Den ekstra-solplaneten kjent som Proxima b har inntatt en spesiell plass i det offentlige sinn helt siden eksistensen ble kunngjort i august 2016. Som det nærmeste eksoplanettet til vårt solsystem har oppdagelsen reist spørsmål om muligheten for å utforske den i den ikke altfor fjerne fremtiden. Og enda mer fristende er spørsmålene knyttet til dens potensielle brukbarhet.
Til tross for mange studier som har forsøkt å indikere om planeten kunne være egnet for livet slik vi kjenner den, har det ikke blitt produsert noe definitivt. Heldigvis har et team med astrofysikk fra University of Exeter - med hjelp av meteorologieksperter fra Storbritannias Met Office - tatt de første tentative skritt for å avgjøre om Proxima b har et beboelig klima.
I følge studien deres, som nylig dukket opp i journalen Astronomi og astrofysikklaget teamet en serie simuleringer ved å bruke den moderne Met Office Unified Model (UM). Denne numeriske modellen har blitt brukt i flere tiår for å studere jordens atmosfære, med bruksområder som spenner fra værmelding til effekten av klimaendringer.
Med denne modellen simulerte teamet hvordan klimaet til Proxima b ville være som om det hadde en lignende atmosfærisk sammensetning som Jorden. De gjennomførte også simuleringer av hvordan planeten ville se ut som om den hadde en mye enklere atmosfære - en sammensatt av nitrogen med spormengder karbondioksid. Sist, men ikke minst, tok de hensyn til variasjoner i planetens bane.
For eksempel, gitt planetens avstand fra solen - 0,05 AU (7,5 millioner km; 4,66 millioner mi) - har det vært spørsmål om planetens baneegenskaper. På den ene siden kan den være tidløst låst, der det ene ansiktet hele tiden vender mot Proxima Centauri. På den annen side kan planeten være i en 3: 2-bane-resonans med solen sin, der den roterer tre ganger på sin akse for hver annen bane (omtrent som Mercury opplever med vår sol).
I begge tilfeller vil dette føre til at den ene siden av planeten blir utsatt for ganske mye stråling. Gitt arten av røde dvergstjerner av M-typen, som er svært varierende og ustabile sammenlignet med andre typer stjerner, vil den solvendte siden periodevis bli bestrålet. I begge omkretsscenariene vil planeten også være utsatt for betydelige temperaturvariasjoner som vil gjøre det vanskelig for flytende vann å eksistere.
For eksempel, på en tidløst låst planet, vil de viktigste atmosfæriske gassene på den nattvendte siden sannsynligvis fryse, noe som vil føre til at dagslysområdet blir utsatt og tørt. Og på en planet med en resonans på 3: 2-bane, ville en enkelt soldag sannsynligvis vare veldig lang tid (en soldag på Merkur varer 176 jorddager), noe som får den ene siden til å bli for varm og tørr den andre siden for kald og tørr.
Ved å ta hensyn til alt dette tillot teamets simuleringer noen viktige sammenligninger med tidligere studier, men tillot også teamet å nå utover dem. Som Dr. Ian Boutle, en æres universitetsstipendiat ved University of Exeter og hovedforfatter av papiret, forklarte i en pressemelding fra University:
”Forskningsteamet vårt så på en rekke forskjellige scenarier for klodens sannsynlige banekonfigurasjon ved hjelp av et sett med simuleringer. I tillegg til å undersøke hvordan klimaet ville oppføre seg hvis planeten var 'tidløst låst' (der en dag har samme lengde som ett år), så vi også på hvordan en bane lik Mercury, som roterer tre ganger på sin akse for hver to baner rundt solen (en 3: 2-resonans), vil påvirke miljøet. "
Til slutt var resultatene ganske gunstige, da teamet fant ut at Proxima b ville ha et bemerkelsesverdig stabilt klima med enten atmosfære og i en eller annen banekonfigurasjon. I hovedsak viste UM-programvaresimuleringene at når både atmosfærer og både tidvis låst og 3: 2-resonanskonfigurasjoner ble redegjort for, ville det fortsatt være regioner på planeten der vann kunne eksistere i flytende form.
Naturlig nok resulterte 3: 2-resonanseksemplet i at mer betydelige områder av planeten falt innenfor dette temperaturområdet. De fant også at en eksentrisk bane, der avstanden mellom planeten og Proxima Centauri varierte i betydelig grad i løpet av en enkelt omløpsperiode, ville føre til en ytterligere økning i potensiell beboelighet.
Som Dr. James Manners, en annen Honour University Fellow og en av medforfatterne på papiret, sa:
”Et av hovedtrekkene som skiller denne planeten fra Jorden, er at lyset fra stjernen det meste er i det nærmeste infrarøde. Disse lysfrekvensene samvirker mye sterkere med vanndamp og karbondioksid i atmosfæren, noe som påvirker klimaet som oppstår i vår modell. "
Selvfølgelig må det gjøres mye mer arbeid før vi virkelig kan forstå om denne planeten er i stand til å støtte livet slik vi kjenner det. Utover å mate håp fra dem som ønsker å se det kolonisert en dag, er studier av Proxima bs forhold også ekstremt viktige for å avgjøre om urfolksliv eksisterer der akkurat nå.
Men i mellomtiden er studier som dette ekstremt nyttige når det gjelder å forutse hvilke miljøer vi kan finne på fjerne planeter. Dr. Nathan Mayne - den vitenskapelige ledelsen på modellering av exoplanet ved University of Exeter og en medforfatter på papiret - indikerte også at klimastudier av denne typen kan ha anvendelser for forskere her hjemme.
"Med prosjektet vi har på Exeter prøver vi å ikke bare forstå det noe forvirrende mangfoldet av eksoplaneter som blir oppdaget, men også utnytte dette for å forhåpentligvis forbedre vår forståelse av hvordan vårt eget klima har og vil utvikle seg," sa han. Dessuten hjelper det å illustrere hvordan forholdene her på jorden kan brukes til å forutsi hva som kan finnes i ekstrasolmiljøer.
Selv om det kan høres litt jordasentrisk ut, er det helt rimelig å anta at planeter i andre stjernesystemer er gjenstand for prosesser og mekanikk som ligner det vi har sett på Solar-planetene. Og dette er noe vi alltid er tvunget til å gjøre når det gjelder å søke etter beboelige planeter og livet utenfor solsystemet vårt. Inntil vi kan dra dit direkte, blir vi tvunget til å måle det vi ikke vet etter hva vi gjør.
