Ο εξωηλιακός πλανήτης που είναι γνωστός ως Proxima b έχει καταλάβει μια ξεχωριστή θέση στο κοινό από τότε που ανακοινώθηκε η ύπαρξή του τον Αύγουστο του 2016. Ως ο πλησιέστερος εξωπλανήτης στο ηλιακό μας σύστημα, η ανακάλυψή του έχει δημιουργήσει ερωτήματα σχετικά με τη δυνατότητα εξερεύνησής του στο το όχι πολύ μακρινό μέλλον. Και ακόμη πιο συναρπαστικά είναι τα ερωτήματα που σχετίζονται με την πιθανή διαθεσιμότητά του.
Παρά τις πολυάριθμες μελέτες που έχουν προσπαθήσει να δείξουν εάν ο πλανήτης θα μπορούσε να είναι κατάλληλος για τη ζωή όπως τον γνωρίζουμε, δεν έχει παραχθεί τίποτα οριστικό. Ευτυχώς, μια ομάδα αστροφυσικής από το Πανεπιστήμιο του Έξετερ - με τη βοήθεια εμπειρογνωμόνων μετεωρολογίας από το Met Office του Ηνωμένου Βασιλείου - έκανε τα πρώτα δοκιμαστικά βήματα για να προσδιορίσει εάν το Proxima b έχει κατοικήσιμο κλίμα.
Σύμφωνα με τη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Αστρονομία & Αστροφυσική, η ομάδα διεξήγαγε μια σειρά προσομοιώσεων χρησιμοποιώντας το υπερσύγχρονο Met Office Unified Model (UM). Αυτό το αριθμητικό μοντέλο χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες για τη μελέτη της ατμόσφαιρας της Γης, με εφαρμογές που κυμαίνονται από την πρόβλεψη του καιρού έως τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
Με αυτό το μοντέλο, η ομάδα προσομοίωσε το κλίμα του Proxima b εάν θα είχε παρόμοια ατμοσφαιρική σύνθεση με τη Γη. Πραγματοποίησαν επίσης προσομοιώσεις σχετικά με το πώς θα ήταν ο πλανήτης εάν είχε μια πολύ απλούστερη ατμόσφαιρα - μία που αποτελείται από άζωτο με ίχνη διοξειδίου του άνθρακα. Τελευταίο, αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, προέβλεπαν παραλλαγές στην τροχιά του πλανήτη.
Για παράδειγμα, δεδομένης της απόστασης του πλανήτη από τον ήλιο του - 0,05 AU (7,5 εκατομμύρια km, 4,66 εκατομμύρια mi) - υπήρξαν ερωτήσεις σχετικά με τα τροχιακά χαρακτηριστικά του πλανήτη. Από τη μία πλευρά, θα μπορούσε να κλειδωθεί παλιρροιακά, όπου ένα πρόσωπο βλέπει συνεχώς προς το Proxima Centauri. Από την άλλη, ο πλανήτης θα μπορούσε να βρίσκεται σε τροχιακό συντονισμό 3: 2 με τον ήλιο του, όπου περιστρέφεται τρεις φορές στον άξονά του για κάθε δύο τροχιές (όπως η εμπειρία του Ερμή με τον Ήλιο μας).
Και στις δύο περιπτώσεις, αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα η μία πλευρά του πλανήτη να εκτίθεται σε αρκετή ακτινοβολία. Δεδομένης της φύσης των κόκκινων αστεριών νάνων τύπου Μ, τα οποία είναι πολύ μεταβλητά και ασταθή σε σύγκριση με άλλους τύπους αστεριών, η πλευρά που βλέπει στον ήλιο θα ακτινοβολούταν περιοδικά. Επίσης, και στα δύο τροχιακά σενάρια, ο πλανήτης θα υπόκειται σε σημαντικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που θα καθιστούσαν δύσκολη την ύπαρξη υγρού νερού.
Για παράδειγμα, σε έναν πλανήτη κλειδωμένο πλανήτη, τα κύρια ατμοσφαιρικά αέρια στην πλευρά που βλέπουν τη νύχτα θα ήταν πιθανό να παγώσουν, γεγονός που θα αφήσει τη ζώνη φωτός της ημέρας εκτεθειμένη και στεγνή. Και σε έναν πλανήτη με τροχιακό συντονισμό 3: 2, μια μόνο ηλιακή ημέρα πιθανότατα θα διαρκούσε πολύ καιρό (μια ηλιακή ημέρα στον Ερμή διαρκεί 176 ημέρες της Γης), προκαλώντας τη μία πλευρά να γίνει πολύ ζεστή και να στεγνώσει η άλλη πλευρά πολύ κρύα και στεγνό.
Λαμβάνοντας όλα αυτά υπόψη, οι προσομοιώσεις της ομάδας επέτρεψαν ορισμένες σημαντικές συγκρίσεις με προηγούμενες μελέτες, αλλά επέτρεψαν επίσης στην ομάδα να φτάσει πέρα από αυτές. Όπως εξήγησε ο Δρ Ian Boutle, επίτιμος συνεργάτης του Πανεπιστημίου στο Πανεπιστήμιο του Έξετερ και επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας:
«Η ερευνητική μας ομάδα εξέτασε μια σειρά διαφορετικών σεναρίων για την πιθανή τροχιακή διαμόρφωση του πλανήτη χρησιμοποιώντας ένα σύνολο προσομοιώσεων. Εκτός από την εξέταση του τρόπου συμπεριφοράς του κλίματος εάν ο πλανήτης ήταν «παλιρροιακός-κλειδωμένος» (όπου μια μέρα έχει το ίδιο μήκος με ένα έτος), εξετάσαμε επίσης πώς μια τροχιά παρόμοια με τον Ερμή, που περιστρέφεται τρεις φορές στον άξονα του για κάθε δύο τροχιές γύρω από τον ήλιο (συντονισμός 3: 2), θα επηρέαζε το περιβάλλον. "
Στο τέλος, τα αποτελέσματα ήταν αρκετά ευνοϊκά, καθώς η ομάδα διαπίστωσε ότι το Proxima b θα είχε ένα εξαιρετικά σταθερό κλίμα είτε με την ατμόσφαιρα είτε σε οποιαδήποτε τροχιακή διαμόρφωση. Ουσιαστικά, οι προσομοιώσεις λογισμικού UM έδειξαν ότι όταν λαμβάνονται υπόψη τόσο οι ατμοσφαιρικές όσο και οι διαμορφώσεις συντονισμού παλιρροιακού και 3: 2, θα εξακολουθούν να υπάρχουν περιοχές στον πλανήτη όπου το νερό μπορούσε να υπάρχει σε υγρή μορφή.
Φυσικά, το παράδειγμα συντονισμού 3: 2 είχε ως αποτέλεσμα πιο σημαντικές περιοχές του πλανήτη να εμπίπτουν σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας. Διαπίστωσαν επίσης ότι μια εκκεντρική τροχιά, όπου η απόσταση μεταξύ του πλανήτη και του Proxima Centauri κυμαινόταν σε σημαντικό βαθμό κατά τη διάρκεια μιας ενιαίας τροχιακής περιόδου, θα οδηγούσε σε περαιτέρω αύξηση της πιθανής κατοίκησης.
Όπως είπε ο Δρ James Manners, άλλος Επίτιμος Συνεργάτης του Πανεπιστημίου και ένας από τους συν-συγγραφείς της εφημερίδας:
«Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά που διακρίνει αυτόν τον πλανήτη από τη Γη είναι ότι το φως από το αστέρι του βρίσκεται κυρίως στο εγγύς υπέρυθρο. Αυτές οι συχνότητες φωτός αλληλεπιδρούν πολύ πιο έντονα με υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα που επηρεάζει το κλίμα που αναδύεται στο μοντέλο μας. "
Φυσικά, χρειάζεται πολύ περισσότερη δουλειά για να μπορέσουμε πραγματικά να καταλάβουμε εάν αυτός ο πλανήτης είναι ικανός να υποστηρίξει τη ζωή όπως τον ξέρουμε. Πέρα από την τροφοδοσία των ελπίδων εκείνων που θα ήθελαν να το αποικίσουν κάποια μέρα, οι μελέτες σχετικά με τις συνθήκες του Proxima b είναι επίσης εξαιρετικά σημαντικές για τον προσδιορισμό του κατά πόσον υπάρχει ή όχι η αυτόχθονη ζωή εκεί.
Εν τω μεταξύ, μελέτες όπως αυτές είναι εξαιρετικά χρήσιμες όταν πρόκειται να προβλέψουμε τι είδους περιβάλλοντα μπορεί να βρούμε σε απομακρυσμένους πλανήτες. Ο Δρ Nathan Mayne - το επιστημονικό προβάδισμα στη μοντελοποίηση εξωπλανητών στο Πανεπιστήμιο του Έξετερ και συν-συγγραφέας στην εφημερίδα - ανέφερε επίσης ότι τέτοιες κλιματικές μελέτες θα μπορούσαν να έχουν αιτήσεις για επιστήμονες εδώ στο σπίτι.
«Με το έργο που έχουμε στο Έξετερ, προσπαθούμε όχι μόνο να κατανοήσουμε την κάπως συγκεχυμένη ποικιλία των εξωπλανητών που ανακαλύπτονται, αλλά και να το εκμεταλλευτούμε για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για το πώς έχει και θα εξελιχθεί το κλίμα μας», είπε. Επιπλέον, βοηθά στην απεικόνιση του τρόπου με τον οποίο μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι συνθήκες εδώ στη Γη για να προβλέψουν τι μπορεί να υπάρχει σε περιβάλλοντα εκτός ηλιακού.
Αν και αυτό μπορεί να ακούγεται λίγο επίκεντρο της Γης, είναι απολύτως λογικό να υποθέσουμε ότι οι πλανήτες σε άλλα συστήματα αστεριών υπόκεινται σε διαδικασίες και μηχανικές παρόμοιες με αυτές που έχουμε δει στους ηλιακούς πλανήτες. Και αυτό είναι κάτι που αναγκάζουμε να κάνουμε πάντα όταν πρόκειται για αναζήτηση κατοικήσιμων πλανητών και ζωής πέρα από το Ηλιακό μας Σύστημα. Μέχρι να μπορέσουμε να πάμε εκεί απευθείας, θα αναγκαστούμε να μετρήσουμε αυτό που δεν ξέρουμε με αυτό που κάνουμε.
