Proxima Centauri b: Lähimpänä oleva eksoplaneetat, joita olemme koskaan löytäneet

Mikään muu planeetta aurinkokunnan ulkopuolella ei sijaitse Maata lähempänä kuin Proxima Centauri b, noin 4,2 valovuotta tai 1,3 parsekia päässä. Tämä kuulostaa lähellä vain kosmisella mittakaavalla: jopa Voyager 2, nopein avaruusalus, jonka ihmiskunta koskaan rakentanut, tarvitsisi noin 75.000 vuotta kattamaan etäisyyden.

Euroopan eteläisen observatorion vahvistama vuonna 2016, planeetta kiertää pientä punaista kääpiötähteä ja on tullut yhdeksi eniten tutkituista maailmoista oman ulkopuolella. Sen läheisyys tekee siitä luonnollisen laboratorion kysymyksille, joihin astronomit eivät voi vastata muualla: voiko planeetta, joka kiertää heikkoa, temperamenttista tähteä, olla paikka, joka kannattaa käydä?

Proxima Centauri b kiertää tähteään joka 11,2 päivää vain noin 0,05 AU:n etäisyydellä, kahdesosaosalla Maan ja Auringon välisen välimatkan, ja kantaa vähintään noin 1,3 kertaa Maan massan. Niin tiukka kiertorata kuulostaa äärimmäiseltä, mutta se sopii tähteen, jota se kiertää: Proxima Centaurina itsellään on vain noin 3050 kelvinin tehokas lämpötila, kirkkaus vain 0,15 prosenttia Auringon, säde 14 prosenttia Auringon säteestä ja massa noin 12 prosenttia Auringon massasta.

Koska tähti säteilee niin heikosti, planeetan on oltava lähellä vain saadakseen tarpeeksi lämpöä. Tämä tiukka omaksuminen on juuri se, joka laitti Proxima Centauri b:n asumiskelpoisuuskeskusteluun alusta alkaen.

Planeetan tasapainolämpötila on alueella, jossa nestemäinen vesi voisi olla sen pinnalla, minkä vuoksi sen löytäminen teki otsikot kaukana astronomiapiireistä. Tutkijat eivät voi sulkea pois, että vesi selviää siellä, mutta jos niin on, on epätodennäköistä, että se peittää koko planeetan.

Mallit viittaavat siihen, että kaikki nestemäinen vesi olisi rajoitettu aurinkoisimpiin alueisiin: joko pallonpuoliskoksi, joka on pysyvästi tähteä kohti, jos planeetan kierto on lukittu vastaamaan sen kiertorataa, tai kapeampaan trooppiseen vyöhykkeeseen, jos se sen sijaan asettuu 3:2 spin-orbit-resonanssiin kuten Merkurius Auringon ympärillä. Joka tapauksessa "asumiskelpoinen" tarkoittaisi tässä planeetan siivua, ei koko pintaa.

Proxima Centauri on leiskytähti, eikä lievä: sen kirkkaus voi värähdellä kertoimella 100 vain muutamassa tunnissa, vaikka sen keskimääräinen teho on mikroskooppinen osa Auringon. Jokainen planeetta, joka pysäköidään niin lähelle näin epävakaata tähteä, on kohdattava paljon muuta kuin lämmin hohto.

Tähden magneettikenttä lisää kuvaa — se on huomattavasti vahvempi kuin Auringon, intensiteetillä noin 600 gauss, joka nousee ja laskee seitsemän vuoden syklin aikana. Toukokuussa 2026 julkaistu tutkimus löysi todisteita magneettisesta vuorovaikutuksesta tähden ja sekä tunnettuksi planeetaksi Proxima Centauri b ja Proxima Centauri d välillä, mikä viittaa siihen, että planeetoilla on todennäköisesti omat magneettiset kentät. Tällainen magneettikenttä voisi olla erittäin tärkeä, koska se on sellainen kilpi, joka voisi auttaa lähellä kiertävää planeettaa säilyttämään ilmakehän huolimatta tähden purkautumisista.

Koska Proxima Centauri on punainen kääpiö, jokainen planeetan seisova tarkkailija näkisi sen taivaan kastetuksi vaaleanpunaiseksi hohoksi Maan tutun valkoisen päivänvalon sijaan. Se on pieni yksityiskohta, mutta se osoittaa, kuinka vieraannuttava "päivänvalon" kokemus olisi maailmalla, joka kiertää Aurinkoa niin eri tähteä.

Vihjeet planeetasta Proxima Centaurin ympärillä nousivat esille vuosia ennen vahvistusta. Aikaisemmat etsinnät tähden ympärillä olivat jo havainneet hienovaraisia poikkeavuuksia, mutta määrävoimat tulivat yhteen vuoden 2016 ensimmäisen puoliskon aikana, kun astronomit tarkkailivat Proxima Centauria HARPS-spektrografilla, joka oli asennettu ESO:n 3,6-metrisen instrumentin lähelle La Sillaä, Chileen, samalla kun muut teleskoopit seurasivat tähteä samanaikaisesti.

Johtava tutkija Guillem Anglada-Escude kuvaili myöhemmin, kuinka signaali vahvistui päivä päivältä: alkuperäiset tulokset näyttivät lupaaviksi, kuva muuttui johdonmukaisemmaksi kampanjan edetessä, ja noin kuukauden kuluttua asia tuntui riittävän ratkaisulta alkaakseen kirjoittaa löydöksestä. ESO ilmoitti Proxima Centauri b:n vahvistuksesta 24. elokuuta 2016, useiden vuosien Doppler-spektroskopia-seurannan huipentuma isäntätähdestään. Sopivasti, Proxima Centauri itse on heikoin kolmesta tähdestä, jotka muodostavat Alpha Centauri -järjestelmän, naapuruston, joka oli jo houkutellut astronomien huomiota yli sata vuotta.

Proxima Centauri b ei ole yksin. HARPS-tietojen jatkoanalyysi ei vain palautti puhtaasti alkuperäisen Proxima b -signaalin vaan löysi myös alemman luottamustason havainnon toisesta vahvistetusta planeetasta, Proxima d, viiden päivän kiertoradalla. Sama analyysi väitti vastaan kolmanteen kandidaattiin, Proxima c, jota oli ehdotettu noin 1900 päivän kiertoradalla — muistutus siitä, että planeettojen vahvistaminen jopa lähimpien tähtien ympärillä on hidas, kiistetty prosessi eikä yksittäinen puhdas julkistus.

Proxima Centauri b sijaitsee Breakthrough Shotshotin kohdejärjestelmässä, tutkimus- ja tekniikkaprojektissa, jonka tarkoituksena oli lähettää lentävistä purjeilla varustettujen Starchips-kuuluttajien laivasto 4,34 valovuoden matkalle Alpha Centauri -järjestelmään. Matkustaen valon nopeuden 15-20 prosentissa, kuuluttajat oli suunniteltu kattamaan etäisyys 20-30 vuodessa sekä noin 4 lisävuodessa radiosignaalin palautumiseksi Maahan.

Vertaa sitä Voyager 2:n 75.000 vuoden napeille siihen naapuruston, ja Shotshotin takana oleva kunnianhimo tulee selväksi: nopea kuuluttaja voisi periaatteessa saavuttaa ja raportoida Proxima Centaurilta yhdessä inhimillisessä elämässä.

Punaisten kääpiöiden, kuten Proxima Centaurin, kestävyys on osa sitä, mikä pitää tutkijat kiinnostuneina planeetoista, kuten tämä. Maalla älyllinen elämä tarvitsi noin 4,5 miljardia vuotta ilmaantuakseen, ja asumiskelpoisten olosuhteiden odotetaan kestävän täällä vain 1-2,3 miljardia vuotta enemmän. Heikko, pitkään palaava tähti antaa planeetalle paljon enemmän aikaa työskennellä — toinen syy, miksi Proxima Centauri b jatkaa huomion houkuttamista lähimpänä testikoteina sille, millainen maailma sellaisen tähden ympärillä voisi todellisuudessa 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