, który obecnie jest używany do określenia poziomu ocieplenia i wzrostu ilości gazów cieplarnianych wytwarzanych przez człowieka, powstała globalna trójwymiarowa klimatyczna model dla Проксимы b" — wyjaśnia Del Генио.

"Kluczowym wyróżnikiem naszego badania od wszystkich poprzednich jest obecność "dynamicznego" oceanu, czyli oceanu, których prądy odbijają ciepło do chłodnicy miejsc. Wcześniejsze badania Проксимы b używali modelu "statycznego" oceanu, który chłodzi lub ogrzewa naszą planetę, ale nie porusza się".

Del Генио i jego koledzy odkryli, że wszystkie używane modele dają szansę na życie na Проксиме, a w szczególności możliwości zapisywania wody na powierzchni planety. Ponadto, naukowcy ustalili, że w przypadku приливным zdobyciu planety, ciepło będzie przekazywane od zawsze skierowaną do gwiazdy strony na zawsze отвернутую od gwiazdy stronę, co również dodaje szans na przetrwanie życia.

"Jeśli planeta ma atmosferę i wodę, Проксимы b spore szanse na to, aby być do zamieszkania", — mówi Del Генио.

"okazało się też, że океанические prądy mogą przenosić ciepło od zawsze stawek strony na nocną, zachowując nocną część do zamieszkania nawet jeśli nigdy nie widzi światła. A jeśli ocean planety jest bardzo słony, to praktycznie cała powierzchnia planety może być pokryta płynem, a nawet w miejscach, gdzie zazwyczaj temperatura jest poniżej punktu zamarzania".

Dla tych, kto był zdenerwowany najnowszymi wiadomościami o Проксиме b, dane wieści od naukowców NASA muszą zachować nadzieję. Ponadto, pomimo faktu, że, jak już wspomniano powyżej, wcześniejsze obserwacje wykazały nieprzewidywalność zachowań Проксимы Centauri, naukowcy nadal uważają, że istnieje wiele prawdopodobieństwa, w których Proxima b może być do zamieszkania. Czy mówimy teraz o jednym z takich przypadków – pokażą przyszłe obserwacje.

"niestety, z Ziemi, nie widzimy tranzytu Проксимы b. To utrudnia wykrywane ma atmosfery, która odpowie na wiele pytań. Jednak w niedalekiej przyszłości astronomowie będą mogli przeprowadzić monitoring ciepła emitowanego przez Проксимой b podczas jazdy po swojej orbicie", — mówi Del Генио.

"Nasz praca pokazuje, że astronomom potrzebna jest możliwość odróżnić obecność lub brak atmosfery planety, a także okazja, aby dowiedzieć się – ta atmosfera jest cienka i zimna lub ciepła i gęsta".

Zdaniem naukowców, ich metoda analizy można zastosować do innych terenach skalistych planet, kręci się wokół gwiazd klasy M (czerwone karły). Jeśli wziąć pod uwagę, że na takie gwiazdy przypada aż 70 procent ich ogólnej liczby w Drodze mlecznej, to u nas powinny być spore szanse odkryć zamieszkałe miejsca przynajmniej w naszej galaktyce.

W najbliższych latach w pracy włączą się teleskopy i narzędzia nowej generacji, które odgrywają ważną rolę w określaniu i charakterystyki planet pozasłonecznych. Liczba takich narzędzi, na przykład, zawiera Kosmiczny teleskop "James Webb", teleskop WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope), a także lądowe narzędzia jak Bardzo dużego teleskopu i Gigantycznego Магелланова teleskopu. I możesz być pewien, że jednymi z pierwszych celów tych wszystkich narzędzi staną się najbliżej Ziemi egzoplanety.

Omówić wnioski naukowej grupy NASA .