Tilbake i august 2016 ble eksistensen av en jordlignende planet rett ved siden av solsystemet vårt bekreftet. For å gjøre saken enda mer spennende, ble det bekreftet at denne planeten går i bane innenfor stjernens beboelige sone også. Siden den tid har astronomer og eksoplanettjegere vært opptatt med å prøve å bestemme alt de kan om denne steinete planeten, kjent som Proxima b. Først i alles sinn har det vært hvor sannsynlig det er å være beboelig.
Imidlertid har det kommet flere studier siden den tiden som indikerer at Proxima b, gitt det faktum at den går i bane rundt en M-type (rød dverg), ville ha vanskelig for å støtte livet. Dette var absolutt konklusjonen som ble oppnådd i en ny studie ledet av forskere fra NASAs Goddard Space Flight Center. Som de viste, ville en planet som Proxima b ikke kunne beholde en jordlignende atmosfære på veldig lenge.
Røde dvergstjerner er de vanligste i universet, og utgjør anslagsvis 70% av stjernene i vår galakse alene. Som sådan er astronomer naturlig interessert i å vite hvor sannsynlig de er for å støtte beboelige planeter. Og gitt avstanden mellom vårt solsystem og Proxima Centauri - 4.246 lysår, regnes Proxima b som ideell for å studere levedyktigheten til røde dvergstjernersystemer.
På toppen av alt det, er det faktum at Proxima b antas å være lignende i størrelse og sammensetning som Jorden, og gjør det til et spesielt tiltalende mål for forskning. Studien ble ledet av Dr. Katherine Garcia-Sage fra NASAs Goddard Space Flight Center og det katolske universitetet i Amerika i Washington, DC. Som hun fortalte Space Magazine via e-post:
”Så langt har det ikke blitt funnet mange eksoplaneter på jordstørrelsen som kretser rundt i den tempererte sonen til stjernen deres. Det betyr ikke at de ikke eksisterer - større planeter finnes oftere, fordi de er lettere å oppdage - men Proxima b er av interesse fordi den ikke bare er jordstørrelse og i riktig avstand fra stjernen, men den er også som går i bane rundt den nærmeste stjernen til solsystemet vårt. ”
For å bestemme sannsynligheten for at Proxima b kan være beboelig, forsøkte forskerteamet å adressere de største bekymringene som står overfor steinete planeter som går i bane rundt rød dvergstjerner. Disse inkluderer planetens avstand fra stjernene deres, variasjonen av røde dverger og tilstedeværelsen (eller fraværet) av magnetiske felt. Avstand er spesielt viktig, siden beboelige soner (også tempererte soner) rundt røde dverger er mye nærmere og strammere.
"Røde dverger er kjøligere enn vår egen sol, så den tempererte sonen er nærmere stjernen enn Jorden er for solen," sa Dr. Garcia-Sage. ”Men disse stjernene kan være veldig magnetiske aktive, og det å være så nær en magnetisk aktiv stjerne betyr at disse planetene er i et veldig annet rommiljø enn det Jorden opplever. I de avstandene fra stjernen kan ultrafiolett og røntgenstråling være ganske stor. Stellvinden kan være sterkere. Det kan være stjernevarsler og energiske partikler fra stjernen som ioniserer og varme opp den øvre atmosfæren. ”
I tillegg er røde dvergstjerner kjent for å være ustabile og varierende i naturen sammenlignet med vår sol. Som sådan vil planeter som går i umiddelbar nærhet måtte kjempe med oppblussing og intens solvind, som gradvis kan fjerne vekk atmosfæren. Dette hever et annet viktig aspekt ved eksoplanett-habitabilitetsforskning, som er tilstedeværelsen av magnetiske felt.
For å si det enkelt, jordas atmosfære er beskyttet av et magnetfelt som er drevet av en dynamoeffekt i sin ytre kjerne. Denne "magnetosfæren" har forhindret solvind fra å fjerne atmosfæren og dermed gi livet en sjanse til å dukke opp og utvikle seg. Derimot mistet Mars sin magnetosfære for omtrent 4,2 milliarder år siden, noe som førte til at atmosfæren ble utarmet og overflaten ble det kalde, uttørkede stedet det er i dag.
For å teste Proxima bs potensielle levedyktighet og kapasitet til å beholde flytende overflatevann, antok teamet derfor tilstedeværelsen av en jordlignende atmosfære og et magnetfelt rundt planeten. De sto da for den forbedrede strålingen fra Proxima b. Dette ble levert av Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), der forskere bestemte det ultrafiolette og røntgenspektret til Proxima Centauri for dette prosjektet.
Fra alt dette konstruerte de modeller som begynte å beregne hastigheten for tap av atmosfæren ved å bruke jordens atmosfære som mal. Som Dr. Garcia-Sage forklarte:
“På jorden blir den øvre atmosfæren ionisert og oppvarmet av ultrafiolett og røntgenstråling fra solen. Noen av disse ionene og elektronene slipper ut fra den øvre atmosfæren ved nord- og sørpolene. Vi har en modell som beregner hvor fort den øvre atmosfæren går tapt gjennom disse prosessene (den går ikke så veldig raskt på jorden) ... Vi brukte da den strålingen som inngang for modellen vår og beregnet et utvalg mulige rømningsrater for Proxima Centauri b, basert på forskjellige nivåer av magnetisk aktivitet. ”
Det de fant var ikke veldig oppmuntrende. I hovedsak vil Proxima b ikke kunne beholde en jordlignende atmosfære når den utsettes for Proxima Centauris intense stråling, selv ikke med tilstedeværelsen av et magnetfelt. Dette betyr at med mindre Proxima b har hatt en helt annen atmosfærehistorie enn Jorden, så er det mest sannsynlig en livløs bergkule.
Imidlertid, som Dr. Garcia-Sage sa det, er det andre faktorer å vurdere som studien ganske enkelt ikke kan gjøre rede for:
"Vi fant ut at atmosfæriske tap er mye sterkere enn de er på Jorden, og for høye nivåer av magnetisk aktivitet som vi forventer ved Proxima b, var rømningsraten rask nok til at en hel jordlignende atmosfære kunne gå tapt til verdensrommet. Det tar ikke hensyn til andre ting som vulkansk aktivitet eller påvirkning av kometer som kan være i stand til å fylle opp atmosfæren, men det betyr at når vi prøver å forstå hvilke prosesser som formet atmosfæren til Proxima b, må vi ta ta hensyn til stjernens magnetiske aktivitet. Og å forstå atmosfæren er en viktig del av forståelsen av om flytende vann kan eksistere på overflaten av planeten og om livet kunne ha utviklet seg. ”
Så det er ikke alle dårlige nyheter, men det inspirerer heller ikke mye selvtillit. Med mindre Proxima b er en vulkanisk aktiv planet og utsatt for store økonomiske konsekvenser, er det sannsynligvis ikke en temperert, vannførende verden. Mest sannsynlig vil klimaet være analogt med Mars - kaldt, tørt og med vann som for det meste eksisterer i form av is. Og med hensyn til urfolksliv som dukker opp der, er det heller ikke så sannsynlig.
Disse og andre nyere studier har malt et ganske dystert bilde om levedyktigheten til røde dvergstjernersystemer. Gitt at dette er de vanligste stjernetypene i det kjente universet, ser det ut til at den statistiske sannsynligheten for å finne en beboelig planet utenfor vårt solsystem faller. Ikke akkurat gode nyheter i det hele tatt for de som håper at livet blir funnet der ute i løpet av deres levetid!
Men det er viktig å huske at det vi kan si definitivt på dette tidspunktet om ekstrasolplaneter er begrenset. I de kommende årene og tiårene vil neste generasjons oppdrag - som James Webb Space Telescope (JWST) og Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) - garantert tegne et mer detaljert bilde. I mellomtiden er det fortsatt mange stjerner i universet, selv om de fleste av dem er ekstremt langt borte!
