Den extra solplaneten, känd som Proxima b, har ockuperat en speciell plats i allmänhetens sinne sedan dess existens tillkännagavs i augusti 2016. Som det närmaste exoplanet till vårt solsystem har dess upptäckt väckt frågor om möjligheten att utforska den i den inte alltför avlägsna framtiden. Och ännu mer lockande är frågorna rörande dess potentiella livsmiljö.
Trots många studier som har försökt indikera om planeten kan vara lämplig för livet som vi känner den, har inget definitivt tagits fram. Lyckligtvis har ett team av astrofysiker från University of Exeter - med hjälp av meteorologexperter från Storbritanniens Met Office - tagit de första tentativa stegen för att avgöra om Proxima b har ett bebodligt klimat.
Enligt deras studie som nyligen dök upp i tidskriften Astronomi & astrofysiklaget genomförde en serie simuleringar med hjälp av den senaste Met Office Unified Model (UM). Denna numeriska modell har använts i decennier för att studera jordens atmosfär, med tillämpningar som sträcker sig från väderprognos till effekterna av klimatförändringar.
Med denna modell simulerade teamet hur klimatet i Proxima b skulle vara om det hade en liknande atmosfärisk sammansättning som Jorden. De genomförde också simuleringar av hur planeten skulle vara som om den hade en mycket enklare atmosfär - en sammansatt av kväve med spårmängder koldioxid. Till sist, men inte minst, tog de hänsyn till variationer i planetens omloppsbana.
Till exempel, med tanke på planetens avstånd från solen - 0,05 AU (7,5 miljoner km; 4,66 miljoner mil) - har det varit frågor om planetens omloppsegenskaper. Å ena sidan kan det vara tidigt låst, där ett ansikte ständigt vänder mot Proxima Centauri. Å andra sidan kan planeten befinna sig i en 3: 2-resonans med sin sol, där den roterar tre gånger på sin axel för varannan bana (ungefär som Mercury upplever med vår sol).
I båda fallen skulle detta resultera i att en sida av planeten utsätts för en hel del strålning. Med tanke på arten av röda dvärgstjärnor av M-typ, som är mycket varierande och instabila jämfört med andra typer av stjärnor, skulle den solvända sidan periodvis bestrålas. I båda kretsscenarierna skulle planeten också utsättas för betydande temperaturvariationer som skulle göra det svårt för flytande vatten att existera.
Till exempel på en tidligt låst planet skulle de viktigaste atmosfäriska gaserna på den nattvända sidan kunna frysa, vilket skulle lämna dagsljusområdet exponerat och torrt. Och på en planet med en resonans på 3: 2-banor skulle en enda soldag troligen pågå mycket länge (en soldag på Merkurius varar 176 jorddagar), vilket gör att den ena sidan blir för varm och torkar den andra sidan för kallt och torr.
Genom att ta hänsyn till allt detta möjliggjorde teamets simuleringar några viktiga jämförelser med tidigare studier, men gjorde det också möjligt för teamet att nå utöver dem. Som Dr. Ian Boutle, en heders universitetsmedarbetare vid University of Exeter och huvudförfattare till uppsatsen, förklarade i ett pressmeddelande från universitetet:
”Vårt forskargrupp tittade på ett antal olika scenarier för planetens troliga omloppskonfiguration med hjälp av en uppsättning simuleringar. Förutom att undersöka hur klimatet skulle bete sig om planeten var "tidlöst låst" (där en dag har samma längd som ett år) såg vi också hur en bana liknar Merkurius, som roterar tre gånger på sin axel för varannan omloppsbana runt solen (en 3: 2-resonans) skulle påverka miljön. ”
I slutändan var resultaten ganska gynnsamma, eftersom teamet fann att Proxima b skulle ha ett anmärkningsvärt stabilt klimat med antingen atmosfär och i endera omloppskonfiguration. I huvudsak visade UM-programvarasimuleringarna att när både atmosfär och både tidligt låsta och 3: 2-resonanskonfigurationer redovisades, det fortfarande skulle finnas regioner på planeten där vatten kunde existera i flytande form.
Naturligtvis resulterade 3: 2-resonansexemplet i att mer betydande områden på planeten föll inom detta temperaturområde. De fann också att en excentrisk omloppsbana, där avståndet mellan planeten och Proxima Centauri varierade till en betydande grad under en enda omloppsperiod, skulle leda till en ytterligare ökning av den potentiella livsmiljön.
Som Dr James Manners, en annan hedersuniversitetskamrat och en av medförfattarna på tidningen, sa:
”En av de viktigaste kännetecknen som skiljer denna planet från jorden är att ljuset från dess stjärna mestadels finns i det nära infraröda. Dessa ljusfrekvenser interagerar mycket starkare med vattenånga och koldioxid i atmosfären som påverkar klimatet som uppstår i vår modell. ”
Naturligtvis måste mycket mer arbete göras innan vi verkligen kan förstå om denna planet kan stödja livet som vi känner till det. Utöver att mata förhoppningar från dem som skulle vilja se det koloniserade en dag, är studier av Proxima b: s förhållanden också av yttersta vikt för att avgöra om det finns ursprungsliv där eller inte.
Men under tiden är studier som detta oerhört användbara när det gäller att förutse vilka miljöer vi kan hitta på avlägsna planeter. Dr Nathan Mayne - den vetenskapliga ledningen för exoplanetmodellering vid University of Exeter och en medförfattare på papperet - indikerade också att klimatstudier av denna typ skulle kunna ha tillämpningar för forskare här hemma.
"Med det projekt vi har på Exeter försöker vi inte bara förstå den något förvirrande mångfalden av exoplaneter som upptäcks, utan också utnyttja detta för att förhoppningsvis förbättra vår förståelse för hur vårt eget klimat har och kommer att utvecklas," sade han. Dessutom hjälper det att illustrera hur förhållanden här på jorden kan användas för att förutsäga vad som kan existera i miljöer utanför solen.
Även om det kan låta lite jordcentriskt, är det helt rimligt att anta att planeter i andra stjärnsystem är föremål för processer och mekanik liknande det vi har sett på solplaneterna. Och detta är något vi alltid tvingas göra när det gäller att söka efter bebodda planeter och liv bortom vårt solsystem. Tills vi kan åka dit direkt kommer vi att tvingas mäta vad vi inte vet med vad vi gör.
