Proxima Centauri b: Lähim eksoplaneeti, mille oleme kunagi leidnud

Ükski teine planeet meie päikesesüsteemist kaugemal ei asu Maale lähemal kui Proxima Centauri b, ligikaudu 4,2 valgusaasta või 1,3 parseki kaugusel. See kuuleb lähedale ainult kosmilisel skaalal: isegi Voyager 2, kiireim kosmoselaev, mille inimkond on kunagi ehitanud, vajaks ligikaudu 75.000 aastat vahemaa läbimiseks.

Euroopa lõunaobservatooriumi poolt 2016. aastal kinnitatud planeet tiirlevad väikese punase kääbustähe ümber ja on saanud üheks enim uuritud maailmaks väljaspool meie oma. Selle lähedus teeb sellest looduslikku laborit küsimustele, millele astronoomid mujalpool vastata ei saa: kas planeeti, mis kalda nõrka, käimlemajat tähte, võib olla väärt külastada?

Proxima Centauri b tiirlevad oma tähe ümber iga 11,2 päeva jooksul vaid ligikaudu 0,05 AU kaugusel, ühe kahekümne osa Maa ja Päikese vahelisest kaugusest, ja kannavad massi, mis on hinnanguliselt vähemalt ligikaudu 1,3 korda Maa massist. Nii tihe orbiit tundub äärmuslik, kuid see sobib tähe juurde, mida tiirlevad: Proxima Centaurilt on tegelik temperatuur vaid ligikaudu 3050 kelvini, heledus vaid 0,15 protsenti Päikesest, raadius 14 protsenti Päikese raadiusest ja mass ligikaudu 12 protsenti Päikese massist.

Kuna täht kiirgab nii nõrgalt, peab planeet asuma lähedal, et saada piisavalt soojust. See tihe kaltsamine on täpselt see, mis pani Proxima Centauri b elamisvõimaluste vestlusesse algsest algusest alates.

Planeedi tasakaalulisuse temperatuur jääb vahemikku, kus vedel vesi võiks tema pinnal olla, seega tema avastamises oli pealkirjas ka astronoomiliste ringkondade ütlehed. Teadlased ei saa välistada, et vesi seal jääks elluks, kuid kui see nii on, on ebatõenäoline, et see katab kogu planeedi.

Mudelid viitavad sellele, et kõik vedel vesi piirduksid päikesepaisteliste piirkondadega: kas poolkera, mis jääb tähe suhtes püsivalt pööratud, kui planeedi pöörlemine on lukus vastama tema orbiidile, või kitsam troopiline vöö, kui ta selle asemel seatakse 3:2 spin-orbiidi resonantsi, nagu Merkuur Päikese ümber. Igal juhul tähendaks "elamisvõimeline" siin planeedi kihti, mitte tervet pinda.

Proxima Centauri on plahvatava tähe, ega pole leebe: selle heledus võib minutite jooksul 100 korda muutuda, kuigi selle keskmine väljund on päikese npp tuhandefosa. Iga planeet, mis pargitakse nii lähedal nii ebastabiilsele tähtele, peab toime tulema palju rohkem kui lihtsalt soojaga glöö.

Tähe magnetväli lisab pildile — see on märkimisväärselt tugevam kui Päikese, ligikaudu 600 gaussi intensiivsusega, mis tõuseb ja langeb seitme aasta tsükli jooksul. Mais 2026 avaldatud uuring leidis magnetilise koostoime tõendeid tähe ja mõlema teadaoleva planeedi Proxima Centauri b ja Proxima Centauri d vahel, mis viitab sellele, et planeetidel on tõenäoliselt omaenda magnetväljad. Selline magnetväli võiks olla ülitähtis, sest see on selline kilp, mis võiks aidata tihedalt tiirlevat planeeti säilitada atmosfääri vaatamata tähe puhangutele.

Kuna Proxima Centauri on punane kääbustäht, näeks iga planeedi seisev vaatleja selle taeva kaldet kahvatu punase säravuses, mitte Maa tuttavast valgest päevavalgusest. See on väike detail, kuid see teeb selgeks, kui võoras oleks "päevavalguse" kogemus maailmast, mis tiirlevad Päikesest nii erineval tähtele.

Vihjed planeedi kohta Proxima Centauri ümber ilmusid aastate eel kinnitusest. Varasemad otsingud tähe ümber olid juba märkeid peenest anomaaliatest, kuid ühel otsuslikud tõendid tulid kokku 2016. aasta esimesel poolel, kui astronoomid jälgisid Proxima Centauri spektrograafiga HARPS, ESO 3,6 meetri instrumentis La Silla lähedal Tšiili, samal ajal kui teised teleskuubid jälgisid tähe.

Juhtiv uurija Guillem Anglada-Escude kirjeldas hiljem, kuidas signaal päev pärast päeva tugevnes: algne tulemused näisid lubavat, pilt muutus järjekindlamaks, kui kampaania edenes, ja umbes kuu pärast tundus juhtum piisavalt lahendatud kirjutamiseks avastuse üles. ESO teatas Proxima Centauri b kinnitamisest 24. augustil 2016, mitme aasta Dopleri spektroskoopia jälgimise kulminatsioon selle tähetähe. Kohaselt on Proxima Centauri ise nõrgeim kolmest tähest, mis moodustavad Alpha Centauri süsteemi, naabruskonnastu, mille astronoomid on enam kui sajandi jooksul jälginud.

Proxima Centauri b ei ole üksi. HARPS-andmete jätkanalüüs ei ainult taastanud algset Proxima b signaali puhtalt, vaid avastas ka madala usaldusväärsusega teise kinnitatud planeedi Proxima d tuvastamise viie päeva orbiidil. Sama analüüs vaitas vastu kolmandale kandidaadile Proxima c, kes oli pakutud ligikaudu 1900 päeva orbiidile — meeldetuletis, et planeetide kinnitamine isegi lähimate tähtede ümber on aeglane, vaidlev protsess, mitte üksik puhas kuulutus.

Proxima Centauri b asub Breakthrough Starshoti sihtkoha süsteemis, uurimis- ja inseneriiprojektis, mis eesmärgiks saata valguspurjega sondite Starchips laevastik 4,34 valgusaasta sõidule Alpha Centauri süsteemile. Reisides 15 kuni 20 protsenti valguse kiirusest, kavatseti sondid läbida see vahemaa 20 kuni 30 aastaga ning ligikaudu 4 aastaga raadiosignaalil tagasi Maale jõuda.

Võrrelge seda Voyager 2 75.000-aastasele roomamisele samasse naabrusesse, ja Starshoti taga olev ambitsioon muutub selgeks: kiire sondi tõttu võiks teoreetiliselt jõuda ja teatada Proxima Centaurilt inimese ühe elu jooksul.

Punase kääbustähtedest nagu Proxima Centauri vastupidavus on osa sellest, mis teadlasi selliste planeetide üle huvitab. Maal oli intelligentsel elul vaja ligikaudu 4,5 miljardit aastat ilmuda, ja eeldatakse, et eluruumkond kestavad siin ainult 1 kuni 2,3 miljardit aastat. Nõrk, pikalt põlev täht annab planeedile palju rohkem tööd — veel üks põhjus, miks Proxima Centauri b jätkab tähelepanu lähim testjuhtum selle kohta, milline maailm selline tähe ümber võiks tegelikult olla.

• Anglada-Escude et al., A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri, Nature
• Artigau et al., Line-by-line velocity measurements, an outlier-resistant method for precision velocimetry, arXiv
• ESO: Planet Found in Habitable Zone Around Nearest Star
• ESO: VLT to Search for Planets in Alpha Centauri System
• Wikipedia: Proxima Centauri b
• Wikipedia: Breakthrough Starshot
• Wikipedia: Habitability of red dwarf systems