Проксима Центавра b - землеподобная экзопланета у ближайшей к Земле звезды Проксима Центавра. Ученые нашли "двойник" земли у ближайшей к нам звезды, проксимы центавра Проксима b как далеко от земли

Похожую на Землю планету на орбите ближайшей к нам звезды, Проксима Центавра. Планета называется Проксима b (название экзопланет складываются из названия их звезды и уникального буквенного номера), ее размеры примерно соответствуют размерам Земли, а орбита позволяет предположить, что на планете есть жидкая вода. Многие ученые были взволнованы перспективой существования потенциально пригодной для жизни планеты, находящейся не так уж далеко от нашей, и даже вынашивали планы отправить туда исследовательский зонд. Однако более пристальный взгляд показал, что прогнозы астрономов могут быть излишне оптимистичными, и для колонизации Проксима b не подходит.

Обитаемую зону любой звезды можно кратко описать как область, в которой температурные и прочие климатические условия позволяют воде существовать в жидком состоянии. Если планета слишком близко к звезде, как например Венера, то она перегревается. Если слишком далеко — то заледенеет, как это произошло с Марсом. Проксима b расположена прямо в середине обитаемой зоны своей звезды, а потому и стала главным кандидатом на наличие потенциальной жизни или пригодных для человека условий.

Но жидкая вода, разумеется, далеко не единственный ингредиент, необходимый для жизни, а потому «обитаемость» зоны может быть под вопросом. Команда ученых НАСА внимательно исследовала аналогичные планеты, вращающиеся вокруг маленьких красных карликовых звезд и обнаружила, что интенсивные звездные вспышки и выбросы корональной массы могут уменьшить, а то и вовсе устранить обитаемую зону.

Долгое время астрономы полагали, что такая солнечная активность является исключительной прерогативой крупных звезд, однако Проксима Центавра несколько месяцев назад дала понять, что выбросы горячей плазмы на ней совсем не редкость. Поскольку сама звезда намного меньше Солнца, обитаемая зона на ней еще ближе, а потому выбросы плазмы являются прямой угрозой для любой жизни на планете. Если на Проксима b нет сильного магнитного поля, то интенсивные солнечные вспышки и плазменные бури разрушат большую часть атмосферы. Это означает, что водород, кислород и азот попросту улетучатся в космос, что сделает сохранение воды и наличие белковой жизни на ней практически невозможным.

Важно отметить, что сила солнечных бурь зависит от возраста звезды. Звезды особенно агрессивны по молодости, но с возрастом остепеняются и куда реже выбрасывают из себя плазму. Если планет сформировалась на позднем этапе жизни звезды, то она, скорее всего, в относительной безопасности. Однако если она возникла, когда звезда была еще молодой, то атмосфера, если она и была, вероятно уже давно рассеялась.

Для человечества это не самые радостные известия. Как известно, Проксима Центавра еще молода, а это значит, что ближайшие к ней планеты постоянно подвергаются бомбардировке солнечным веществом и излучением. Ученые НАСА пришли к выводу, что, если на Проксима b и осталась атмосфера, она исчезнет довольно быстро, а потому маловероятно, что планета сможет поддерживать белковую жизнь.

Спустя годы тщательных поисков, наблюдений и исследований международная команда ученых обнаружила неопровержимые доказательства существования планеты, вращающейся вокруг ближайшей к солнцу звезды - Проксимы Центавра. Этот красный карлик является частью соседней звездной системы Альфа Центавра. На сегодняшний день эта экзопланета является, пожалуй, одной из самых захватывающих космических находок последнего времени.

Новая экзопланета

Планета называется Проксима Центавра b (сокращенно Проксима b) и, по всей вероятности, только немногим больше Земли. Кроме того, планета находится на таком расстоянии от звезды, чтобы обеспечить идеальную температуру для появления воды на поверхности.

Проксима Центавра - слабая карликовая звезда, находящаяся на расстоянии четырех световых лет от Земли. Несмотря на сравнительно небольшую дистанцию, с поверхности нашей планеты Проксиму нельзя увидеть невооруженным глазом, она слишком мала. Самая ближайшая видимая звезда - Альфа Центавра. Проксима наверняка связана с Альфой (которая является двойной звездой) гравитационным полем.

Поиски новых миров

Как только ученые осознали возможность существования похожих на Землю экзопланет, их телескопы обратились к ближайшей звезде. Новое открытие произошло в результате тщательного исследования данных, собранных Южно-Европейской Обсерваторией на протяжении 14 лет, с 2000 по 2014. Подтверждающие данные были собраны в первой половине 2016 года.

Открытие экзопланеты было сделано с помощью эффекта Доплера, который позволяет с высокой точностью наблюдать лучевую скорость небесного объекта и по ее изменению определять длину волн световых колебаний.

Что мы знаем о новой планете?

Как минимум одна планета, вращающаяся вокруг Проксимы Центавра, существует вне всяких сомнений. Ее солнечный год состоит из одиннадцати дней, потому что расстояние между планетой и звездой не превышает семь миллионов километров - гораздо меньше, чем между Солнцем и Меркурием. Из наблюдений следует, что Проксима b сравнительно небольшого размера, ее минимальная масса составляет 1.27 массы Земли.

По сравнению с пылающей поверхностью Солнца, Проксима Центавра больше похожа на небольшой раскаленный уголек. Например, если бы новая планета находилась на таком же расстоянии от Проксимы, как Земля от Солнца, она была бы полностью замерзшей. Однако температура поверхности Проксимы b может как раз идеально подходить для жизни. Если новая экзопланета в действительности похожа на Землю, то она расположена как раз в правильном месте для существования воды на поверхности.

Возможность существования жизни

Мы знаем, что Проксима b - подходящего размера, находится в подходящем месте и, вероятно, поддерживает подходящую температуру, но достаточно ли этих характеристик для образования жизни на планете? Возможно, но для этого должен идеально совпасть еще ряд других характеристик.

Из-за того, что Проксима b расположена так близко к своей звезде, она, почти точно, вращается синхронно, находясь в приливном захвате. Это значит, что планета повернута к звезде только одной стороной, и ее позиция не меняется. Получается, что на одной половине планеты всегда свет и тепло, а на другой - тьма и холод.

На протяжении многих лет ученые полагали, что подобные условия никак не могут поддерживать жизнь. Темная сторона должна быть настолько холодной, что любая существующая атмосфера просто примерзнет к поверхности, оставив планету без воздуха. Однако более поздние модели предполагают, что и в условиях приливного захвата может сохраниться атмосфера, если она правильного состава и если температура ядра планеты, а также поверхности ее светлой части, достаточна для того, чтобы обеспечить минимальным теплом темную сторону. В таких условиях темная сторона тоже может быть вполне обитаемой.

На сегодня у ученых недостаточно информации, чтобы определить, может ли Проксима b поддерживать жизнь на своей поверхности.

Магнитосфера и звездная активность

Приливной захват - не единственная возможная проблема на пути существования жизни на Проксиме b. Проксима Центавра является активной звездой, и часто на ее поверхности происходят сильные бури, мегавспышки и корональные выбросы массы, которые способны уничтожить любую атмосферу планеты, вращающейся вокруг нее.

Этого не происходит с Землей, даже несмотря на то, что Солнце активнее и больше, чем Проксима Центавра, потому что у нашей планеты сильная магнитосфера, защищающая нас от вредной солнечной активности. Если подобная магнитосфера есть и у новой планеты, то она оснащена своеобразным щитом, защищающим не только атмосферу, но и саму поверхность.

Предполагаемая масса Прксимы b намекает на то, что при похожем на Землю составе,у нее вполне может быть собственное защитное магнитное поле. Возможно, эта планета на самом деле пригодна для обитания.

Конечно, ученым пока слишком мало известно о новой планете, и возможности ее изучения крайне ограничены. Однако с постоянным развитием новых технологий остается надеяться, что совсем скоро мы узнаем больше о возможном близнеце нашей Земли.

Поверхность Проксимы Центавра b в представлении художника

Компьютерное моделирование показало, что условия на Проксиме Центавра b могут быть пригодны для существования жизни, если планета имеет атмосферу по плотности схожую с земной. В таком случае газовая оболочка экзопланеты сможет защитить ее обитателей от губительного воздействия излучения центральной звезды. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters .

Планета Проксима Центавра b астрономами в этом году и сразу же вызвала большой интерес со стороны научного сообщества. Это не удивительно: во-первых, она вращается вокруг ближайшей к Земле звезды - Проксимы Центавра, а во-вторых, находится в потенциально обитаемой зоне, то есть там, где может существовать жидкая вода. Однако наблюдательных данных, которые позволили бы достоверно судить о том, может ли на Проксиме b существовать жизнь, пока что недостаточно. Фактически, все, что известно ученым, - это период вращения планеты (11,2 земных суток), приблизительная масса (1,2 массы Земли) и удаленность от светила (0,05 астрономических единиц). Тем не менее, исходя из этой информации, а также из сведений о Проксиме Центавра, можно строить модели, пусть и основываясь на различных допущениях.

Так, расчеты показывают, что на поверхность планеты будет падать большое количество экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения. По оценками исследователей, Проксима b должна получать, как минимум, в 250 раз больше рентгеновского излучения, чем Земля. Это накладывает определенные ограничения на возможность существования жизни на планете, так как рентгеновские лучи являются ионизирующими , то есть вредными для живых организмов. Так, смертельная доза радиации для человека составляет 5 до 10 зиверт, для золотой рыбки - 100 зиверт, 100-1000 зиверт для насекомых, 10 000 зиверт для вирусов и 10 000 - 100 000 зиверт для бактерии Deinococcus radiodurans .

Однако автор новой работы, Димитра Атри (Dimitra Atri), считает, что жизнь на Проксиме b сможет существовать, даже если на Проксиме Центавра будут происходить вспышки и выбросы корональной массы, сопровождаемые всплесками протонов высоких энергий. К такому выводу он пришел, оценив вероятный размер звездных вспышек (на основе зарегистрированных солнечных вспышек), возможную плотность атмосферы планеты и напряженность магнитного поля.

Доза радиации, которая попадет на Проксиму b в результате вспышки на Проксиме Центавра, если атмосфера будет иметь «столбцовую плотность» 100 (сплошная линия), 300 (точечный пунктир), 700 (короткие штрихи) и 1000 (длинные штрихи) грамм на сантиметр в квадрате. Горизонтальной линией показана усредненная суточная доза радиации от естественного радиационного фона на Земле.

Расчеты астрофизика показали, что если планета будет иметь газовую оболочку по плотности не уступающую земной («столбцовая плотность » около 1000 грамм на сантиметр в квадрате) и такое же, как у Земли, магнитное поле, то организмы на ее поверхности смогут пережить большинство вспышек на Проксиме Центавра. По оценкам исследователя, биосфере планеты вряд ли навредят даже мощные вспышки с энергией более 1×10 35 эрг (большие вспышки на Солнце имеют энергию около 1×10 32 эрг). В случае, если атмосфера будет менее плотной («столбцовая плотность» 700 грамм на сантиметр в квадрате), выбросы частиц с высокими энергиями станут угрозой для некоторых видов, например человека. В худшем случае, если у Проксимы b почти не окажется магнитного поля, вспышки «сдуют» с нее атмосферу и тогда вся жизнь, подобная земной, погибнет.

Тем не менее, автор работы подчеркивает, что при оценке жизнепригодности планеты необходимо учитывать не только единовременный, но и накопительный эффект, создаваемый всплесками протонов высоких энергий. На красных карликах спектрального класса М (к которым относится Проксима Центавра) вспышки с мощностью 10 34 -10 35 эрг происходят примерно раз в десятилетие, а с мощностью 10 32 - каждые пять дней. На поверхность планеты с атмосферой и напряженностью магнитного поля, как у Земли, все равно будет попадать сравнительно небольшая доза радиации (около 0,01 зиверт), но при отклонениях - например, при более тонкой атмосфере - они уже будут вредить живым организмам (например, для человека вредной считается доза радиации от 50 миллизиверт).

Недавно астрофизики попытались рассчитать возможный состав и строение Проксимы b. По их оценкам, на поверхности планеты существовать океан, однако эти расчеты весьма приблизительны. Модели других исследователей показывают, что у тусклых звезд вполне могут формироваться землеподобные планеты, и ученые также допускают на них существование океанов.

Кристина Уласович

У красного карлика Проксима Центавра, относящегося к звёздной системе Альфа Центавра и находящегося на расстоянии в 4,25 световых лет от нас, обнаружена планета Проксима Центавра b, причём на ней могут существовать жидкая вода и другие условия для поддержания жизни. Из 3,5 тысяч экзопланет, которые были открыты вне Солнечной системы с 1995 года, она является самой близкой к Земле.

Её масса близка к земной, в то время как её год в десятки раз короче. Несмотря на то, что от звезды её отделяет всего несколько миллионов километров, она потенциально пригодна для существования жизни. Об открытии сообщалось на пресс-конференции Европейской южной обсерватории в августе 2016 года в Германии.

Планета была обнаружена методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS Европейской южной обсерватории. Крупное тело, обращаясь вокруг звезды, как бы раскачивает её своей гравитацией - светило то слегка ускоряется в сторону земного наблюдателя, то, напротив, удаляется от него. При этом в доходящем до астрономов излучении звезды наблюдается доплеровское смещение спектра, разное для моментов приближения и удаления. Определяя период таких колебаний звезды, астрономы узнают периодичность вращения и минимальную массу тела, влияющего на неё своей гравитацией.

Для планеты Проксима Центавра b период вращения вокруг звезды (год) равен 11,2 суток, а минимальная масса - 1,3 земных. Год в 11,2 суток означает, что планета находится ближе к центру зоны обитаемости. Это возможно потому, что Проксима Центавра - красный карлик, светимость которого в 60 раз меньше солнечной. Поэтому потенциально обитаемыми там являются все планеты с годом, длящимся от 4 до 15 земных суток.

Проксима - красный карлик с температурой поверхности в 3 000 кельвин (вдвое меньше, чем у Солнца), поэтому планеты в её зоне обитаемости находятся очень близко к ней. Проксима Центавра b лежит всего в 7 миллионах километров от звезды. Из-за этого гравитация светила давно добилась приливного захвата - состояния, при котором вращение планеты и звезды синхронизировано гравитационным взаимодействием (как в паре Луна - Земля).

Это значит, что планета всё время обращена к светилу одной и той же стороной, где царит вечный день. В другом полушарии, соответственно, наблюдается вечная ночь. На границе освещённой и неосвещённой зон планеты господствует столь же вечный восход и закат. Ранее ряд исследователей высказали сомнения в возможности существования сложной жизни в таких необычных по нашим меркам условиях.

Другие статьи по теме:

Планетологи просчитали все возможные радиусы ближайшего к Земле двойника и предположительный состав ее недр. То, что Проксима b находится близко к светилу, не исключает жизни на ней. Так, если там есть вода, значит, планета не слишком горячая.

На этой планете могут существовать жидкие океаны, и, соответственно, какие-то формы жизни.

Бастьен Брюгге

Ученый-планетолог из Университета Марселя (Франция)

Особенности Проксимы Центавра b

Планета является ближайшим двойником Земли – находится внутри «зоны жизни» у звезды-красного карлика Проксимы Центавра на расстоянии 4 световых лет от нашей планеты. Ее масса в 1,2 раза больше, чем у Земли.

Открыли Проксиму Центавра b специалисты Европейской южной обсерватории 24 августа 2016 года. На существование планеты указал анализ архивных данных о движении Проксимы Центавра.

Звездную систему исследовали в рамках проекта «Бледно-красная точка» методом радиальных скоростей. Наличие объекта на орбите Проксимы Центавра в этом случае подтверждается периодическим смещением допплеровского спектра звезды. Данные, полученные спектрографами HARPS и UVES, позволили группе ученых из Университета Королевы Марии в Лондоне под руководством Гиллема Англада-Эскуде утверждать, что планета существует и она подобна Земле.

Проксима Центавра b вращается вокруг звезды на расстоянии, которое в 20 раз меньше расстояния от Земли до Солнца. На полный оборот планета тратит чуть меньше12 земных дней. Многие планетологи считали, что из-за близости к Проксиме Центавра и агрессивного влияния на ее атмосферу вспышек на поверхности звезды на планете не может существовать жидкого океана, а значит, и жизни.

Однако Брюгге и его коллеги предположили: если радиус планеты составляет 0,9 от земного, то она будет похожа на Меркурий – недра плотные, значительная часть массы – металлическое ядро. Но при этом 0,05% от массы планеты может составлять вода – на Земле ее примерно столько же.

Если же радиус Проксимы Центавра b составляет 1,4 от земного, то ее недра, наоборот, неплотные. Тогда это планета-океан, половина массы которой – вода, другая половина – каменное ядро. В этом случае глубина океана на Проксиме Центавра b составляет около 200 км.

В обоих вариантах атмосфера планеты достаточно тонкая и похожа на земную

Точно установить, есть ли океан на Проксиме Центавра b, можно будет только после получения качественных спектральных данных планеты и всей системы. Пока же ученые не отрицают, что вспышки на звезде и ультрафиолетовое излучение могли испарить большую часть океана.