Обнаружение кандидата в экзопланеты, вращающегося вокруг близлежащей Проксимы Центавра, безусловно, было волнующей новостью. В дополнение к тому, что она является ближайшей к нашей Солнечной системе экзопланетой, все признаки указывают на то, что она является наземной и находится в околозвездной обитаемой зоне звезд. Тем не менее, это объявление содержало и плохие новости.
С одной стороны, команда за открытием указала, что, учитывая природу своей орбиты вокруг Проксимы Центавра, планета, вероятно, с точки зрения того, сколько воды на самом деле было на ее поверхности. Но недавнее исследование ученых из Университета Марселя и Института Карла Сагана может противоречить этой оценке. Согласно их исследованию, масса экзопланеты может составлять до 50% воды, что делает ее «планетой океана».
Согласно выводам группы «Бледно-красная точка», «Проксима Центавра» вращается вокруг своей звезды на предполагаемом расстоянии в 7 миллионов километров (4,35 миллиона миль) - всего 5% от расстояния Земли от Солнца. Он также вращается вокруг Проксимы Центавра с периодом обращения 11 дней и имеет либо синхронное вращение, либо орбитальный резонанс 3: 2 (то есть три вращения на каждые две орбиты).
Из-за этого жидкая вода может быть ограничена либо обращенной к солнцу стороной планеты (в случае синхронного вращения), либо ее тропической зоной (в случае резонанса 3: 2). Кроме того, излучение, которое Проксима b получает от своей красной карликовой звезды, будет значительно выше, чем мы привыкли здесь, на Земле.
Однако, согласно исследованию, проведенному Бастиеном Бруггером из Лаборатории астрофизики в Марсельском университете, Proxima b может быть более влажным, чем мы думали ранее. Ради их исследования под названием «Возможные внутренние структуры и составы Проксима Центавра б» (который был принят для публикации в Астрофизический Журнал Письма), исследовательская группа использовала модели внутренней структуры для вычисления радиуса и массы проксимы b.
Их модели были основаны на предположениях о том, что Проксима В является одновременно земной планетой (т.е. состоит из каменистых материалов и минералов) и не имеет массивной атмосферы. Основываясь на этих предположениях и оценках массы, полученных в результате съемки Бледно-красной точки (~ 1,3 массы Земли), они пришли к выводу, что Проксима b имеет радиус, который в 0,94–1,4 раза больше радиуса Земли, и массу, которая приблизительно равна 1,1–1,46. раз это на Земле.
Как сказал Браггер Space Magazine по электронной почте:
«Мы перечислили все композиции, которые могла иметь Proxima b, и запустили модель для каждой из них (что составляет около 5000 симуляций), предоставляя нам каждый раз соответствующий радиус планеты. Мы окончательно исключили все результаты, которые не были совместимы с планетарным телом, исходя из условий формирования нашей солнечной системы (поскольку мы не знаем этих условий для системы Проксима Центавра). И, таким образом, мы получили диапазон возможных радиусов планет для Проксимы b, превышающий радиус Земли от 0,94 до 1,40 ».
Этот диапазон по размеру учитывает некоторые очень разные планетные составы. На нижнем конце, будучи немного меньше, но немного массивнее Земли, Proxima b, вероятно, будет планетой, подобной Меркурию, с массовой долей ядра 65%. Однако на более высоком конце оценок радиусов и массы, вероятно, Proxima b будет наполовину водой по массе.
«Если радиус равен 0,94 радиуса Земли, то Proxima b полностью каменистая с огромным металлическим ядром (как у Меркурия в Солнечной системе)», - сказал Бруггер. «Напротив, Проксима b может достичь радиуса 1,40 только в том случае, если в нем находится огромное количество воды (50% от общей массы планеты), и в этом случае это будет планета океана с жидким океаном глубиной 200 км. ! Ниже этого давления такое высокое, что вода превратится в лед, образуя ледяной слой толщиной ~ 3000 км (под которым будет ядро из камней) ».
Другими словами, Proxima b может быть «планетой глаз», где обращенная к солнцу сторона имеет жидкую поверхность океана, а темная сторона покрыта замерзшим льдом. Недавние исследования показали, что это может быть в случае с орбитой планеты в обитаемых зонах звезд красных карликов, где приливно-отливное движение гарантирует, что только одна сторона получает тепло, необходимое для поддержания жидкой воды на поверхности.
С другой стороны, если он имеет орбитальный резонанс 3: 2, он, скорее всего, будет иметь форму двойного глазного яблока - с жидким океаном как в восточном, так и в западном полушариях - при этом он будет заморожен на терминаторах и полюсах. Однако, если более низкие оценки должны быть верными, то Proxima b, вероятно, будет скалистой, плотной планетой, где жидкая вода редка с одной стороны и замерзла с другой.
Но, пожалуй, самым интересным аспектом исследования является то, что оно дает представление о вероятности пригодности Проксимы b. С момента своего открытия вопрос о том, может ли планета поддерживать жизнь, остается спорным. Но, как объяснил Бруггер:
«Интересно то, что все случаи, которые мы рассмотрели, совместимы с пригодной для жизни планетой. Таким образом, если радиус планеты будет окончательно измерен (через несколько месяцев или лет), возможны два случая: либо (i) измерение находится в диапазоне 0,94-1,40, и мы сможем дать точный состав планеты (а не только диапазон возможностей), или (ii) измеренный радиус находится вне этого диапазона, и мы будем знать, что планета непригодна для жизни. Случай, когда Proxima b является планетой океана, особенно интересен, потому что планете такого типа не нужна атмосфера кислорода и азота (как на Земле) для жизни, поскольку она может развиваться в своем огромном океане ».
Но, конечно, эти сценарии основаны на предположении, что Проксима b имеет много общего с планетами нашей Солнечной системы. Это также основано на предположении, что планета действительно составляет около 1,3 массы Земли. До тех пор, пока планета не пройдет мимо Проксимы Центавра, астрономы не будут точно знать, насколько она массивна.
В конечном счете, мы еще далеки от определения точных размеров, состава и характеристик поверхности Proxima b - не говоря уже о том, может ли она на самом деле поддерживать жизнь. Тем не менее, подобные исследования полезны тем, что помогают нам определить ограничения на планетарные условия. мог существовать там.
А кто знает? Когда-нибудь мы сможем послать зонды или командные миссии на планету, и, возможно, они передадут изображения живых существ, путешествующих по огромным океанам, в поисках какого-нибудь легендарного участка земли, о котором они слышали? Боже, я надеюсь, нет! Когда-то было более чем достаточно!
