Upptäckten av en exoplanetskandidat som kretsar runt Proxima Centauri i närheten har verkligen varit spännande nyheter. Förutom att vara den närmaste exoplaneten till vårt solsystem som ännu har upptäckts, pekar alla indikationer på att den är markbunden och ligger inom stjärnorna runt ombyggnads bebyggelsezon. Men tillkännagivandet innehöll dess andel av dåliga nyheter också.
För en, indikerade teamet bakom upptäckten att med tanke på arten av dess bana runt Proxima Centauri, planeten sannolikt i termer av hur mycket vatten den faktiskt hade på sin yta. Men en ny forskningsstudie av forskare från University of Marseilles och Carl Sagan Institute kan motsäga denna bedömning. Enligt deras studie kan exoplanetens massa bestå av upp till 50% vatten - vilket gör den till en ”havsplanet”.
Enligt resultaten från Pale Red Dot-teamet, bana Proxima Centauri b om sin stjärna på ett uppskattat avstånd på 7 miljoner kilometer (4,35 miljoner mi) - bara 5% av jordens avstånd från solen. Den kretsar också om Proxima Centauri med en omloppsperiod på 11 dagar och har antingen en synkron rotation eller en 3: 2 omloppsresonans (dvs tre rotationer för varannan omloppsbana).
På grund av detta kommer troligtvis flytande vatten att begränsas till antingen den solvända sidan av planeten (i fallet med en synkron rotation) eller i dess tropiska zon (i fallet med en 3: 2-resonans). Dessutom skulle strålningen som Proxima b får från sin röda dvärgstjärna vara betydligt högre än vad vi är vana vid här på jorden.
Enligt en studie ledd av Bastien Brugger från Astrofysiklaboratoriet vid Marseilles universitet kan Proxima b vara våtare än vi tidigare trodde. För deras studie, med titeln "Möjliga interna strukturer och kompositioner av Proxima Centauri b" (som accepterades för publicering i The Astrophysical Journal Letters), använde forskargruppen interna strukturmodeller för att beräkna radien och massan för Proxima b.
Deras modeller baserade sig på antagandena om att Proxima b både är en markplanet (dvs sammansatt av stenigt material och mineraler) och inte hade en massiv atmosfär. Baserat på dessa antaganden och massuppskattningar producerade av undersökningen av Pale Red Dot (~ 1,3 jordmassor) drog de slutsatsen att Proxima b har en radie som är mellan 0,94 och 1,4 gånger jorden och en massa som är ungefär 1,1 till 1,46 gånger jordens.
Som Brugger berättade för Space Magazine via e-post:
”Vi listade alla kompositioner som Proxima b kunde ha och körde modellen för var och en av dem (det gör cirka 5000 simuleringar), vilket ger oss varje gång motsvarande planetradie. Vi uteslutte slutligen alla resultat som inte var kompatibla med en planetkropp, baserat på bildningsförhållandena i vårt solsystem (eftersom vi inte känner till dessa villkor för Proxima Centauri-systemet). Och därmed erhöll vi en rad möjliga planetradie för Proxima b, som går från 0,94 till 1,40 gånger jordens radie. ”
Detta intervall i storlek möjliggör några mycket olika planetkompositioner. I den nedre änden, som är något mindre men lite mer massiv än jorden, skulle Proxima b troligen vara en kvicksilverliknande planet med en 65% kärnmassfraktion. Vid den högre änden av radierna och massuppskattningarna skulle Proxima b troligen vara halva vatten i massa.
"Om radien är 0,94 jordradie är Proxima b helt stenig med en enorm metallisk kärna (som Merkurius i solsystemet)," sade Brugger. Tvärtom, Proxima b kan nå en radie på 1,40 endast om den har en enorm mängd vatten (50% av den totala planetmassan), och i detta fall skulle det vara en havsplanet med ett 200 km djupt flytande hav ! Under det är trycket så högt att vattnet förvandlas till is och bildar ett ~ 3000 km tjockt islager (under vilket det skulle finnas en kärna gjord av stenar). ”
Proxima b kan med andra ord vara en ”ögonglobalplanet”, där den solen vetter mot sidan har en flytande havsyta, medan den mörka sidan är täckt av frusen is. Nyligen genomförda studier har antytt att detta kan vara fallet med planetens omloppsbana inom de bebörliga zonerna för röda dvärgstjärnor, där tidvattenlåsning säkerställer att endast en sida får värmen som krävs för att hålla flytande vatten på ytan.
Å andra sidan, om den har en orbital resonans av 3: 2, kommer den troligen att ha ett dubbelögonmönster - med flytande hav i både den östra och den västra halvkärnan - medan den förblir fryst vid terminatorerna och polerna. Men om de lägre uppskattningarna skulle vara sanna, är Proxima b troligtvis en stenig, tät planet där flytande vatten är sällsynt på ena sidan och fryst på den andra.
Men den kanske mest intressanta aspekten av forskningen är att den ger en inblick i sannolikheten för att Proxima b kan vara beboelig. Från dess upptäckt har frågan om planeten kan stödja livet förblivit kontroversiell eller inte. Men som Brugger förklarade:
”Den intressanta delen är att alla fall vi ansåg är förenliga med en beboelig planet. Så om planetsradie äntligen mäts (på några månader eller år), är två fall möjliga: antingen (i) ligger mätningen inom intervallet 0,94-1,40 och vi kommer att kunna ge planetens exakta sammansättning (och inte endast en rad möjligheter), eller (ii) den uppmätta radien är utanför detta område, och vi kommer att veta att planeten inte är bebodlig. Fallet där Proxima b är en havsplanet är särskilt intressant, eftersom denna typ av planet inte behöver en atmosfär av syre och kväve (som på jorden) för att hamna liv, eftersom den kan utvecklas i sitt enorma hav. ”
Men naturligtvis är dessa scenarier baserade på antagandet att Proxima b har mycket gemensamt med planeterna i vårt eget solsystem. Det bygger också på antagandet att planeten verkligen handlar om 1,3 jordmassor. Tills planeten kan observeras göra en transitering av Proxima Centauri, vet astronomer inte med säkerhet hur massiv den är.
I slutändan är vi fortfarande långt borta från att bestämma Proxima b: s exakta storlek, sammansättning och ytfunktioner - för att inte säga något om det faktiskt kan stödja livet eller inte. Ändå är forskning som denna fördelaktig genom att den hjälper oss att komma med begränsningar för vilken typ av planetförhållanden skulle kunna finns där.
Och vem vet? En dag kan vi kanske skicka sondor eller besättningsuppdrag till planeten, och kanske kommer de att stråla tillbaka bilder av känsliga varelser som navigerar i stora hav, letar efter någon sagnomsedd jordpaket de hört talas om? Gud hoppas jag inte! En gång var mer än tillräckligt!
