Den ekstra solplanet, der er kendt som Proxima b, har indtaget en særlig plads i det offentlige sind lige siden dens eksistens blev annonceret i august 2016. Som det nærmeste exoplanet til vores solsystem har dens opdagelse rejst spørgsmål om muligheden for at udforske den i den ikke alt for fjerne fremtid. Og endnu mere fristende er spørgsmålene, der vedrører dets potentielle beboelighed.
På trods af adskillige undersøgelser, der har forsøgt at indikere, om planeten kunne være egnet til liv, som vi kender den, er der ikke produceret noget definitivt. Heldigvis har et team af astrofysik fra University of Exeter - ved hjælp af meteorologieksperter fra UK's Met Office - taget de første foreløbige skridt hen imod afgørelse af, om Proxima b har et beboeligt klima.
Ifølge deres undersøgelse, der for nylig blev vist i tidsskriftet Astronomi & astrofysik, holdet gennemførte en række simuleringer ved hjælp af den nyeste Met Office Unified Model (UM). Denne numeriske model er blevet brugt i årtier til at studere Jordens atmosfære med anvendelser, der spænder fra vejrforudsigelse til virkningerne af klimaændringer.
Med denne model simulerede teamet, hvordan klimaet i Proxima b ville være, hvis det havde en lignende atmosfærisk sammensætning som Jorden. De udførte også simuleringer af, hvordan planeten ville være, hvis den havde en meget enklere atmosfære - en sammensat af nitrogen med spormængder kuldioxid. Sidst, men ikke mindst, tog de højde for variationer i planetens bane.
For eksempel, i betragtning af planetens afstand fra dens sol - 0,05 AU (7,5 millioner km; 4,66 millioner mi) - har der været spørgsmål om klodens orbitalkarakteristika. På den ene side kunne det være tidligt fastlåst, hvor det ene ansigt konstant vender mod Proxima Centauri. På den anden side kunne planeten være i en 3: 2-orkitalresonans med sin sol, hvor den roterer tre gange på sin akse for hver to bane (meget som Mercury oplever med vores sol).
I begge tilfælde ville dette resultere i, at den ene side af planeten udsættes for en hel del stråling. I betragtning af arten af røde dværgstjerner af M-type, som er meget varierende og ustabile sammenlignet med andre typer stjerner, ville den solvendte side periodisk blive bestrålet. I begge orbitale scenarier vil planeten også være udsat for betydelige temperaturvariationer, der ville gøre det vanskeligt for flydende vand at eksistere.
For eksempel på en tidligt låst planet vil de vigtigste atmosfæriske gasser på den natvendte side sandsynligvis fryse, hvilket vil give dagslyszonen blottet og tør. Og på en planet med en 3: 2-orkitalresonans ville en enkelt soldag sandsynligvis vare meget lang tid (en soldag på Merkur varer 176 jorddage), hvilket får den ene side til at blive for varm og tør den anden side for kold og tør.
Ved at tage alt dette i betragtning gav teamets simuleringer mulighed for nogle afgørende sammenligninger med tidligere undersøgelser, men tillod også holdet at nå ud over dem. Som Dr. Ian Boutle, en æres universitetsstipendiat ved University of Exeter og hovedforfatter af papiret, forklarede i en pressemeddelelse fra universitetet:
”Vores forskerteam kiggede på en række forskellige scenarier for klodens sandsynlige orbitalkonfiguration ved hjælp af et sæt simuleringer. Udover at undersøge, hvordan klimaet ville opføre sig, hvis planeten var 'tidligt aflåst' (hvor en dag har samme længde som et år), så vi også på, hvordan en bane, der ligner Mercury, der roterer tre gange på sin akse for hver to kredsløb rundt om solen (en 3: 2-resonans) ville påvirke miljøet. ”
I sidste ende var resultaterne ret gunstige, da teamet fandt, at Proxima b ville have et bemærkelsesværdigt stabilt klima med enten atmosfære og i en eller anden banekonfiguration. I det væsentlige viste UM-softwaresimuleringerne, at når der blev taget højde for både atmosfærer og både tidligt låst og 3: 2-resonanskonfigurationer, ville der stadig være regioner på planeten, hvor vand var i stand til at eksistere i flydende form.
Naturligtvis resulterede 3: 2-resonanseksemplet i, at mere væsentlige områder af planeten faldt inden for dette temperaturområde. De fandt også, at en excentrisk bane, hvor afstanden mellem planeten og Proxima Centauri varierede i væsentlig grad i løbet af en enkelt orbitalperiode, ville føre til en yderligere stigning i den potentielle beboelighed.
Som Dr. James Manners, en anden æresuniversitetskammerat og en af medforfatterne på papiret, sagde:
”Et af de vigtigste træk, der adskiller denne planet fra Jorden, er, at lyset fra dens stjerne for det meste er i det nærmeste infrarøde. Disse lysfrekvenser interagerer meget stærkere med vanddamp og kuldioxid i atmosfæren, hvilket påvirker det klima, der opstår i vores model. ”
Selvfølgelig er der behov for meget mere arbejde, inden vi virkelig kan forstå, om denne planet er i stand til at støtte livet, som vi kender det. Ud over at føde håb fra dem, der gerne vil se det koloniseret en dag, er undersøgelser af Proxima b's forhold også ekstrem vigtige for at afgøre, om oprindeligt liv findes der lige nu.
Men i mellemtiden er undersøgelser som dette yderst nyttige, når det gælder at forudse, hvilke slags miljøer vi måske finder på fjerne planeter. Dr. Nathan Mayne - det videnskabelige forsøg på exoplanet-modellering ved University of Exeter og en medforfatter på papiret - indikerede også, at klimastudier af denne art kunne have anvendelser til forskere her hjemme.
”Med det projekt, vi har på Exeter, forsøger vi ikke kun at forstå den noget forvirrende mangfoldighed af eksoplaneter, der opdages, men også udnytte dette til forhåbentlig at forbedre vores forståelse af, hvordan vores eget klima har og vil udvikle sig,” sagde han. Derudover hjælper det med at illustrere, hvordan forholdene her på Jorden kan bruges til at forudsige, hvad der kan eksistere i ekstrasolmiljøer.
Selvom det måske lyder lidt jordcentrisk, er det helt rimeligt at antage, at planeter i andre stjernesystemer er underlagt processer og mekanik, der ligner det, vi har set på solplaneterne. Og dette er noget, vi altid er tvunget til at gøre, når det kommer til at søge efter beboelige planeter og liv ud over vores solsystem. Indtil vi kan gå der direkte, bliver vi tvunget til at måle det, vi ikke ved, hvad vi gør.
