Ingen jordlignende atmosfære for Proxima b

Kunstnerens koncept af overfladen af ​​Proxima b, nærmeste kendte exoplanet. Den kredser omkring den røde dværgstjerne Proxima Centauri, tættest på vores solsystem. Dobbeltstjernen Alpha Centauri AB vises også på billedet øverst til højre for selve Proxima. Billede via NASAs Goddard Space Flight Center.

I august 2016, da forskere annoncerede opdagelsen af ​​en planet, der kredser om den nærmeste kendte stjerne, Proxima Centauri, blev folk glade. Det skyldes stort set, at det ikke bare er en hvilken som helst planet: det er en planet, der ligner størrelse med Jorden, der kredser rundt i stjernens beboelige zone. Ved 4, 2 lysår eller 25 billioner kilometer fra Jorden er Proxima b langt for langt væk til at blive udforsket i vores levetid (selvom det ikke har stoppet drømmere og visionærer som dem på Breakmother Initiatives med at udtænke planer om at udforske det). Teoretiske studier er stadig dagens orden for Proxima b. En nylig antydet, at Proxima b:

... er muligvis ikke i stand til at holde et greb om dens atmosfære, idet overfladen bliver udsat for skadelig stjernestråling og reducerer dens potentiale for beboelsesevne.

En beboelig zone for astronomer betyder potentialet for flydende vand til at eksistere på en planetens overflade. Livet, som vi kender det, har brug for vand. Men en atmosfære er en anden vigtig ingrediens i livet. Holdets erklæring sagde:

At have den rigtige atmosfære giver mulighed for klimaregulering, opretholdelse af et vandvenligt overfladetryk, afskærmning mod farligt rumvejr og hus i livets kemiske byggesten.

Denne nye computermodel - som var en del af en NASA-undersøgelse, der blev offentliggjort den 24. juli 2017, i de peer-reviewede Astrophysical Journal Letters - overvejede, hvad der ville ske, hvis Jorden kredsede om Proxima Centauri. Undersøgelsen antyder, at Jordens atmosfære ikke ville overleve i en sådan nærhed til Proxima, som er en aktiv rød dværgstjerne, der udsender ekstrem ultraviolet stråling med høj energi. Denne stråling har potentialet til at ionisere gasser i en planetens atmosfære; det vil sige, det banker elektroner fra atomer og producerer et skår af elektrisk ladede partikler. I denne proces får de nydannede elektroner nok energi til, at de let kan undslippe en planetes tyngdekraft og løbe ud af atmosfæren.

På Jorden sker dette helt klart ikke, men vores sol er en mere sedat stjerne end Proxima. Katherine Garcia-Sage, en rumforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, er hovedforfatter af den nye undersøgelse. Hun og hendes kollegers computermodel brugte Jordens atmosfære, magnetfelt og tyngdekraft som proxy til Proxima b'er.

De beregnet også, hvor meget stråling Proxima Centauri producerer i gennemsnit, baseret på observationer fra NASAs Chandra røntgenobservatorium.

Klik for at se større. Denne illustration viser stjerner inden for 12 lysår fra vores sol, inklusive Proxima Centauri. Linjerne på gitteret er 4 lysår fra hinanden. Diagram via Guy Ottewells astronomiske ledsager. Brugt med tilladelse. Læs mere fra Guy Ottewell: Hvor er Proxima Centauri?

I Proxima Centauri s beboelige zone mødes Proxima b anstrengelser med ekstrem ultraviolet stråling hundreder af gange større end Jorden gør fra solen. Denne stråling genererer nok energi til at fjerne ikke blot de letteste molekyler brint men også over tid tungere elementer som ilt og nitrogen. Ofer Cohen, en rumforsker ved University of Massachusetts, Lowell og medforfatter til undersøgelsen, sagde:

Spørgsmålet er, hvor meget af atmosfæren, der går tabt, og hvor hurtigt sker denne proces?

Hvis vi estimerer den tid, kan vi beregne, hvor lang tid det tager atmosfæren at undslippe og sammenligne det med planeten s levetid.

Modellen viser Proxima Centauri s kraftige stråling tapper den jordlignende atmosfære op til 10.000 gange hurtigere end hvad der sker på Jorden. Garcia-Sage sagde:

Dette var en simpel beregning baseret på gennemsnitlig aktivitet fra værtsstjernen. Det tænker ikke på variationer som ekstrem opvarmning i stjernen s atmosfære eller voldelige stjerneforstyrrelser til eksoplaneten s magnetfelt ting, som vi forventer, giver endnu mere ioniserende stråling og atmosfærisk flugt .

I sin orbitalafstand fra sin stjerne Proxima Centauri kunne eksoplaneten Proxima b - nærmeste kendte exoplanet til Jorden sandsynligvis ikke opretholde en jordlignende atmosfære, ifølge en ny teoretisk undersøgelse. Billedet via NASA s Goddard Space Flight Center / Mary Pat Hrybyk-Keith.

Shawn Domagal-Goldman, en Goddard-rumforsker, der ikke var involveret i undersøgelsen, sagde:

Denne undersøgelse ser på et under-værdsat aspekt af beboelighed, som er atmosfærisk tab i sammenhæng med stjernefysik. Planeter har masser af forskellige interaktive systemer, og det er vigtigt at sikre, at vi inkluderer disse interaktioner i vores modeller.

Forskerne viser, at med de højeste termosfære temperaturer og et helt åbent magnetfelt, kunne Proxima b miste en mængde, der svarer til hele Jordens atmosfære i 100 millioner år, at er bare en brøkdel af Proxima b s 4 milliarder år indtil videre. Når forskerne antog de laveste temperaturer og et lukket magnetfelt, slipper den store masse over 2 milliarder år. Jeremy Drake, en astrofysiker ved Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og medforfatter til undersøgelsen, sagde:

Ting kan blive interessant, hvis en exoplanet holder fast i sin atmosfære, men Proxima b s atmosfæriske tabssatser her er så høje, at beboeligheden er umulig. Dette sætter spørgsmålstegn ved planetenes levedygtighed omkring sådanne røde dværge generelt.

En anden rød dværgstjerne for nylig i nyheden er stjernen TRAPPIST-1. Sådanne stjerner er ofte målet for exoplanetjagt, fordi de er de fedeste, mindste og mest almindelige stjerner i galaksen. Fordi de er køligere og svagere, er planeter nødt til at opretholde tætte kredsløb for at være flydende vand.

Men medmindre det atmosfæriske tab modvirkes af en anden proces - såsom en massiv mængde vulkansk aktivitet eller kometbombardement - fortæller disse videnskabsfolk nærhed, ofte forskere, ikke for en atmosfæres overlevelse eller bæredygtighed.

Nederste linje: Proxima b er den nærmeste kendte exoplanet og kredsløb i sin stjernes beboelige zone. Men en ny undersøgelse antyder, at den måske ikke er i stand til at holde fast i sin atmosfære længe nok til, at livet kan udvikle sig.

Via NASA