از زمانی که محققان خبر کشف سیاره فراخورشیدی شبیه زمینی جدید را اعلام کرده‌اند، این سیاره شبیه زمین به هدف جذابی برای مطالعه تبدیل شده است. قرار گرفتن این سیاره در فاصله‌ی ۴٫۲ سال نوری از زمین، آن را به شبیه‌ترین سیاره به زمین در خارج از منظومه شمسی تبدیل کرده که تاکنون کشف شده است. پروکسیما بی احتمالا در هر ۱۱٫۲ روز یک بار به دور ستاره خود می‌چرخد و دارای قفل جزر و مدی است، به این معنی که همیشه رو به ستاره خود است، به این ترتیب نیمی از این سیاره همیشه در تاریکی به سر می‌برد.
نزدیک‌تر بودن سیاره‌ای به ستاره میزبانش، احتمال قفل گرانشی (قفل جزر و مدی) را بیشتر می‌کند، به این معنی که همیشه رو به ستاره خود دارد. زمین و ماه هم در قفل گرانشی هستند، به همین دلیل است که ما فقط یک سمت ماه را از زمین می‌بینیم. سیاره‌ای که قفل گرانشی شده، دارای اختلاف دمای بین سطحی که در مواجه با ستاره (داغ) و سمتی که از ستاره دور است(سرد) خواهد بود، به خصوص که اتمسفری برای توزیع مجدد گرما نداشته باشند. سیاراتی که قفل گرانشی شده‌اند، ممکن است دارای مطلوبیت کمتری برای زندگی باشند.
همچنین این سیاره در مدار تنگی حدود یک دهم فاصله عطارد به خورشید قرار گرفته، البته این لزوما مشکلی محسوب نمی‌شود، چرا که ستاره میزبان پروکسیما بی، یعنی پروکسیما قنطورس، حدود ۱۰۰۰ بار ضعیف‌تر از خورشید ما است. این موقعیت استثنایی، سیاره پروکسیما را در منطقه‌ای قابل سکونت قرار داده که در آن امکان وجود آب مایع روی سطح وجود دارد.
سارا هورست، استادیار بخش علوم زمین و سیاره‌ای دانشگاه جانز هاپکینز، می گوید: “مهم است که بدانید منطقه‌ی قابل سکونت تنها به امکان وجود آب مایع روی سطح سیارات واقع در آن منطقه اشاره دارد. اینکه سیاره‌ای واقعا دارای آبی مایع باشد، به عوامل متعددی ازجمله حضور و ترکیب اتمسفر -که بر دمای سطح و فشار آن تأثیر می‌گذارد- مقدار آب (در صورت وجود) بستگی دارد.”
در واقع سیاره‌های زهره و مریخ در لبه‌ی منطقه‌ی قابل سکونت منظومه شمسی ما واقع شده‌اند اما آب مایع در سطوح هیچ‌کدام از این دو سیاره وجود ندارد. بنابراین بودن در منطقه‌ی قابل سکونت به این معنی نیست که یک سیاره دارای آب مایع در سطح خود است. مورد دیگر اینکه هنوز نمی‌دانیم، پروکسیما اتمسفر دارد و همین‌طور در مورد شکل احتمالی آن‌هم چیزی نمی‌دانیم. درون منظومه شمسی انواع اتمسفرهای سیاره‌ای وجود دارند.
اما تا قبل از اینکه تلسکوپ‌های بسیار قدرتمندی برای مشاهده پروکسیما بی مورد استفاده قرار نگیرند، نمی‌توان گفت این سیاره تا چه حدی سکونت پذیر است و چنین اتفاقی تا پیش از یک سال آینده یعنی زمانی که تلسکوپ فضایی جیمز وب شروع به کار می‌کند رخ نمی‌دهد. اما تا آن زمان، دانشمندان با مدل‌های شبیه‌سازی شده خود در تلاش‌اند تا ابهامات پروکسیما بی را برطرف کنند. حال به نظر می‌رسد، نتایج مدل‌سازی‌های جدید امیدوارکننده بوده‌اند. اکنون، تیمی از محققان بریتانیایی در تلاش هستند تا بفهمند آیا پروکسیما بی دارای شرایط آب و هوایی ثابت و دمای مناسبی برای سکونت پذیر و حیات است یا خیر.
بنابراین محققان از مدل آب و هوایی یکپارچه (UM) استفاده کرده‌اند که هم‌اکنون برای مطالعه آب و هوای زمین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این محققان این مدل را برای پیش‌بینی دو اتمسفر بالقوه طراحی کرده‌اند، یک اتمسفر شبیه زمین مملو از نیتروژن و اکسیژن و یک اتمسفر ساده نیتروژنی حاوی مقادیر کمی اندکی دی‌اکسید کربن.
این محققان سپس این شبیه‌سازی را با در نظر گرفتن مدارهای فرضی پروکسیما بی انجام دادند. در یکی از این مدارهای فرضی، سیاره دارای قفل گرانشی با سمتی روز و شب و در مدار دیگر دارای مداری شبیه عطارد است. دانشمندان همچنین تفاوت‌هایی را در خروجی نوری ستاره میزبان پروکسیما قنطوریوس در نظر گرفتند که نور مادون‌قرمز بیشتر و نور مرئی کمتر نسبت به خورشید ما تولید می‌کند.
در مجموع نتایجی که این محققان در نشریه “Astronomy and Astrophysics ” منتشر کرده‌اند، امیدوارکننده است. در هر دو مدار، شرایط آب و هوای فرضی دمای سطحی ثابتی را برای سیاره فراهم می‌کرد که به جریان یافتن آب مایع کمک می‌کرد و همچنین نتایج مطالعات قبلی به اثبات می‌رساند.
البته همه بخش‌های پروکسیما بی در تمام شبیه‌سازی‌ها قابل سکونت نیستند، در سمت شب مدار قفل گرانشی، دمای سطحی به منفی 200 درجه فارنهایت (منفی 93 درجه سانتی گراد) می‌رسد. اما این مدل‌ها نواحی به اندازه کافی گرمی را در نزدیک‌ترین فراخورشیدی به زمین نشان می‌دهند که آن را به سیاره‌ای بالقوه قابل سکونت تبدیل کند
با این حال. این مدل‌سازی‌های فرضی نشان می‌دهد، پروکسیما بی داری اتمسفر است، اما همه ماجرا به اینجا ختم نمی‌شود. در مدل‌سازی‌های دیگری که اخیرا انجام شده، اخترشناسان نشان داده‌اند که سیاراتی که در مدار تنگی در اطراف ستاره‌های کوتوله سرخ قرار گرفته‌اند، در معرض برخورد توفان‌های خورشیدی شدیدی قرار دارند که می‌تواند به سرعت اتمسفر سیاره را نابود کند.
به گفته اخترشناسان ستاره‌ی کوتوله، شعله‌های خورشیدی بسیار بیشتری نسبت به چیزی که ما روی زمین مشاهده می‌کنیم پرتاب می‌کند. بنابراین سیاره‌ی پروکسیما بی دائما در معرض بمباران‌های ستاره‌ای است. اگر این سیاره دارای اتمسفری شبیه به زمین باشد، ممکن است از تابش این اشعه محافظت کند، البته در این مرحله نمی‌توان در این مورد چیزی گفت. متأسفانه ستاره‌ی آلفا قنطورس برای بررسی دست اول بسیار دور است.
این مدل محدودیت‌های دیگری هم دارد، به‌عنوان مثال، شرایط سطح پروکسیما بی را نشان نداده است. با توجه به دانسته‌های ما از مطالعه آب و هوای زمین، به خوبی می‌دانیم که ترکیبی از آب، یخ و پوشش گیاهی تأثیر زیادی روی درجه حرارت سطح یک سیاره دارند.
آوی لوئب، مدیر دپارتمان نجوم دانشگاه هاروارد و مشاور پروژه ابتکاری Breakthrough Starshot (نانو کاوشگر کوچک لیزری که امیدوار است تا ۲۰ سال آینده به آلفا قنطورس برسد) در گفتگو با Gizmodo، نتایج این مطالعه را امیدبخش خواند. اما او موافق است که این نتایج به دست آمده”برفرض وجود اتمسفر بنا شده‌اند که هنوز مشخص نیست وجود داشته باشد.”
پاسخ به این پرسش محتاج تلسکوپ‌های قدرتمندی است، اما با این حال، مطالعاتی از این دست دانشمندان را به ادامه جستجوی جهان‌های قابل سکونت خارج از زمین امیدوار می‌کند و الهام‌بخش بررسی‌های بعدی خواهد بود.
.
منبع: gizmodo
