Wahrscheinlich ist Proxima b keine zweite Erde.

Die historische Entdeckung einer kleinen Welt, die sich in der Wohnzone eines nahe gelegenen Sterns dreht, sieht faszinierend aus. Aber die Koffer packen ist zu früh.

Aus dem tiefen Wunsch heraus, seltsame neue Welten zu entdecken, versuchen wir unweigerlich, fremde Planeten zu finden, die Ähnlichkeiten mit unserem Planeten aufweisen. Mit der unglaublichen Entdeckung eines Exoplaneten mit einer Erdmasse in der Umlaufbahn eines nahe gelegenen Sterns in einer Entfernung, die notwendig ist, um die Flüssigkeit an der Oberfläche zu halten, besteht nun die Hoffnung, dass wir „Erde 2.0“ direkt an unserer galaktischen Schwelle finden konnten.

Aber in der Eile, diesem kleinen Exoplaneten eine irdische Ähnlichkeit zuzuweisen, haben wir vergessen, dass der richtige Ort und die richtige Masse nicht ausreichen, um ihn wie die Erde aussehen zu lassen. Und selbst wenn Wasser darauf ist, ist es immer noch eine sehr seltsame Welt.

Eine neue Studie, die von Wissenschaftlern des französischen Zentrums für wissenschaftliche Forschung (CNRS) und der Cornell University durchgeführt wurde, erstellte Computersimulationen, um die möglichen Eigenschaften einer kleinen Steinwelt zu bestimmen, die im Orbit des Roten Zwergs Proxima Centauri entdeckt wurde. Nur 4,2 Lichtjahre von der Erde entfernt wurde die sogenannte Proxima b vom chilenischen ESO-Observatorium La Silla und von den Pale Red Dot-Astronomen entdeckt, die im August für allgemeine Unruhen sorgten.

Durch die Messung der kleinen Schwingungen von Proxima Centauri konnte das Teleskop nicht nur die Masse eines Exoplaneten entschlüsseln, sondern auch seine Umlaufzeit berechnen. Mit diesen Informationen stellten die Wissenschaftler fest, dass sich die Welt um einen roten Zwerg in der „bewohnbaren Zone“ des Sterns dreht. Die bewohnbare Zone des Sterns ist die Umlaufbahn des Planeten, die ausreicht (nicht zu heiß und nicht zu kalt), damit flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche verbleibt. Die Schlussfolgerungen liegen auf der Hand: Auf der Erde, wo Wasser ist, ist Leben. Wenn Proxima B Wasser in flüssigem Zustand hat, kann Leben da sein. Und wenn wir in die ferne Zukunft schauen, dann wird eines Tages die Zeit für interstellare Arten kommen und wir werden dort ein neues Zuhause schaffen.

Was wir wissen und was wir nicht wissen

Es ist wichtig zu wissen, dass wir jetzt nur sehr wenige Informationen über Proxima b haben. Wir wissen, dass die Umlaufzeit etwas mehr als 11 Tage beträgt (ja, das „Jahr“ für Proxime b dauert nur 11 Tage). Wir wissen auch, dass sich seine Umlaufbahn in der bewohnbaren Zone eines Sterns befindet. Darüber hinaus ist auch das ungefähre Gewicht bekannt. Wir wissen aber nicht, ob es dort eine Atmosphäre gibt und wie groß sie ist. Und wenn wir keine Daten über die physikalische Größe haben, können wir die durchschnittliche Dichte nicht berechnen, und daher entsteht Unsicherheit darüber, welche Materialien sich auf dem Exoplaneten befinden. Um dieses Problem zu beseitigen, simulierten die Wissenschaftler ein Objekt mit einer Erdmasse von 1,3 (ungefähre Masse von Proxima b), das sich um einen roten Zwerg drehte, um zu verstehen, welche Form es annehmen kann.

Wenn wir annehmen, dass die felsige Welt die kleinste Größe hat (94% des Erddurchmessers), besteht sie nach den Modellen der Planetenformation aus einem Metallkern, der 65% der Masse des gesamten Planeten ausmacht. Die äußeren Schichten sind felsiger Mantel und eine sehr kleine Menge Wasser (falls vorhanden). In diesem Fall ist Proxima b eine felsige, karge und trockene Welt, die einem massiven Quecksilber ähnelt. Das letzte Mal, als wir Mercury getestet haben, sah es nicht "bewohnbar" aus. Dies ist jedoch nur eine der Optionen. Dann verlagerten die Forscher die Skala auf das andere Extrem. Was passiert, wenn die physische Größe des Planeten maximal verschoben wird? Das heißt, Proxima b kann eine Welt darstellen, deren Masse 40% über der der Erde liegt. Was dann? Hier ist interessanter.

In diesem Fall wäre die Welt viel weniger dicht, was bedeutet, dass es weniger Rock und Metal geben würde. Ein großer Teil der Masse des Planeten besteht aus Wasser (genauer gesagt 50%). Es wäre eine echte „Wasserwelt“ im direktesten Sinne dieses Ausdrucks.

Irgendwo zwischen diesen beiden Szenarien (dichte und verwüstete Gesteins- oder aufgeblähte Wasserwelt) gibt es eine sehr beliebte Variante - "Erde 2.0". Es ist im Grunde eine Welt mit einem kleinen Metallkern, einem felsigen Mantel und einem reichen Ozean an der Oberfläche. Es ist dieser Exoplaneten-Kompromiss, der oft als Momentaufnahme von Proxima b dargestellt wird und so an unsere Erde erinnert.

Leider ist dies nur eines der möglichen Szenarien. Basierend auf dieser Studie können wir also sagen, dass Proxima b der Erde nicht sehr ähnlich sieht.

Aber noch mehr.

Sind Lebensräume nicht so bewohnbar?

Nur dass sich der Planet in seiner Lebenszone um einen Stern dreht, garantiert nicht, dass er die gleichen lebensspendenden Eigenschaften hat, die es auf der Erde gibt (vergessen Sie nicht, dass sich Mars und Venus auch in unserer Lebenszone um die Sonne drehen). Sonnensystem).

Die Umlaufbahn von Proxima b ist ihrem Stern sehr nahe. Seine Natur ist ungeheuerlich: Rote Zwerge sind klein und daher wärmer als Sterne wie die Sonne. Daher ist die bewohnbare Zone von Proxima Centauri viel kompakter als unsere sonnige. Der Lebensraum von Proxima Centauri liegt im rasierten Quecksilber. Wenn der Planet unserer heißen Sonne so nahe kommt, brennt er. Für einen Planeten, der Proxima Centauri umkreist, ist dieser Ort eine Oase. Wenn Sie sich jedoch so nahe an einen Roten Zwerg drehen, treten die Auswirkungen einiger Gezeitenschwierigkeiten auf. Eine Seite eines rotierenden Planeten „schaut“ ständig auf einen Stern, was bedeutet, dass seine Rotation seiner Umlaufzeit entspricht. Eine Hemisphäre ist in konstanter Dunkelheit, während die andere in konstantem Licht ist. Diese Situation wird als "Synchrondrehung" bezeichnet.

Stellen wir uns in diesem Fall vor, dass der Orbitalplanet wirklich ein Lehrbuch über die Welt mit einer „terrestrischen“ Komposition darstellt. Es hat einen Eisenkern, einen felsigen Mantel und genug Wasser an der Oberfläche, um einen flüssigen, lebenserhaltenden Ozean zu schaffen. Aber diese Welt wird von den Gezeitenkräften ihres Sterns blockiert. Das heißt, es verursacht einige Probleme, nicht wahr?

Angenommen, der Planet hat noch eine Atmosphäre (später), in der eine Hemisphäre ständig erhitzt und die andere eingefroren wird. Es klingt nicht sehr gut. Viele Modelle versuchten, die schwierigen Bedingungen der Atmosphäre einer solchen Situation nachzubilden, und die meisten Ergebnisse bringen nichts Positives. Einige Szenarien sagen planetarische Wirbelstürme voraus, die einem Hochofen ähneln. Andere sagen das Vorhandensein einer trockenen Wüste auf der dem Stern zugewandten Seite und ewiges Eis auf der dunklen Hemisphäre voraus.

Augapfel der Erde?

Es gibt jedoch einige Planetenmodelle, die diesen unglücklichen Nachahmern Hoffnung geben könnten - den „zweiten Erden“. In diesem Fall werden diese ursprünglichen Planeten immer noch von den Gezeitenkräften ihrer Sterne blockiert (Wüste auf einer Halbkugel und Eis auf der zweiten), aber es würde eine Pause zwischen Tag und Nacht geben, wenn die Bedingungen für die Bildung eines kreisförmigen Meeresstreifens zwischen ihnen ideal wären Licht und Dunkelheit. Und es würde aussehen wie ein Augapfel. In einer weiteren Untersuchung der atmosphärischen Dynamik blockierter Exoplaneten wird der Schluss gezogen, dass eine Situation eintreten kann, in der die Welt einen wirksamen „Conditioner“ geschaffen hat - heiße Luft von einer Hemisphäre wird so auf dem Planeten verteilt, dass die globalen Temperaturen ausgeglichen werden können. Diese Option impliziert jedoch ein hohes Maß an Reibung zwischen der unteren Atmosphäre und den reichlich vorhandenen Gesteinen, der felsigen Oberfläche und dem effektiven Luftstrom in großer Höhe.

Letztendlich bedeutet der Trick bei der Betrachtung von Exoplaneten vom terrestrischen Typ, dass rote Zwerge, nur weil sie klein sind, nicht gehorsam sind. Tatsächlich können rote Zwerge ziemlich gewalttätig sein und oft mit starken Blitzen ausbrechen und alle Planeten in der Nähe mit ionisierender Strahlung überfluten. Diese Strahlung und die unvermeidlich starken Sternwinde wirken sich wahrscheinlich auf jede Atmosphäre aus und distanzieren sie so weit wie möglich von unserer hypothetischen aufkeimenden Welt, der Erde 2.0. Ohne Atmosphäre wird sich nur ein entfernt besiedelter Ort auf diesem Planeten unter der Oberfläche befinden, möglicherweise in einem unterirdischen Ozean, der von einer Eiskruste geschützt wird (wie der Mond von Jupiter Europa).

Aber (wie die Erde), wenn diese Planeten eine starke globale Magnetosphäre haben, können sie die schlimmsten Sternstürme reflektieren und die Atmosphäre hat eine Chance auf Bildung. Wer weiß?

Nur der Anfang

Obwohl es viele Probleme gibt, die „Erde 2.0“ zu finden, beginnen wir gerade mit der Suche. Der Haken an den Roten Zwergen ist, dass die günstigsten Voraussetzungen geschaffen werden müssen, um eine lebenswerte Atmosphäre zu erhalten. Ist Proxima b ein ungeschliffener Diamant? Jetzt haben wir keine Gelegenheit, diese Frage zu beantworten. Vielleicht konnten wir mit dem Start des James Webb-Weltraumteleskops der NASA im Jahr 2018 den spektroskopischen Abdruck der Atmosphäre herausholen. Aber wahrscheinlich wird er solche Gelegenheiten nicht haben. Wir könnten also einfach eine Sonde dorthin schicken, die bestätigt, dass Proxima b ein bewohnbarer Planet sein könnte.