Tiada suasana seperti Bumi untuk Proxima b

Konsep artis permukaan Proxima b, eksoplanet yang paling dekat. Ia mengorbit bintang kerdil merah Proxima Centauri, bintang paling dekat dengan sistem suria kita. Bintang Alpha Alpha Centauri juga muncul dalam imej ke kanan atas Proxima itu sendiri. Imej melalui Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA.

Pada bulan Ogos 2016, apabila para saintis mengumumkan penemuan sebuah planet yang mengorbit bintang terdekat, Proxima Centauri, orang ramai teruja. Itulah sebabnya ia bukan hanya planet mana pun: ia adalah planet yang sama dengan saiz Bumi, yang mengorbit di zon yang boleh dihuni bintangnya. Pada 4.2 tahun cahaya atau 25 trilion batu dari Bumi, Proxima b jauh terlalu jauh untuk diterokai dalam masa hayat kami (walaupun itu tidak berhenti pemimpi dan penglihatan seperti yang di Breakthough Initiatives daripada merancang rancangan untuk meneroka). Namun, kajian teori adalah perintah hari untuk Proxima b. Yang baru-baru ini menunjukkan bahawa Proxima b:

... mungkin tidak dapat mengekalkan pegangannya, meninggalkan permukaan yang terdedah kepada radiasi bintang yang berbahaya dan mengurangkan potensi untuk kebiasaan.

Zon yang boleh dihuni, kepada para astronom, bermaksud potensi air cair wujud di permukaan planet. Kehidupan, seperti yang kita ketahui, memerlukan air. Tetapi suasana adalah satu lagi bahan penting untuk kehidupan. Kenyataan pasukan itu berkata:

Mempunyai suasana yang tepat membolehkan peraturan iklim, penyelenggaraan tekanan permukaan mesra air, melindungi dari cuaca ruang yang berbahaya, dan perumahan blok bangunan kimia.

Model komputer baru ini - yang merupakan sebahagian dari kajian NASA, yang diterbitkan pada 24 Julai 2017, dalam Surat Jurnal Astrophysical yang dikaji semula - menganggap apa yang akan terjadi jika Bumi mengorbitkan Proxima Centauri. Kajian itu menunjukkan bahawa atmosfera bumi tidak akan bertahan dalam keadaan dekat dengan Proxima, yang merupakan bintang kerdil merah yang aktif yang memancarkan sinaran ultraungu ultraviolet yang tinggi tenaga. Radiasi ini mempunyai potensi untuk mengionkan gas dalam suasana planet; iaitu, ia mengetuk elektron daripada atom dan mengeluarkan zarah zarah yang dikenakan elektrik. Dalam proses ini, elektron-elektron yang baru terbentuk mendapat tenaga yang cukup sehingga mereka dapat melarikan diri dari graviti planet dan keluar dari atmosfera.

Di Bumi, ini jelas tidak berlaku, tetapi matahari kita adalah bintang yang lebih tenang daripada Proxima. Katherine Garcia-Sage, seorang saintis ruang angkasa di Goddard Space Flight Centre NASA di Greenbelt, Maryland, adalah penulis utama kajian baru. Dia dan model komputer rakannya menggunakan atmosfer Bumi, medan magnet dan graviti sebagai proksi untuk Proxima b's.

Mereka juga mengira berapa banyak radiasi Proxima Centauri menghasilkan purata, berdasarkan pemerhatian dari Observatorium X-ray Chandra NASA.

Klik untuk melihat yang lebih besar. Ilustrasi ini menunjukkan bintang dalam 12 tahun cahaya matahari, termasuk Proxima Centauri. Garis pada grid adalah 4 tahun cahaya. Rajah melalui Teman Astronomi Guy Ottewell. Digunakan dengan kebenaran. Baca lebih lanjut dari Guy Ottewell: Di mana Proxima Centauri?

Di zon yang boleh dihuni Proxima Centauri, Proxima b menemui serangan radiasi ultraviolet yang beratus-ratus kali ganda lebih besar daripada Bumi dari matahari. Radiasi itu menghasilkan tenaga yang cukup untuk melepaskan bukan sahaja molekul paling ringan hidrogen tetapi juga, dari masa ke masa, unsur yang lebih berat seperti oksigen dan nitrogen. Ofer Cohen, seorang saintis angkasa di University of Massachusetts, Lowell dan pengarang bersama kajian itu, berkata:

Persoalannya ialah, berapa banyak suasana yang hilang, dan berapa cepat proses itu berlaku?

Sekiranya kita menganggarkan masa itu, kita dapat mengira berapa lama suasana itu dapat melarikan diri sepenuhnya dan membandingkannya dengan planet ini seumur hidup.

Model ini memperlihatkan radiasi Proxima Centauri yang berkuasa menguras suasana seperti Bumi sebanyak 10, 000 kali lebih cepat daripada apa yang berlaku di Bumi. Garcia-Sage berkata:

Ini adalah pengiraan mudah berdasarkan aktiviti purata dari bintang tuan rumah. Ia tidak menganggap variasi seperti pemanasan melampau di atmosfera bintang atau gangguan luar biasa yang ganas ke medan magnet eksoplanet perkara yang kita jangkakan akan memberikan lebih banyak radiasi pengionan dan melepaskan atmosfera .

Pada jarak orbitnya dari bintangnya Proxima Centauri, exxlanet Proxima b - eksoplanet paling dekat ke Bumi - mungkin tidak dapat mengekalkan suasana seperti Bumi, menurut kajian teoretikal baru. Imej melalui NASA's Goddard Space Flight Centre / Mary Pat Hrybyk-Keith.

Shawn Domagal-Goldman, ahli sains angkasa Goddard yang tidak terlibat dalam kajian itu, berkata:

Kajian ini melihat aspek kebolehterangan yang kurang dihargai, iaitu kehilangan atmosfer dalam konteks fizik bintang. Planet mempunyai banyak sistem interaksi yang berbeza, dan penting untuk memastikan kami memasukkan interaksi ini dalam model kami.

Para saintis menunjukkan bahawa dengan suhu termosfera tertinggi dan medan magnet yang benar-benar terbuka, Proxima b dapat kehilangan jumlah yang sama dengan keseluruhan suasana Bumi dalam 100 juta tahun yang hanya sebahagian kecil daripada Proxima Sebanyak 4 bilion tahun setakat ini. Ketika saintis menganggap suhu terendah dan medan magnet tertutup, jisim yang banyak melarikan diri melebihi 2 bilion tahun. Jeremy Drake, seorang ahli astrofizik di Harvard-Smithsonian Centre for Astrophysics dan co-author of the study, berkata:

Perkara-perkara yang boleh menarik jika eksoplanet memegang atmosfernya, tetapi Proxima mempunyai kadar kehilangan atmosfera di sini sangat tinggi bahawa kebiasaan tidak dapat dilaksanakan. Ini menyoal kebiasaan planet di sekitar kerdil merah itu secara umumnya.

Bintang kerdil merah baru-baru ini dalam berita itu ialah bintang TRAPPIST-1. Bintang-bintang seperti ini sering menjadi sasaran memburu eksoplanet, kerana mereka adalah bintang paling keren, terkecil dan paling biasa di dalam galaksi. Kerana mereka lebih sejuk dan redup, planet perlu mengekalkan orbit ketat untuk air cair untuk hadir.

Tetapi melainkan jika kehilangan atmosfera diatasi oleh beberapa proses lain - seperti aktiviti besar-besaran gunung berapi atau pengeboman komet - jarak dekat ini, para saintis lebih sering menemui, tidak menjanjikan kelangsungan hidup atau kelestarian atmosfera, kata para saintis ini.

Bottom line: Proxima b adalah eksoplanet dan orbit yang paling terkenal di zon yang boleh dihuni bintangnya. Tetapi kajian baru mencadangkan ia tidak dapat menahan atmosferanya cukup lama untuk hidup berkembang.

Melalui NASA