Tako so pri Esi vizualizirali, kako naj bi bilo videti površje Proksime b in Proksime Kentavre na njenem nebu. Foto: ESO/M. Kornmesser
Dve sve??i ??tudiji nakazujeta, da bi eksoplanet pri najbli??ji sosednji zvezdi lahko podpiral razvoj ??ivljenja. V pripravi je ??e zasebna misija, ki naj bi ga neposredno fotografirala v nekaj letih.
Le pred dvema mesecema so znanstveniki odkrili Zemlji podoben eksoplanet, in to tako blizu, da bli??je sploh ne gre. To je Proksima Kentavra b, ki je pri najbli??ji sosednji zvezdi. Odkritje je zgodovinsko. ?love??tvu namreč daje minimalen ??čepec upanja, da bo v relativno doglednem času preučilo, morda celo s sondo obiskalo kak??en planet zunaj Osončja. In to tak??en planet, ki morda podpira razvoj ??ivljenja. Proksima Kentavra b je namreč v območju Zlatolaske, torej bi na njem lahko bila tekoča voda, in njegova masa je podobna Zemljini.
Odkritje je spro??ilo precej navdu??enja tako v delu zainteresirane javnosti kot pri raziskovalcih. V dveh mesecih je na dan pri??lo kar nekaj ??tudij, ki so - gradeč na izvornih opazovanjih Evropskega ju??nega observatorija - preuče, modelirale in razglabljale o tem, kaj bi lahko dr??alo in kaj ne. Vse so previdne in opozarjajo na veliko odprtost, saj je o Proksimi Kentavri malo znano. A ugotovitve ka??ejo bolj v pozitivno smer kot negativno: kamnite?? 4,2 svetlobnega leta stran bi morda lahko dejansko podpiral razvoj ??ivljenja. Vse skupaj je dalo vetra mednarodnemu projektu, ki ima namen v nekaj desetletjih prav do cilja poslati jato drobnih sondic. ?e en načrt je na novo vzniknil, ta namerava v nekaj letih pripraviti vesoljski teleskop, ki naj bi iz Zemljine orbite naredil prvo neposredno fotografijo Proksime Kentavre b. Kaj do neke mere vemo
Dogajanja je torej veliko. Pred poročilom o novih ??tudijah najprej na kratko obnovimo, kaj je prek meritev ESO-ja znanega o protagonistu. Observatorij v ?ilu ni neposredno meril eksoplaneta samega, temveč njegovo zvezdo, rdečo pritlikavko Proksimo Kentavro. Natančneje, meril je, kako se čisto rahlo guga v prostoru, kar je razvidno prek Dopplerjevega učinka na svetlobo. Guganje so na??li. Nekaj ga mora povzročati, ne nastane zaradi niča. Iz načina in jakosti drobencljanja zvezde so izračunali, kak??en bi lahko bil krivec. Podali so torej vrednostne meje.
Učinek povzroča okoli zvezde obletavajoče telo, torej eksoplanet, z maso najmanj 1,3 Zemlje. Lahko tudi več. Razdalja med zvezdo in eksoplanetom je 0,05 astronomske enote, torej izjemno majhna. To je zgolj 7,5 milijona kilometrov oziroma desetina razdalje med Merkurjem in Soncem.
A to ??e ne pomeni, da se planet cvre. Rdeča pritlikavka je neprimerno manj??a in hladnej??a, ima zgolj desetino mase ter premera Sonca. Eso je izračunal, da je torej eksoplanet ravno prav stran za povr??inske temperature od 0 do 100 stopinj Celzija.
?e posku??amo predstavo preseliti v nam znane podobe Osončja: zvezda Proksima Kentavra je nekoliko nabuhel Jupiter, eksoplanet pa je Zemlja, ki okoli Jupitra kro??i na ravni orbite devete lune Temisto. Polmer planeta ostaja neznan
Metoda, ki jo je uporabil Eso, ima svoje omejitve. Marsikateri vpra??aj bi lahko odstranili, če bi planet z na??ega zornega kot prečil zvezdino ploskev, tako kot kot mrčes obleti ulično svetilko. Zmanj??anje svetlobe bi razkrilo premer eksoplaneta. Ta podatek je zelo pomemben, saj je planet lahko velik in "puhast" ali pa droben in zelo gost. Oboje ima znatne implikacije za razmere na povr??ju.
CNRS celo o oceanskem planetu
Prvo je izdelala mednarodna raziskovalna skupina pod vodstvo francoskega CNRS-a. Preuča je učinke sevanja matične zvezde, rotacije skozi zgodovino do danes in predstavila mogoče podnebne scenarije. Pri??la je do zaključka, da bi potencialno lahko podpiral razvoj ??ivljenja in da bi lahko bil oceanski svet. Raziskava je sprejeta za objavo v znanstveni publikaciji The Astrophysical Journal Letters.
Kaj so počeli? Velikost eksoplaneta so izračunali posredno, z računalni??kim modeliranjem njegove sestave. Tako so pri??li do intervala polmera.
V minimalnem scenariju ta zna??a 5.990 kilometrov, torej 94 odstotkov Zemljinega, kar pomeni visoko gostoto. 65 odstotkov mase se skriva v kovinskem jedru, ki se konča na globini 1.500 kilometrov, nad njim pa kamnit pla??č. Hipotetična sestava je torej podobna Merkurjevi. Scenarij ne izključuje prisotnosti tekoče vode, saj tudi denimo na Zemlji H2O ne presega 0,05 odstotka celotne mase planeta.
Pol kamna in kovine, pol vode
Po drugem scenariju polmer zna??a 1,4 Zemljinega oziroma 8.920 kilometrov. Pol kamnitega jedra, pol pa vode. V tem primeru bi celotno povr??ino Proksime Kentavre b prekrival tekoč ocean z globino 200 kilometrov. Na tej globini bi tlak ??e tako narastel, da bi se voda spremenila v led pod visokim pritiskom, ta pa bi jedro planeta dosegel pri 3.100 kilometrih globine. V obeh primerih bi planet obkro??ala tudi tanka atmosfera, sporoča CNRS.
Tak??en oceanski svet ne bi bil nekaj povsem novega, če se spomnimo ??e na eksoplanet Kepler 22b.
Francoski CNRS je nekaj osnovnih klimatskih scenarijev razkril ??e vzporedno z avgustovsko objavo odkritja (znanstveni raziskavi 1, 2). Nekaj jih vključuje popolnoma izsu??en planet, spet drugi vključujejo večje količine vode. Vsi skupaj čakajo na dodatna opazovanja, s katerimi bodo scenarije lahko dodatno obrusili in ločili zrnje od plev. Le 39 svetlobnih let stran kamnita planeta, ki bi lahko podpirala ??ivljenje "Zapleteno je"
V zagonetko so zagrizli tudi ameri??ki znanstveniki. Na Univerzi v Washingtonu deluje VTP (Virtual Planet Laboratory), v katerem se interdisciplinarna skupina znanstvenikov ukvarja s scenariji razmer na oddaljenih planetih. Raziskava ??e poteka, delne izide pa je predstavil astronom Roy Barnes na spletni strani projekta Pale Red Dot (Bleda rdeča pika). Tistega, ki je skupaj z ESO-jem poskrbel za osnovno odkritje. Barnes ga je označil za "največje odkritje eksoplaneta v zgodovini odkrivanja eksoplanetov". Kaj pa o mo??nostih ??ivljenja? "Najkraj??i odgovor se glasi: zapleteno je," je zapisal.
Ekipa se je vpra??anja lotila z zelo različnih zornih kotov, ??la je daleč v zgodovino, vse do nastanka. Na samem začetku je zaznala veliko te??avo: svetlost zvezde. Rdeča pritlikavka je bila na začetku precej svetlej??a. Skozi prvo milijardo let (stara je podobno kot Sonce) je svoj planet močno obsa in če bi dana??njo Zemljo izpostavili takim razmeram, bi najbr?? končala v podivjanem učinku tople grede, tako kot dana??nja Venera. Barnes je nanizal ??e nekaj ključnih vpra??anj:
- Je planet res kamnit? Simulacije različnih orbit pritrjujejo. Posledično bi lahko imel vodo v tekoči obliki, kar je ena izmed (zelo koristnih) predpostavk za ??ivljenje.
- Kje je nastal v okviru trozvezdja Alfa Kentavra? Lokacija formacije v okviru protoplanetarnega diska pove, iz katerih elementov bi lahko nastal. Ponekod prevladujejo eni, drugod drugi. ?e je nastal daleč od zvezde, kjer je v drobirju migotalo veliko vodnega ledu (in pozneje migriral bli??je), bi jo lahko tudi dolgoročno ohranil v večjih količinah. Washingtonski model govori v korist temu scenariju, kar sovpada tudi s prej omenjenim francoskim modelom oceanskega sveta.
- Je nastal kot plinski planet, podoben Neptunu, nato pa skozi čas odvrgel vodikovo ovojnico? Washington pravi: to je verjeten scenarij in govori v prid gostoljubnemu povr??ju.
Magnetni, atmosferski ??čit
Za zdaj ka??e, da je ??e najpomembnej??e vpra??anje za??čita Proksime Kentavre b. Torej: ali ima dovolj močno magnetno polje in omembe vredno atmosfero? Oboje nas na Zemlji ??čiti pred ??kodljivim Sončevim sevanjem, bli??či, izbruhi ter pred kozmičnimi delci. Brez tega bi bila danes Zemlja verjetno tako pu??čavska kot Mars.
V??teti je treba dejstvo, da so rdeče pritlikavke s tega vidika nevarnej??e. Precej pogosteje proizvajajo bli??če, hipne in orja??ke sprostitve energije, kar potrjuje tudi sve??a, v The Astrophysical Journal Letters objavljena ??tudija. Ti med drugim uničijo atmosferski ozon, za??čito pred ultravijoličnim sevanjem. Ionizirajoči ??arki pa niso ravno koristni za razvoj ??ivljenja, saj razbijajo snov kar na atomski in molekulski ravni. Ena mogoča re??itev je oceanska plast, saj ??e nekaj metrov vode omogoči za??čito.
Kako zaklenjen planet postane magnet
Druga je, kot rečeno, magnetno polje. Njega (ne)obstoj bo ??e dolgo ostal neznanka, saj se ga ne da izmeriti z Zemlje. Se pa lahko ??pekulira o obstoju glede na sestavo in gibanje planeta. Kovinsko jedro in stopljena plast kamnin ali vode okoli njega bi lahko delovala kot dinamo. A ker je planet verjetno (ne pa zagotovo) zaklenjen glede na zvezdo, torej k njej vedno moli le ena stran planeta, so mo??nosti za magnetizem manj??e.
Omenjena zaklenjenost se za zdaj ne ka??e kot te??ava z vidika temperatur. K zvezdi moleča plat bi se lahko cvrla, nasprotna pa zmrzovala. Da ni tako, ka??ejo ??e avgustovske analize, ki za segreto stran predvidevajo okoli 30 stopinj Celzija.
Orkan kot klimatska naprava
?e to ne dr??i, bi lahko pomagala atmosfera. Na eni strani planeta bi se lahko sproti segra, toda tam ne bi ostala. Z vetrovi bi stalno potovala na drugo stran in jo dr??ala nad točko zamrzovanja. Je pa vpra??anje, kako bi na morebiten ??ivelj vplival nenehni orkanski veter.
"Ta vpra??anja so poglavitna pri razvozlanju naseljivosti Proksime, torej, ali je na?? najbli??ji galaktični sosed smrtonosna pu??čava, ??e naseljen planet ali prihodnji dom člove??tva," je na??tel Barnes.
Morda tudi zato, ker bo na??e Sonce ??e čez milijardo let zavrelo oceane na Zemlji, Proksima Kentavra pa bo relativno stabilna ??e bilijone let. Modri načrt
Del odgovora bi lahko dobili ??e v petih letih. Pojavila se je mednarodna iniciativa, ki namerava v tem časovnem obdobju nič manj kot posneti prvo neposredno fotografijo Proksime Kentavre b. To je Project Blue, sestavljen iz nekaj mednarodnih institucij ter univerz. Skupina namerava izdelati vesoljski teleskop, ki bo po specifikacijah povsem prilagojen tarči, zmo??en tega, kar obstoječi - četudi večji in občutljivej??i - niso.
Sodeč po predstavitvi na spletni strani bo to teleskop s polmetrsko zaslonko in elementi, ki bodo zastrli motečo svetlobo zvezd (koronografija), s tem pa omogočili prilagoditev precej temnej??im planetom. V sistemu Alfa Kentavra naj bi bilo eksoplanetov več.
Posnetki do leta 2022
Misija je precej ambiciozna. ?asovnica: ??e letos naj bi zbrali partnerje in uvodno financiranje. Med letoma 2017 in 2019 naj bi napravo izrisali ter sestavili, leta 2019 pa poslali v nizko Zemljino orbito. Tam naj bi teleskop deloval do leta 2022. Cena? "Zgolj drobec stro??kov srednje velike astrofizikalne misije," trdijo. TechCrunch poroča, da je cilj zgolj 25 milijonov dolarjev.
Z njim sicer ne bi dobili ob??irnih planjav. ?e jim uspe, bo posnetek prej podoben slavni Bledi modri piki, iz česar izhaja tudi ime projekta. A ??e zgolj prgi??če pikslov bo nagrmadilo informacije. Z njih bo vidna sestava atmosfere, temperatura, velikost, orbita, gibanje ... kar pač člove??tvo potrebuje, če ga zanima morebiten nepremičninski posel v Galaksiji.
James Webb in poravnava leta 2028
Atmosfero planeta bi lahko v nekaj letih posnel tudi ??e dolgo, dolgo napovedovani vesoljski teleskop James Webb, naslednik Hubbla. Zelo bo močan pri infrardečih valovih, kar je kot nala??č za tovrstne posle. ?e bi vse to spodletelo, naslednje upanje prihaja z letom 2028. Sicer ne prav za Proksimo Kentavro, temveč za drugi dve zvezdi v trojčku, imenovanem Alfa Kentavra. Takrat bosta večji zvezdi z vidika Zemlje poravnani, napoveduje ESO. To bo idealna prilo??nost za iskanje eksoplanetov s pomočjo gravitacijskega lečenja, ukrivljenja tkanine čas-prostor zaradi prisotnosti mase.
Roj mrčesnih sond gre naprej
Tudi ??e zgodaj letos napovedani projekt Breakthrough Starshot gre naprej. Spomnimo: mednarodna iniciativa s podporo ??tevilnih nobelovcev in velikih imen tehnologije namerava razviti miniaturne, nekaj gramov te??ke sondice, ki bi jih do Alfe Kentavre pognali s pomočjo laserskih ??arkov. Ker bi bile tako majhne, bi se jih dalo pospe??iti do 20 odstotkov hitrosti svetlobe. Do sosede bi prispele zgolj v od 20 do 30 letih in potrditev nazaj poslale v ??tirih pomladih. Poslali bi jih več tisoč, nekaj bi jih ??e pre??ivelo, načrtujejo. ?eprav analize opozarjajo, da koncept predvideva izbolj??anje tehnologije na ??tevilnih področjih za nekaj redov velikosti, ni nerealen, predvsem pa je edina prilo??nost za ??e ??iveče generacije, da bi "od blizu" videle galaktično sose??čino.
Razvoj se nadaljuje, ka??e sve??a znanstvena ob, o kateri poroča Ars Technica. Preverili so, kak??no nevarnost bi za potujoče čipe predstavljal medzvezdni prah in kozmično sevanje. Ne tako velike, kot so pričakovali. Atomi, molekule in ko??čki prahu, ki so prisotni tudi v navideznem vakuumu vesolja, so res "smrtno" nevarni za naprave, a mo??nost trka na tem potovanju je razmeroma nizka, so izračunali. Poleg tega morebitni trki ne bi neposredno uničili napravic, temveč bi jih segri (in pri tem res izgubljali nekaj mase zaradi izparevanja). Za toploto bi se dalo razviti ustrezen ??čit, so sklenili, za preusmerjanje ob trkih pa za zdaj nimajo "zdravila".
?e ga bodo razvili v roku 10 let, bodo morda fotografije sosednjega sistema - z ??ivljenjem na njem ali ne - pri??le do leta 2060.
?e bi tja poslali člove??ke koloniste, pa bi potovanje trajalo tudi stotisoč let. V tem času Proksima Kentavra sploh ne bi bila več Soncu najbli??ja zvezda.
