Proxima b – nasza najbliższa egzoplaneta?

Artystyczna wizja planety Proxima b

Christopher Crockett

Czy jakaś planeta ukrywa się wokół naszej najbliższej gwiazdy? Najbliższa znana egzoplaneta znajduje się jedynie 4,26 ly od Ziemi i orbituje wokół Proximy Centaura (Alfa Centaura C). Nasza sąsiadka – Proxima b – jak pokazuje to obrazek – jest 1,3 razy masywniejsza od Ziemi, a to jest minimalny szacunek. 

Światy w systemie Alfy Centaura/Tolimana – trzech gwiazd najbliższych naszemu Słońcu opisywane są w literaturze sci-fi od dziesiątków lat. Od „Star Trek” do „Avataru” pisarze marzyli o egzotycznych krajobrazach (i mieszkańcach) które spotykają nasi międzygwiezdni eksploratorzy. Ale planeta krążąca wokół tych gwiazd nie jest już tylko fikcją. 

W sierpniu 2016 roku, zapierające dech nagłówki ogłosiły światu odkrycie małej, potencjalnie nadającej się do zamieszkania planety, orbitującej wokół Proximy Centaura/Tolimana C – ciemnego, czerwonego karła odległego jedynie o 4,24 ly. Ta planeta – Proxima b nie jest pierwszą planetą o masie podobnej do Ziemi, którą odkryto. Nie jest pierwszą planetą widzianą w ekosferze swej gwiazdy, gdzie temperatura jest odpowiednia do tego, by woda może się utrzymywać w stanie ciekłym na jej powierzchni. No i nie jest pierwszą, która krąży wokół czerwonego karła, najpopularniejszego typu gwiazd w naszej Galaktyce.

Proxima b przyciągnęła naszą uwagę z jednego względu: jest to najbliższa znana nam egzoplaneta.

- To wiele zmienia w nauce o egzoplanetach – mówi Rory Barnes, astronom z Uniwersytety Stanu Waszyngton w Seattle. – Fakt, że ona jest tak blisko oznacza, że mamy okazję zbadać ją o wiele lepiej, niż jakąkolwiek inną planetę odkrytą w większej odległości. 

Lokalizacja Układu Tolimana i jego składników

Kiedy jednak mówimy o międzygwiezdnych odległościach, to „tak blisko” oznacza wciąż niezmiernie daleko. Proxima Centauri jest odległa o jakieś 40 trylionów kilometrów. Najszybszy statek kosmiczny, który opuścił Ziemię – sonda New Horizons, która doleciała do Plutona w 2015 roku, musiałaby tam lecieć aż 80.000 lat, lecąc z prędkością 58.000 km/h/~16,11 km/s. Ale kiedy Ziemianie kiedyś polecą poza Układ Słoneczny, to Proxima Centauri będzie pierwszym przystankiem. 

Jeden z dowodów na istnienie Proximy b - zmiany w ruchu własnym Proximy Centaura sugerujące istnienie egzoplanety w jej ekosferze...

   

Astronomowie odkryli Proximę b dzięki zaobserwowaniu niewielkich odchyleń ruchu własnego Proximy, co oznaczało, że coś wpływa na nią grawitacyjnie – rotująca wokół niej planeta. Obserwacje z teleskopu w Chile potwierdza jej istnienie. Ale niczego więcej nie wiemy o tej planecie. Badacze ustalili na podstawie tych obserwacji, że masa planety jest 1,3 razy większa od masy Ziemi i okrąża swe macierzyste słoneczko w czasie 11^d4^h48^m. Jej możliwość zamieszkania jest dyskusyjna. Planeta otrzymuje dostatecznie dużo światła, by była na niej woda w stanie ciekłym, ale inne czynniki mogą zaprzeczyć możliwości życia. Klimat planety silnie zależy od charakterystyki jej atmosfery – o ile ją ma. Nikt nie wie, czy Proxima b ma stałą powierzchnię, na której woda może utworzyć zbiorniki i cieki. Nikt nie zna wielkości planety. Nawet jej masa została określona z dużym błędem. 

Zanim tam polecimy, to istnieje szansa dowiedzieć się czegoś więcej o tej planecie, co może ułatwić nam tzw. tranzytowanie planety na tle tarczy swej macierzystej gwiazdy. Przechodząc na tle tarczy, przyciemni delikatnie Proximę. To pozwoli określić jej średnicę, masę i inne detale jej orbity. Na tej podstawie będzie można wyznaczyć jej średnią gęstość – co pozwoli określić czy Proxima b jest planetą skalistą jak Ziemia, czy gazową. 

W czasie tranzytu, promienie światła przejdą także poprzez atmosferę Proximy b. Umożliwi to zbadanie jej dzięki efektowi pochłaniania określonych częstotliwości widma elektromagnetycznego, co da nam dokładny obraz jej składu chemicznego. A to z kolei umożliwi nam stwierdzenie, czy istnieją tam gazy produkowane przez żywe organizmy – np. dwutlenek węgla czy metan. 

Istnieją jednak nikłe szanse na tranzyt – jest tylko 1,5% szans, że orientacja orbity jest prawidłowa – a jeden tranzyt na początku badań nie jest obiecujący. Kanadyjski satelita MOST – Microvariability and Oscillations of Stars, przez krótki czas monitorował Proximę Centaura w celu wykrycia tranzytującej planety w maju 2014 roku i maju 2015 roku przez 44 dni i nie wykrył niczego, co przekazali astronom David Kipping z Uniwersytetu Columbia i jego koledzy na stronie internetowej we wrześniu.

... i Proxima b w ekosferze Proximy Centaura

Ale badacze nie dali za wygraną. Kilka grup obserwuje cały czas Proximę Centaura w nadziei ujrzenia zaciemnienia tarczki gwiazdy przez tranzytującą planetę.

- Powinniśmy wiedzieć, czy miał miejsce tranzyt czy nie przed końcem roku – powiedział Guillem Anglada-Escudé – astronom w Uniwersytecie Queen Mary w Londynie, którego to grupa prowadzi obserwacje Proximy b. Widząc planetę bezpośrednio może się uda także ujawnić nowe szczegóły, choć prawdopodobnie jest to poza zasięgiem wszelkich obecnych lub planowanych teleskopów.

Nawet jeżeli astronomowie nie dowiedzą się czegoś więcej o Proximie b, to będzie ogromna ilość światów do badania. Później, w 2017 roku, NASA planuje wysłanie satelity TESS – Transiting Exoplanet Survey Satellite – teleskop kosmiczny na dwuletnią misję w celu przebadania 200.000 gwiazd z tranzytującymi egzoplanetami. Wiele z nich należą do najbliższego sąsiedztwa Słońca. 

Astronomowie oceniają, że TESS odnajdzie 1700 światów w dodatku do tych 3500 dotychczasowo odkrytych. Ten połów może włączyć 500 planet mniejszych od planet dwukrotnie większych od Ziemi, z czego 50 może znajdować się w ekosferze swej gwiazdy. Inż. Peter Sullivan – aktualnie pracownik z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Pasadenie, CA, i jego koledzy donieśli w 2015 roku na łamach „Astrophysical Journal”. A że TESS doda tylko tranzytujące planety, to wiele z nich będzie obserwowanych przez takie przyszłe obserwatoria kosmiczne jak Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba, który będzie obserwował kosmos w podczerwieni i jest przygotowany do wystrzelenia w 2018 roku. 

Więcej planet oznacza większe szanse na znalezienie życia pozaziemskiego poza Układem Słonecznym. Ale poszukiwania ALF czy ETI nie jest jedynym celem. Astronomowie chcą zrozumieć jak nasz Układ Słoneczny – i jak Ziemia – są dopasowane do Wszechświata – mówi Barnes – co jest szczególnego a co nie w naszym Układzie Słonecznym. 

A podróże międzygwiezdne wciąż przyciągają wyobraźnię. W 1935 roku, krótka nowelka „Proxima Centauri” została opublikowana już w 18 lat po zmierzeniu odległości do tej gwiazdy. Murray Leinster opisał jak to ziemski statek międzygwiezdny zbliżył się do wyimaginowanej planety orbitującej wokół naszej kosmicznej sąsiadki. W opowiadaniu Leinstera obca rasa mięsożernych roślin pożera większość załogi. Mamy nadzieję, że nasi pierwsi ambasadorzy na tej egzoplanecie, czy na Proximie b czy gdzieś indziej będą potraktowani lepiej. 

Moje 3 grosze

Podróż do Proximy Centaura pojawia się także w polskiej literaturze powojennej – już w latach 50. ubiegłego wieku!  Mowa o dwóch powieściach sci-fi: trylogii Krzysztofa Borunia i Andrzeja Trepki  - „Zagubiona przyszłość”, „Proxima” i „Kosmiczni bracia” (1953-1959) oraz Stanisława Lema – „Obłok Magellana” (1955). Polecam je Czytelnikowi, bowiem są warte przeczytania, mimo ewidentnych archaizmów (co dotyczy zawartych w nich danych naukowych) i czasami irytującego, wręcz namolnego  socrealizmu, bez czego te książki nie mogłyby się wtedy ukazać. Jednak oba te dzieła polskiej fantastyki doskonale się bronią i warto je przeczytać, bo stanowią wspaniały popis wiedzy i wyobraźni, o jaki trudno w naszym zidiociałym świecie komercjalizacji, chały i bylejakości…

Źródło - https://www.sciencenews.org/article/proxima-centauri-b-top-science-stories-2016

Przekład z angielskiego - ©Robert K. F. Leśniakiewicz