Proxima Centauri b

Proxima Centauri b (myös nimellä Proxima b) on eksoplaneetta, joka kiertää Proxima Centauria. Kentaurin tähdistössä sijaitseva punainen kääpiötähti Proxima Centauri on Aurinkoa lähin tähti. Proxima Centaurin etäisyys meistä on noin 4.2 valovuotta (1,3 parsekia, 40 · 1012 km:a). Proxima b on Aurinkokuntaa lähin tunnettu eksoplaneetta sekä lähin tunnettu mahdollisesti elinkelpoinen eksoplaneetta.

Elokuussa 2016 Euroopan eteläinen observatorio ilmoitti löytäneensä Proxima b:n. Planeetta löytyi käyttämällä säteisnopeusmenetelmää. Siinä määräajoin tutkitaan emotähden spektriviivoja, joiden huojuminen vihjaa tätä kiertävästä kohteesta. Näistä lukemista pääteltiin, että planeetan nopeus suhteessa Maahan on noin 2 m/s.

Planeetta Proxima b on keskimäärin 0,05 tähtitieteellisen yksikön eli noin 7 miljoonan kilometrin päässä keskustähdestään Proximasta. Planeetta kiertää Proximan noin 11,2 vuorokaudessa. Planeetan massa on arviolta 1,3-3 Maan massaa.

Proxima b on maankaltainen planeetta, joka kiertää tähtensä arvioidun elinkelpoisen vyöhykkeen sisällä. Proxima b:n arvioidaan kiertävän keskustähteään ns. termodynaamisen tasapainon alueella, jossa vesi voi olla pinnalla nestemäisenä. Planeetta saattaa pyöriä hitaasti tai kääntää saman puolensa Proximaa kohti.

Ominaisuudet

Massa, säde ja lämpötila 
Proximia Centauri b:n massaa ei voi mitata, mutta vakiintuneet tähtitieteelliset menettelyt takaavat, että sen massa on vähintään 1,27  ja kun sen kiertoradan kaltevuus on tiedossa, massa on laskettavissa. 90 % mahdollisista kaltevuuksista viittaa massaan, joka on alle 3 . Jos planeetta on kivinen koostumukseltaan, ja tiheys on yhtä suuri kuin Maapallon, sen säde on vähintään 1,1 . Se voi kuitenkin olla suurempi, jos sen tiheys on pienempi kuin Maan tai massa on suurempi kuin pienin massa. Planeetta on termodynaamisessa tasapainossa 234 K (-39 °C).

Emotähti 
Planeetta kiertää M-tyypin punaista kääpiötähteä Proxima Centauria. Tähden massa on 0,12 M☉ ja säde 0,14 R☉. Sen pintalämpötila on 3042 K  ja se on 4,85 miljardia vuotta vanha. Aurinko on 4,6 miljardia vuotta vanha  ja sen pintalämpötila on 5778 K. Proxima Centaurin pyörähdysaika akselinsa ympäri on ~83 päivää, ja sen valoteho on noin 0,0015 L☉.

Tähden magnitudi eli kuinka kirkkaalta se näyttää Maasta katsottuna, on 11,13. Vaikka se on lähin tähti Auringosta, se ei näy paljaalla silmällä Maasta alhaisen kirkkautensa takia.

Kiertorata 
Proxima Centauri b:n kiertoaika emotähden ympäri on 11,186 päivää ja sen radan isoakselin puolikkaan etäisyys on noin 0,05 astronomista yksikköä (AU), eli Maa on 20 kertaa kauempana omasta emotähdestään Auringosta. Aurinkokunnan planeetoista lähimpänä Aurinkoa on Merkurius, jonka isoakselin puolikas on 0,39 AU. Proxima b vastaanottaa emotähdestään noin 65 % siitä määrästä säteilyä, jonka Maa saa Auringosta. Proxima Centauri b saa kuitenkin noin 400 kertaa enemmän röntgensäteilyä kuin Maa saa.

Elinkelpoisuus 

Proxima b:n elinkelpoisuuden tietämiseksi ei ole riittävästi tietoja. 

Eksoplaneetan ilmoitettiin kiertävän elinkelpoisella vyöhykkeellä. Tällöin Proximalla voisi olla nestemäistä vettä ja elämää, jos se olisi oikeanlainen: pinta, ilmakehä ja pyöriminen olisivat elämälle sopivia. Proxima b kiertää varsin lähellä elinkelpoisen vyöhykkeen sisärajaa, ja sen tasapainolämpötila on −39 °C. Proximan elinkelpoinen vyöhyke on noin 0,0423–0,0816 AU:n päässä keskustähdestä.

Sen emotähti on punainen kääpiö, jonka massa on noin kymmenesosa Auringon massasta. Siksi sellaiset tähdet kuin Proxima Centauri voivat elää jopa 3–4 biljoonaa vuotta, 300–400 kertaa pidempään kuin Aurinko.

Planeetta on niin lähellä tähteään, että se voisi olla vuorovesilukkiutunut, –tila, jossa kiertoradalla, ei tapahdu liikemäärämomentin siirtymistä planeetan ja sen emotähden välillä. Jos sen kiertoradan eksentrisyys on 0, tämä voisi johtaa lukkiutumiseen, jossa yksi paahtavan kuuma puoli pysyvästi osoittaa kohti tähteä, kun taas vastakkaisella puolella on pysyvästi pimeää ja kylmää.<ref></cite></ref> Kuitenkin näiden kahden äärimmäisen alueen välillä olisi elinkelpoinen alue, nimeltään terminaattori, jossa lämpötila voi olla sopiva (noin 273 K (0 °C)), mikä mahdollistaa nestemäisen veden olemassaolon. Proxima Centauri b:n kiertoradan eksentrisyys ei ole varmuudella tiedossa, vain se että on alle 0,35; mahdollisesti tarpeeksi korkea tuottamaan 3:2 vuorovesilukkiutumisen samanlaisena kuin planeetta Merkuriuksella on Auringon kanssa. Euroopan eteläinen observatorio ennustaa, että paljon lauhkeampi ympäristö olisi seurauksena tällaisesta kokoonpanosta keskimääräisen lämpötilan ollessa samanlaisia kuin Maan päällä. Lisäksi paljon suurempi osa planeetasta voi olla elinkelpoista, jos se tukee tarpeeksi paksua ilmakehää, joka siirtää lämpöä poispäin tähdestä. Proxima aiheuttaa Proxima b:hen 400 kertaa suuremman lyhytaaltoisen säteilyn, kuin mitä Aurinko maahan.

Löytyminen 
Ensimmäiset merkit eksoplaneetasta Proxima Centauri b kaltaisten ominaisuuksien kanssa havaitsi Mikko Tuomi, joka työskentelee Britanniassa Hertfordshiren yliopistossa. Hän päätteli asian arkistotiedoista, jotka koskevat Proxima Centaurin liikkumista. Vahvistaakseen uuden, Proxima Centauria kiertävän, eksoplaneetan mahdollisen löydön ESO käynnisti Pale Red Dot hankkeen tammikuussa 2016.<ref></cite></ref> 24.8.2016 Proxima Centauri b:n olemassaolo vahvistettiin Euroopan eteläisessä observatoriossa, ja tutkimusryhmää johti Guillem Anglada-Escudé Queen Maryn yliopistosta. Löytö raportoitiin Naturessa. Mittaukset suoritettiin käyttämällä kahta spektrografia, HARPS ESO 3,6 m teleskoopilla La Silla-Observatoriolla ja UVES 8-metrisellä erittäin isolla teleskooppilla. Ensimmäinen osoitus planeetasta löydettiin vuonna 2013. Emotähden säteisliikkeen korkein nopeus yhdistettynä kiertoaikaan mahdollisti pienimmän massan laskemisen eksoplaneetalle. Virheellisen positiivisen tuloksen todennäköisyys on pienempi kuin yksi kymmenestä miljoonasta.

Uutiset ESO:n löydöstä vuotivat Der Spiegelille, joka julkaisi sen 12.8.2016, ja huhu levisi nopeasti. Euroopan eteläinen observatorio kiisti osallisuutensa vuotoon ja kieltäytyi kommentoimasta löytöä ennen virallista ilmoitusta 24.8.2016.

Lähteet

Aiheesta muualla 

 A search for Earth-like planets around Proxima Centaur
 The habitability of Proxima Centauri b - Pale Red Dot website for future updates
 ESOcast 87: Pale Red Dot Results
 Interviews with Pale Red Dot scientists
 Press Conference at ESO HQ

Alfa Centauri
Kentaurin tähdistö
Eksoplaneetat
Maankaltaiset planeetat