Τον Αύγουστο του 2016 επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη ενός πλανήτη που μοιάζει με τη Γη ακριβώς δίπλα στο Ηλιακό μας Σύστημα. Για να κάνουμε τα πράγματα ακόμα πιο συναρπαστικά, επιβεβαιώθηκε ότι αυτός ο πλανήτης περιστρέφεται και σε κατοικήσιμη ζώνη του αστεριού του. Από τότε, αστρονόμοι και κυνηγοί εξωπλανητών προσπαθούσαν να προσδιορίσουν ό, τι μπορούν για αυτόν τον βραχώδη πλανήτη, γνωστό ως Proxima b. Κυρίως στο μυαλό όλων ήταν το πόσο πιθανό είναι να είναι κατοικήσιμος.
Ωστόσο, έχουν εμφανιστεί πολλές μελέτες από τότε που δείχνουν ότι το Proxima b, δεδομένου ότι βρίσκεται σε τροχιά τύπου Μ (κόκκινος νάνος), θα δυσκολευόταν να στηρίξει τη ζωή. Αυτό ήταν σίγουρα το συμπέρασμα που κατέληξε σε μια νέα μελέτη με επικεφαλής ερευνητές από το Goddard Space Flight Center της NASA. Όπως έδειξαν, ένας πλανήτης όπως το Proxima b δεν θα μπορούσε να διατηρήσει μια ατμόσφαιρα σαν τη Γη για πολύ καιρό.
Τα κόκκινα αστέρια νάνων είναι τα πιο συνηθισμένα στο Σύμπαν, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 70% των αστεριών στον γαλαξία μας μόνο. Ως εκ τούτου, οι αστρονόμοι ενδιαφέρονται φυσικά να γνωρίζουν πόσο πιθανό είναι να υποστηρίζουν κατοικήσιμους πλανήτες. Και δεδομένης της απόστασης μεταξύ του Ηλιακού μας Συστήματος και του Proxima Centauri - 4.246 έτη φωτός - το Proxima b θεωρείται ιδανικό για τη μελέτη της βιωσιμότητας των συστημάτων των κόκκινων αστεριών νάνων.
Πάνω από όλα αυτά, το γεγονός ότι το Proxima b πιστεύεται ότι είναι παρόμοιο σε μέγεθος και σύνθεση με τη Γη το καθιστά έναν ιδιαίτερα ελκυστικό στόχο για έρευνα. Η μελέτη διεξήχθη από την Dr. Katherine Garcia-Sage από το Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard της NASA και το Καθολικό Πανεπιστήμιο της Αμερικής στην Ουάσιγκτον, DC. Όπως είπε στο Space Magazine μέσω email:
«Μέχρι στιγμής, δεν έχουν βρεθεί πολλοί εξωπλανήτες σε μέγεθος Γης σε τροχιά στην εύκρατη ζώνη του αστεριού τους. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν - μεγαλύτεροι πλανήτες βρίσκονται πιο συχνά, επειδή είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν - αλλά το Proxima b ενδιαφέρει επειδή δεν είναι μόνο σε μέγεθος γης και σε σωστή απόσταση από το αστέρι του, αλλά είναι επίσης σε τροχιά γύρω από το πιο κοντινό αστέρι στο ηλιακό μας σύστημα. "
Για να προσδιοριστεί η πιθανότητα του Proxima b να είναι κατοικήσιμος, η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να αντιμετωπίσει τις κύριες ανησυχίες που αντιμετωπίζουν οι βραχώδεις πλανήτες που περιστρέφονται γύρω από κόκκινα νάνα. Αυτές περιλαμβάνουν την απόσταση του πλανήτη από τα αστέρια τους, τη μεταβλητότητα των κόκκινων νάνων και την παρουσία (ή απουσία) μαγνητικών πεδίων. Η απόσταση είναι ιδιαίτερης σημασίας, καθώς οι κατοικήσιμες ζώνες (γνωστές και ως εύκρατες ζώνες) γύρω από τους κόκκινους νάνους είναι πολύ πιο κοντά και πιο στενές.
«Οι κόκκινοι νάνοι είναι πιο δροσεροί από τον δικό μας Ήλιο, οπότε η εύκρατη ζώνη είναι πιο κοντά στο αστέρι από τη Γη στον Ήλιο», δήλωσε ο Δρ Garcia-Sage. «Αλλά αυτά τα αστέρια μπορεί να είναι πολύ μαγνητικά ενεργά και ότι είναι τόσο κοντά σε ένα μαγνητικά ενεργό αστέρι σημαίνει ότι αυτοί οι πλανήτες βρίσκονται σε ένα πολύ διαφορετικό διαστημικό περιβάλλον από αυτό που βιώνει η Γη. Σε αυτές τις αποστάσεις από το αστέρι, η υπεριώδης ακτινοβολία και η ακτινογραφία μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη. Ο αστρικός άνεμος μπορεί να είναι πιο δυνατός. Θα μπορούσαν να υπάρχουν αστρικές εκλάμψεις και ενεργητικά σωματίδια από το αστέρι που ιονίζουν και θερμαίνουν την ανώτερη ατμόσφαιρα. "
Επιπλέον, τα κόκκινα αστέρια νάνων είναι γνωστά ότι είναι ασταθή και μεταβλητά στη φύση σε σύγκριση με τον Ήλιο μας. Ως εκ τούτου, οι πλανήτες που βρίσκονται σε τροχιά σε κοντινή απόσταση θα πρέπει να αντιμετωπίσουν τις εκρήξεις και τον έντονο ηλιακό άνεμο, που θα μπορούσαν σταδιακά να απομακρύνουν την ατμόσφαιρα τους. Αυτό εγείρει μια άλλη σημαντική πτυχή της έρευνας σχετικά με τη βιωσιμότητα του εξωπλανήτη, η οποία είναι η παρουσία μαγνητικών πεδίων.
Με απλά λόγια, η ατμόσφαιρα της Γης προστατεύεται από ένα μαγνητικό πεδίο που καθοδηγείται από ένα φαινόμενο δυναμό στον εξωτερικό πυρήνα του. Αυτή η «μαγνητόσφαιρα» εμπόδισε τον ηλιακό άνεμο να απομακρύνει την ατμόσφαιρά μας, δίνοντας έτσι στη ζωή την ευκαιρία να αναδυθεί και να εξελιχθεί. Αντίθετα, ο Άρης έχασε τη μαγνητόσφαιρά του περίπου 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, γεγονός που οδήγησε στην εξάντληση της ατμόσφαιράς του και την επιφάνειά του έγινε το κρύο, αποξηραμένο μέρος που είναι σήμερα.
Για να δοκιμάσει την πιθανή βιωσιμότητα και ικανότητα του Proxima b να συγκρατεί υγρά επιφανειακά νερά, η ομάδα ανέλαβε επομένως την παρουσία μιας γήινης ατμόσφαιρας και ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από τον πλανήτη. Στη συνέχεια εξήγησαν την ενισχυμένη ακτινοβολία που προέρχεται από το Proxima b. Αυτό παρέχεται από το Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), όπου οι ερευνητές καθόρισαν το φάσμα υπεριώδους και ακτινογραφίας του Proxima Centauri για αυτό το έργο.
Από όλα αυτά, δημιούργησαν μοντέλα που άρχισαν να υπολογίζουν το ρυθμό της ατμοσφαιρικής απώλειας, χρησιμοποιώντας την ατμόσφαιρα της Γης ως πρότυπο. Όπως εξήγησε ο Δρ Garcia-Sage:
«Στη Γη, η ανώτερη ατμόσφαιρα ιονίζεται και θερμαίνεται από υπεριώδη ακτινοβολία ακτίνων Χ από τον Ήλιο. Μερικά από αυτά τα ιόντα και τα ηλεκτρόνια διαφεύγουν από την ανώτερη ατμόσφαιρα στο βόρειο και νότιο πόλο. Έχουμε ένα μοντέλο που υπολογίζει πόσο γρήγορα χάνεται η ανώτερη ατμόσφαιρα μέσω αυτών των διεργασιών (δεν είναι πολύ γρήγορη στη Γη)… Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε αυτήν την ακτινοβολία ως είσοδο για το μοντέλο μας και υπολογίσαμε μια σειρά πιθανών ποσοστών διαφυγής για το Proxima Centauri b, με βάση σε διάφορα επίπεδα μαγνητικής δραστηριότητας. "
Αυτό που βρήκαν δεν ήταν πολύ ενθαρρυντικό. Στην ουσία, το Proxima b δεν θα μπορούσε να διατηρήσει μια γήινη ατμόσφαιρα όταν υποβληθεί σε έντονη ακτινοβολία του Proxima Centauri, ακόμη και με την παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου. Αυτό σημαίνει ότι αν το Proxima b δεν είχε πολύ διαφορετικό είδος ατμοσφαιρικής ιστορίας από τη Γη, είναι πιθανότατα μια άψυχη σφαίρα βράχου.
Ωστόσο, όπως το έθεσε ο Δρ Garcia-Sage, υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που πρέπει να εξεταστούν για τους οποίους η μελέτη τους δεν μπορεί να εξηγήσει:
«Διαπιστώσαμε ότι οι ατμοσφαιρικές απώλειες είναι πολύ ισχυρότερες από αυτές στη Γη, και για τα υψηλά επίπεδα μαγνητικής δραστηριότητας που περιμένουμε στο Proxima b, ο ρυθμός διαφυγής ήταν αρκετά γρήγορος ώστε μια ολόκληρη ατμόσφαιρα σαν τη Γη θα μπορούσε να χαθεί στο διάστημα. Αυτό δεν λαμβάνει υπόψη άλλα πράγματα όπως η ηφαιστειακή δραστηριότητα ή επιπτώσεις με κομήτες που μπορεί να είναι σε θέση να αναπληρώσουν την ατμόσφαιρα, αλλά αυτό σημαίνει ότι όταν προσπαθούμε να καταλάβουμε ποιες διαδικασίες διαμόρφωσαν την ατμόσφαιρα του Proxima b, πρέπει να πάρουμε λαμβάνοντας υπόψη τη μαγνητική δραστηριότητα του αστεριού. Και η κατανόηση της ατμόσφαιρας είναι ένα σημαντικό μέρος της κατανόησης εάν θα μπορούσε να υπάρχει υγρό νερό στην επιφάνεια του πλανήτη και αν η ζωή θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί. "
Επομένως, δεν είναι όλα άσχημα νέα, αλλά δεν εμπνέει μεγάλη αυτοπεποίθηση. Εκτός αν το Proxima b είναι ένας ηφαιστειακά ενεργός πλανήτης και υπόκειται σε πολλές επιρροές, δεν είναι πιθανό να είναι ένας εύκρατος, υδάτινος κόσμος. Πιθανότατα, το κλίμα του θα είναι ανάλογο με τον Άρη - κρύο, ξηρό και με νερό που υπάρχει κυρίως με τη μορφή πάγου. Και για την ιθαγενή ζωή που αναδύεται εκεί, αυτό δεν είναι πολύ πιθανό.
Αυτές και άλλες πρόσφατες μελέτες έχουν ζωγραφίσει μια μάλλον ζοφερή εικόνα σχετικά με τη βιωσιμότητα των συστημάτων κόκκινου νάνου. Δεδομένου ότι αυτοί είναι οι πιο συνηθισμένοι τύποι αστεριών στο γνωστό Σύμπαν, η στατιστική πιθανότητα εύρεσης κατοικήσιμου πλανήτη πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα φαίνεται να μειώνεται. Δεν είναι καθόλου καλά νέα για όσους ελπίζουν ότι η ζωή θα βρεθεί εκεί μέσα στη ζωή τους!
Αλλά είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι αυτό που μπορούμε να πούμε σίγουρα σε αυτό το σημείο για τους εξωηλιακούς πλανήτες είναι περιορισμένο. Τα επόμενα χρόνια και δεκαετίες, αποστολές επόμενης γενιάς - όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο James Webb (JWST) και ο Δορυφορικός Δορυφορικός Έλεγχος Εξωπλανήτη (TESS) - είναι βέβαιο ότι θα ζωγραφίσουν μια πιο λεπτομερή εικόνα. Εν τω μεταξύ, υπάρχουν ακόμη πολλά αστέρια στο Σύμπαν, ακόμα κι αν τα περισσότερα είναι πολύ μακριά!
