Tilbage i august 2016 blev eksistensen af en jordlignende planet lige ved siden af vores solsystem bekræftet. For at gøre tingene endnu mere spændende blev det bekræftet, at denne planet kredser inden for sin stjernes beboelige zone. Siden den tid har astronomer og eksoplanetjægere været travlt med at prøve at bestemme alt, hvad de kan, om denne stenede planet, kendt som Proxima b. Først og fremmest på alles sind har været, hvor sandsynligt det er at være beboelig.
Imidlertid er der fremkommet adskillige undersøgelser siden den tid, der tyder på, at Proxima b, i betragtning af at det kredser om en M-type (rød dværg), ville have svært ved at støtte livet. Dette var bestemt konklusionen, der blev nået i en ny undersøgelse ledet af forskere fra NASA's Goddard Space Flight Center. Som de viste, ville en planet som Proxima b ikke være i stand til at bevare en jordlignende atmosfære i meget lang tid.
Røde dværgstjerner er de mest almindelige i universet og tegner sig for anslået 70% af stjernerne i vores galakse alene. Som sådan er astronomer naturligt interesseret i at vide, hvor sandsynligt de er til at støtte beboelige planeter. Og i betragtning af afstanden mellem vores solsystem og Proxima Centauri - 4.246 lysår - betragtes Proxima b som ideel til at studere levedygtigheden af røde dværgstjernesystemer.
På den anden side antages det, at Proxima b svarer til størrelse og sammensætning som Jorden, det til et særligt tiltalende mål for forskning. Undersøgelsen blev ledet af Dr. Katherine Garcia-Sage fra NASA's Goddard Space Flight Center og det katolske universitet i Amerika i Washington, DC. Som hun fortalte Space Magazine via e-mail:
”Indtil videre er der ikke fundet mange jordstørrede eksoplaneter, der kredser i den tempererede zone af deres stjerne. Det betyder ikke, at de ikke findes - større planeter findes oftere, fordi de er lettere at opdage - men Proxima b er af interesse, fordi det ikke kun er jordstørrelse og i den rigtige afstand fra dens stjerne, men det er også der kredser om den nærmeste stjerne til vores solsystem. ”
For at bestemme sandsynligheden for, at Proxima b kan være beboelig, forsøgte forskerteamet at tackle de største bekymringer, der står over for klippeplaneter, der kredser om røde dværgstjerner. Disse inkluderer planetens afstand fra deres stjerner, variationen i røde dværge og tilstedeværelsen (eller fraværet) af magnetiske felter. Afstand er af særlig betydning, da beboelige zoner (aka tempererede zoner) omkring røde dværge er meget tættere og strammere.
”Røde dværge er køligere end vores egen sol, så den tempererede zone er tættere på stjernen end Jorden er for solen,” sagde Dr. Garcia-Sage. ”Men disse stjerner er måske meget magnetisk aktive, og det at være så tæt på en magnetisk aktiv stjerne betyder, at disse planeter er i et meget andet rummiljø end hvad Jorden oplever. I disse afstande fra stjernen kan ultraviolet- og røntgenstrålingen være ret stor. Den stellare vind kan være stærkere. Der kan være stjerneforsyn og energiske partikler fra stjernen, der ioniserer og opvarmer den øvre atmosfære. ”
Derudover er røde dværgstjerner kendt for at være ustabile og varierende i naturen sammenlignet med vores sol. Som sådan ville planeter, der kredser i umiddelbar nærhed, være nødt til at kæmpe med opblussen og intens solvind, der gradvist kunne fjerne deres atmosfære. Dette rejser et andet vigtigt aspekt af eksoplanet-beboelsesundersøgelser, som er tilstedeværelsen af magnetiske felter.
Kort sagt er Jordens atmosfære beskyttet af et magnetfelt, der drives af en dynamoeffekt i dens ydre kerne. Denne "magnetosfære" har forhindret solvind fra at fjerne vores atmosfære væk og dermed give livet en chance for at dukke op og udvikle sig. I modsætning hertil mistede Mars sin magnetosfære for ca. 4,2 milliarder år siden, hvilket førte til, at dens atmosfære blev udtømt, og dens overflade blev det kolde, udtørrede sted, det er i dag.
For at teste Proxima b's potentielle beboelsesevne og kapacitet til at tilbageholde flydende overfladevand antog teamet derfor tilstedeværelsen af en jordlignende atmosfære og et magnetfelt omkring planeten. De stod derefter for den forbedrede stråling fra Proxima b. Dette blev leveret af Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), hvor forskere bestemte det ultraviolette og røntgenstrålespektrum af Proxima Centauri til dette projekt.
Fra alt dette konstruerede de modeller, der begyndte at beregne hastigheden for atmosfærisk tab ved hjælp af Jordens atmosfære som en skabelon. Som Dr. Garcia-Sage forklarede:
”På Jorden ioniseres og opvarmes den øverste atmosfære af ultraviolet og røntgenstråling fra solen. Nogle af disse ioner og elektroner slipper ud fra den øvre atmosfære ved nord- og sydpolen. Vi har en model, der beregner, hvor hurtigt den øvre atmosfære går tabt gennem disse processer (det er ikke meget hurtigt på Jorden) ... Vi brugte derefter denne stråling som input til vores model og beregnet en række mulige flugthastigheder for Proxima Centauri b, baseret på forskellige niveauer af magnetisk aktivitet. ”
Hvad de fandt var ikke særlig opmuntrende. I det væsentlige ville Proxima b ikke være i stand til at bevare en jordlignende atmosfære, når den udsættes for Proxima Centauris intense stråling, selv ikke med tilstedeværelsen af et magnetfelt. Dette betyder, at medmindre Proxima b har haft en meget anden slags atmosfærisk historie end Jorden, er det sandsynligvis en livløs klippekugle.
Som Dr. Garcia-Sage udtrykte det, er der imidlertid andre faktorer, som deres undersøgelse simpelthen ikke kan redegøre for:
”Vi fandt, at atmosfæriske tab er meget stærkere end på Jorden, og for høje niveauer af magnetisk aktivitet, som vi forventer ved Proxima b, var flugtfrekvensen hurtig nok til, at en hel jordlignende atmosfære kunne gå tabt i rummet. Det tager ikke højde for andre ting som vulkanaktivitet eller påvirkninger med kometer, der muligvis kan genopfylde atmosfæren, men det betyder, at når vi prøver at forstå, hvilke processer der formede atmosfæren i Proxima b, er vi nødt til at tage hensyntagen til stjernens magnetiske aktivitet. Og forståelsen af atmosfæren er en vigtig del af forståelsen af, om flydende vand kunne eksistere på overfladen af planeten, og om livet kunne have udviklet sig. ”
Så det er ikke alle dårlige nyheder, men det inspirerer heller ikke meget tillid. Medmindre Proxima b er en vulkanisk aktiv planet og udsat for en masse økonomiske konsekvenser, er det sandsynligvis ikke en tempereret, vandbærende verden. Mest sandsynligt vil klimaet være analogt med Mars - koldt, tørt og med vand, der for det meste findes i form af is. Og hvad angår oprindeligt liv, der opstår der, er det heller ikke for sandsynligt.
Disse og andre nylige undersøgelser har malet et temmelig dybt billede om beboeligheden af røde dværgstjernesystemer. I betragtning af at dette er de mest almindelige typer stjerner i det kendte univers, ser det ud til, at den statistiske sandsynlighed for at finde en beboelig planet ud over vores solsystem falder. Overhovedet ikke gode nyheder for dem, der håber, at der findes liv derude i deres levetid!
Men det er vigtigt at huske, at hvad vi definitivt kan sige på dette tidspunkt om ekstrasolplaneter er begrænset. I de kommende år og årtier er næste generations missioner - som James Webb Space Telescope (JWST) og Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) sikker på at male et mere detaljeret billede. I mellemtiden er der stadig masser af stjerner i Universet, selvom de fleste af dem er ekstremt langt væk!
