I tusentals år har mänskligheten varit nyfiken på stjärnorna på vår natthimmel. Planeter, stjärnor … kanske även med intelligent liv finns runt omkring oss. Och först under de senaste 25 åren har vi fått möjlighet att med säkerhet veta svaret på denna fråga när vi med egna ögon såg den första världen utanför vårt solsystem. När teleskop utvecklades gav mänsklig uppfinningsrikedom oss nya metoder för att studera universum - bland vilka det mest kända är observationen av en svag vippning från en stjärna och senare metoden för planettransit. Antalet upptäckta exoplaneter ökar med stormsteg.
De första planeterna verkade vara de enklaste att hitta - massiva jättar för nära sina moderstjärnor. De följdes av mindre massiva och avlägsna stjärnor. Hittills har Kepler-teleskopet redan upptäckt tusentals fasta världar, varav 21 liknar jorden och kan bebos.
Tanken att jorden var sällsynt och unik - en solid planet med ingredienser för livet, som ligger på rätt avstånd från solen för att låta flytande vatten existera - har snabbt tappat stöd under de senaste två decennierna. Och kulmen på denna process hände ganska nyligen, den 24 augusti 2016, när forskare vid European Southern Observatory tillkännagav upptäckten av en solid planet med en massa på 1,3 jordar och kretsade kring närmaste stjärna till oss: Alpha Centauri. Denna värld kretsar kring moderstjärnan på 11 dagar, men själva stjärnan har bara 12% av solens massa och lyser bara 0,17% av solens ljusstyrka. Ja, den röda dvärgen och den steniga planeten har kommit ihop och kan ha gjort denna värld potentiellt beboelig. Men det roligaste är inte att en betydande andel stjärnor kan ha markbundna planeter i närheten, utan detatt nästan alla har dem. Kanske.
Endast från de omloppsparametrar som vi mätte och de kända fysiklagarna har vi extraherat en enorm mängd kunskap. Denna planet är nästan säkert tidlåst vid sin stjärna, det vill säga den är alltid vänd mot stjärnan med en halvklot, som månen, som aldrig vänder sig till jorden med sin "mörka sida". Själva stjärnan spottar aktivt och ofta utblåsningar. För den solvända sidan av planeten betyder detta katastrof, men inte för den mörka sidan. Och "årstiderna" bestäms av banans ellipticitet, inte axelns lutning. Men det här är väldigt lite information som vi lyckades få, och om vi vill lära oss mer om planeten måste vi förbättra vår teknik.
Vi måste till exempel ta reda på om det finns syre i planetens atmosfär. Eller vattenånga. Eller kolrika signaturer som metan och koldioxid. Vad sägs om moln? Är de tunna eller tjocka eller inte alls? Vad är de gjorda av? Är de mörka eller reflekterar de ljus? Kan atmosfären överföra värme till den mörka sidan av planeten, eller är nattsidan evigt frusen?
Om vi kan förbättra vår upplösning och utföra spektroskopi på en planet med direktavbildning kan dessa frågor besvaras utan att ens lämna vår egen planet. Detta kräver ett extremt stort markbaserat teleskop eller nätverk av teleskop. De 30 meter teleskop som för närvarande är under uppbyggnad är ett stort steg i denna riktning, men det krävs ännu mer att nå planeterna nära röda dvärgar: stora teleskop med en diameter på 100 eller till och med 200 meter behövs.
Sammansättningen av planetens yta är en helt annan sak. Om molnen är genomskinliga och banan är elliptisk måste det finnas en "säsongsskillnad" mellan sommar (när världen är närmast stjärnan) och vinter (när den är längst) under Proximas 11-dagars år b. Eftersom världen är låst och inte snurrar (som de mest potentiellt beboliga markplaneterna nära röda dvärgar) kommer det att finnas tre klimatzoner: brännande och stekt längs den stjärnvända halvklotet; frusen, iskall längs den yttre halvklotet och den tempererade zonen i mitten. Planeten kan ha kontinenter och hav, liksom ett gigantiskt isark på nattsidan. Eller så kan det finnas värmeöverföring från den atmosfäriska planeten och effektiv reflektionsförmåga, då kommer hela planeten att ha samma temperatur. Ett exempel på denna utveckling av händelser är Venus.
Kampanjvideo:
Om vi kan göra direkta observationer av det ljus som avges av planeten - både synligt och infrarött - vid olika tidpunkter i stjärnans omlopp, skulle vi kunna få svar på alla ovanstående frågor. I detta skulle vi få hjälp av jätte-teleskop med hög ljussamlingseffekt och förmågan att fixeras i ljuset från en stjärna, helst från rymden. Det föreslagna rymdteleskopet LUVOIR med ett medföljande paraply kan hantera detta. Enligt planen är det ett 12-meters teleskop (25 gånger snabbare än Hubble-teleskopet), utrustat med en koronavsnitt. Lite längre bort från det flyger ett paraply, blockerar stjärnans ljus och släpper in planetens ljus. Även om LUVOIR inte kommer att vara redo förrän på 2030-talet kan paraplyet byggas under de närmaste fem åren, så att vi kan visualisera Proxima b med de metoder vi redan har.
Vilken typ av strålning avger planeten? Förutom signaler från reflekterad solstrålning, kosmiska strålar och planetens egen infraröda värme, vad kan annars vara? Till exempel konstgjorda signaler på radio eller andra elektromagnetiska våglängder? Om dessa signaler skickas av ett intelligent liv är det dags att gå och hitta det. Detta är utmaningen för SETI, som redan är allvarligt intresserad av planeten. Vi bör också på allvar tänka på det, eftersom vår radiosändning i rymden har minskat under de senaste 20 åren, men elektromagnetiska signaler kvarstår. Det är möjligt att förekomsten av konstgjorda signaler kommer att få oss att söka konstgjord belysning på nattsidan av planeten.
För att vår mest omhuldade dröm är att hitta tecken på liv, helst intelligenta. Biosignaturer kan finnas i olika former: kväveånga, syre och vatten i atmosfären; bevis för geotransformation eller artificiell belysning på nattsidan av planeten. Allt detta kan ses från rymden. Medan vi kan undersöka dessa signaturer indirekt genom atmosfäriska, ytliga och utstrålade signaler, är det bästa sättet att studera planeten att resa dit själv. 4,24 ljusår kanske inte verkar så avlägsna, men en rymdfarkost Voyager 1 som reser med 0,006% ljushastighet når Proxima b på många tusen år.
Men andra metoder, med modern teknik, skulle göra det möjligt för oss att komma dit snabbare. Breakthrough Starshot-projektet föreslår att man använder rymdbaserade lasrar för att påskynda ett segelutrustat rymdfarkost. De kunde påskynda det till 20% av ljusets hastighet, och hela resan skulle ta cirka 21 år. En ny källa till bränsle, som till exempel innehåller antimateria, som i science fiction-berättelser, kan mycket väl bli verklighet en dag. Om du accelererar längs vägen med konstant acceleration kan du nå en stjärna om 12 år.
Med andra ord, med hänsyn till den förutsagda tekniska utvecklingen och om vi inte bryter mot fysikens lagar, kan vi skicka ett obemannat rymdfarkost till närmaste jordliknande planet under de närmaste trettio till fyrtio åren, och eventuellt robotar eller människor. Det är dags att gå, och om denna upptäckt inte får oss att leta efter en andra jord, kommer ingenting att göra.
ILYA KHEL
