понеділок, 29 серпня 2016 р.

Проксима-Б


Нещодавно світові ЗМІ облетіла звістка про те, що у найближчої до нас зірки Проксими Центавра знайдено землеподібну планету. Зазвичай сайти з новинами обмежуються із приводу цієї планети тільки короткими повідомленнями. А я вирішив зрозуміти більш докладний огляд того, що там і як із тією планетою.
Проксима Центавра зазвичай відома тим, що вона є найближчою до Сонця зіркою. Однак ситуація із нею достатньо цікава. Справа у тому, що ця дуже маленька навіть за мірками червоних карликів зірка (у сім зазів менша за діаметром від Сонця і усього у півтора рази більша за Юпітер) майже напевно рухається орбітою навколо двох інших компонентів компонентів системи Альфа Центавра. Щоправда період такого обертання становить півмільйона років, що значно більше, ніж час, за який Альфа та Проксима Центавра підійдуть  до нас впритул і віддаляться на таку відстань, що жодна з них не зможе претендувати на те, щоб зватися найближчою до нас зіркою.

До 1915 року люди знати не знали ні про яку Проксиму Центавра, бо її не так і легко побачити навіть у невеликий телескоп. А наступного року ми будемо святкувати ювілей — сто років, як Проксима Центавра виявилася найближчою до нас зіркою. І ось тепер нова сенсація — планета і не якась там, а землеподібна та у “зоні життя”.
Взагалі-то історія  про цю планету розпочалася не тиждень і не три тому. Перші повідомлення про те, що там може бути планета з'явилися ще у лютому 2016 року. Тоді були опубліковані результати вимірювання промневих швидкостей зірки за допомогою HARPS (це спектрограф, встановлений на їхньому 3,6-метровому телескопі), які відбувалися протягом  12 ночей у 2013 році. Тоді невпевнено почали говорити про планету із масою у 1-2 земні на орбіті у 10-20 діб. Щоправда тоді “Перемога” кричати ніхто не  поспішив і було вирішено зайнятися додатковою перевіркою і перевірити результати за допомогою додаткових спостережень.
До серпня про планету  усі забули, аж поки журналісти не проговорилися, що астрономі із Піввденної європейської обсерваторії ось-ось зроблять заяву, що там дійсно щось сенсаційне. І ось 24 серпня астрономи таки визнали: там дійсно є планета. Щоб одразу не виникало питань: чи є фото планети і взагалі як вона  виглядає, розміщу тут ось цей графік. Пік — це і є планета. Це для того, щоб ви розуміли, як мало треба астрономам для щастя. Ті параметри, які вже відомі: маса у 1.3 маси Землі, період обертання у 11.2 доби та відстань від зірки у 0.05 а.о. (7,5 мільйонів кілометрів) є гарним приводом для оптимізму. А тепер вже виявилося, що у результатах дослідження UVES, яке проводилося у 2000-2008 роках, щоправда тоді сигнал «не дотягнув» і на нього не звернули уваги.

Досі невідомі два інших важливих показника: радіус планети та нахил її орбіти. Власне нахил орбіти, тобто як ця орбіта розташована  по відношенню до нас — найголовніше, чого ми про цю планету не знаємо. Справа у тому, що цифра 1.3 маси землі — це нижня оцінка її маси. При масі більше 2 мас Землі  існує вірогідність, що планета являє собою не тверде подібне до Землі тіло, а невеликий газовий гігант. Тож усе ще може виявитися не так добре, як це здається. Та й  узагалі може виявитися, що самої планети все ж не існує у природі. У тій таки системі Альфи Центавра вже відкривали планету, яка зрештою виявилася лише помилкою при спостереженнях.
Але поки що можна не тільки вважати планету існуючою, але і висловити деякі припущення щодо неї. У той час, як усі незрозуміло чому радіють, що планета так близько, найбільш цікавим є не те, що вона зовсім під боком, а те, що вона обертається навколо дуже маленького червоного карлика. Придатність до життя планети у системі червоного карлика взагалі є дуже  суперечливим питанням. Напевно ви вже помітили, що планета має дуже невеликий період обертання навколо зірки. Рік на ній має довжину усього 11 діб. Саме по собі воно нічого. Проксима  у 18 000 разів тьмяніша за Сонце і тому планета  на такій орбіті не тільки не спечеться, але і ще й буде досить прохолодною (“зона життя” для Проксими простягається між орбітами, періоди обертання на яких складають від 3,6 до 13 діб).
Але є одне але. Планета на такій близькій орбіті буде припливно захопленою. Період її обертання навколо своєї вісі буде синхронізований із періодом обертання навколо зірки. Тобто один її бік завжди буде повернутий до зірки, а інший — завжди від неї приблизно так, як  це відбувається із Землею та Місяцем. Через це вважається, що один бік у таких планет завжди розжарений і там завжди полудень, а інший — вкритий льодом і там завжди ніч. Щоправда  автори цих припущень забувають про два такі  важливі фактири як атмосфера та гідросфера. А вони там, судячи із великої маси планети мають бути достатньо потужними, приблизно з тих самих причин, із яких велика суперземля може зрештою перетворитися на аналог Нептуну — вона  збирає із навколишнього простору газ та рідину.
Світовий океан дуже не любить нагріватися нерівномірно. На Землі навіть різниця між нагрівом на у тропіках та на полюсах викликає течії, які можуть тягнутися на  тисячі кілометрів. Із холодних зон у теплі тече холодна вода, із тропіків до арктики — тепла. На Проксимі Б, якщо там  дійсно є потужний океан. Ще меньше здатна до нерівномірного розігріву атмосфера. Варто тільки якійсь її частині розігрітися сильніше, ніж інщим — і ось вже формується циклон, який несе теплу повітряну масу  у віддалені холодні райони. Особливо інтенсивно цей  процес відбувається над океаном, де форуються урагани.
Тож із теплом у Проксими Б усе  має бути не  так  погано. Точніше мало б бути, якби вона не була такою холодною. Хитрі вчені вже встигли побудувати модель клімату на ній, якою ви можете помилуватися нижче.

Як бачите,  тепло досить неслабо розподіляється поверхнею, але світла від зірки не вистачає і навіть на постійно освітленій півкулі є місця,  де температура не  підіймається вище 0 градусів за Цельсієм, тож температури там усе одно досить некомфортні. Крім того неосвітлена частина  планети усе одно буде являти собою пустелю, оскільки фотосинтез там майже неможливий.
Разом із тим  існують аж дві можливості для того, щоб уникнути припливного захоплення. Перша — це великий ексцентриситет орбіти. Вона виходить достатньо витягнутою, через що швидкість руху по орбіті на окремих її ділянках буде то меншою за швидкість обертання навколо вісі, то більшою. Таким чином  сонце все ж буде “зазирати” на темний бік. Нажаль дуже великий ексцентриситет — то не дуже добре для життя, та й ми жодного уявлення про орбіту планети ще не маємо.
Друга можливість — це тісна система і  кілька планет поруч із Проксимою-Б. У цьому випадку планета може бути запертою у резонансі не 1:1, а 2:3 чи якомусь іншому. Поки що ніяких інших планет у системі не спостерігається. Є дуже неясний пік, який відповідає ще одній планеті з періодом обертання близько 60 діб, але то навіть не припущення ще.
Є іще одне дискусійне питання із приводу планет у системі червоного карлика, на яке може дати відповідь Проксима-Б. Як і багато інших червоних карликів Проксима — зірка, що спалахує. В середньому 8 разів за наш рік. Ці спалахи подібні до тих, що відбуваються на нашому Сонці, але значно потужніші. Із приводу того, як вони можуть впливати на життя на планеті також точиться чимало суперечок. Існує думка, що вони  взагалі роблять планету непридатною до життя. З іншого боку магнітосфера у таких планет все ж є. І вона разом зі щильною атмосферою цілком може затримувати увесь надлишок випромінювання. І від тих спалахів навіть може бути користь. Вони можуть викликати “полярні сяйва” які не тільки вкриватимуть усе небо, але і можуть мати достатню потужність для того, щоб зігрівати поверхню і забезпечувати рослини на “нічному” боці світлом.
Як би там не було, а пошукати так звані біомаркери  у спектрі Проксими буде дуже цікаво, та й детальне вивчення планети іншими методами також може принести свої плоди. Наостанок можна  нагадати, що задовго до відкриття, яке так сколихнуло інтернет у Проксими Центавра вже відкривали планету. Було це 1998 року і тоді також результат було отримано за даними спектрографа, але згодом існування планети було спростовано.

2 коментарі: