עולמות תחת השמש האדומה

תארו לעצמכם שאתם צועדים על כוכב לכת המואר על ידי שמש אדומה. אין כאן זריחות או שקיעות.

כדור אש ליבון גדול תלוי כל הזמן בשמיים. הצללים מאבנים גדולות, גבעות והרים לא השתנו במשך אלפי שנים. אבל עננים מהירים ממהרים על פני השמים, ומביאים אוויר קר ולח מהחצי הכדור, שם שורר לילה נצחי. לפעמים משבי הרוח חזקים עד כדי כך שהם יכולים להרים לאוויר לא רק אסטרונאוט פעור פעורים, אלא גם ציוד כבד. האם יש מקום בעולם הזה לאורגניזמים חיים? או שמא כוכבי הלכת ליד כוכבים אדומים גופים קוסמיים חסרי חיים עם חום גיהינום בצד היום וקור עז בצד הלילה? אין זו הפעם הראשונה שעולה שאלה זו בקהילה המדעית, ויש לכך מספר סיבות.

מצא מה שאתה לא יכול לראות

חיפוש כוכבי לכת היא משימה מדעית קשה למדי, מכיוון שלא ניתן לצפות ברובם ישירות באמצעות טלסקופ. ישנן לא מעט דרכים לזהות אותן, אך לרוב בדיווחי חדשות מוזכרות שיטת המהירות הרדיאלית (שיטת דופלר) ושיטת המעבר. המהות של הראשון היא שמדענים חוקרים את הספקטרום של הכוכב, מנסים להשתמש באפקט הדופלר כדי להבחין בו סימנים לנוכחות כוכב לכת אחד או יותר. העובדה היא שבתהליך תנועתו המסלול, כוכב הלכת מושך אליו גם כוכב, מה שמכריח אותו, כביכול, "להתנועע" בזמן עם תקופת המהפכה. משרעת ההתנודדות כזו תלויה במסת כדור הארץ, המרחק בין כוכב הלכת לכוכב, כמו גם בזווית שבה הצופה מכדור הארץ מסתכל למסלולו של כוכב הלכת. אם כוכב הלכת האקסופסיבי מספיק מסיבי ומסתובב קרוב לכוכב שלו, ומסלולו גלוי מקצה מערכת השמש, אז הסיכוי למצוא אותו יהיה גבוה. עם זאת, עם עלייה ברדיוס המסלול או ירידה במסה של כוכב לכת זר, קשה יותר למצוא אותו. לכן שיטה זו תהיה יעילה הרבה יותר במציאת כוכבי לכת כבדים במסלולים הקרובים לכוכב. יתר על כן, שיטת המהירויות הרדיאליות קובעת רק את הערך הנמוך ביותר האפשרי של מסת כדור הארץ, שכן על ידי לימוד הזזה של קווים ספקטרליים, החוקרים לא יכולים לגלות את הזווית שבה נראית מערכת כוכבים זרה. בדרך זו התגלו כוכבי הלכת סביב פרוקסימה קנטאורי והכוכב גליזה 581.

על מנת לבצע חיפושים בשיטה השנייה, מדענים מודדים בצורה מדויקת מאוד את בהירות הכוכב, ומנסים למצוא את הרגע שבו כוכב הלכת יעבור בינו לבין כדור הארץ. ברגע זה, בהירות הכוכב תרד מעט, והחוקרים יוכלו להסיק כמה מסקנות לגבי הפרמטרים של מערכת הכוכבים החייזרים. השיטה מעניינת גם מכיוון שבמקרים מסוימים היא מאפשרת לך לקבל מושג על אווירת כוכב הלכת. העובדה היא שבזמן המעבר אור כוכב עובר דרך השכבות העליונות של האטמוספירה, ולכן על ידי ניתוח הספקטרום ניתן לנסות להעריך באופן גס לפחות את ההרכב הכימי שלו. לדוגמה, בדרך זו אסטרונומים גילו באטמוספירה של כוכב הלכת HD 209458b, הידוע יותר בשם אוסיריס, עקבות של חמצן ופחמן. נכון, קצת יותר קל ללמוד את אוזיריס, מכיוון שהוא כוכב לכת ענק, מעט פחות מאשר צדק במסה, אך ממוקם קרוב מאוד לכוכבו. החסרונות של שיטת המעבר כוללים את ההסתברות הנמוכה שמישור מסלולו של כוכב הלכת שוכב ישירות על קו הראייה בין מערכת השמש לכוכב אחר. ההסתברות נאמדת כיחס בין הרדיוס של כוכב הלכת החוץ -סולריים לרדיוס הכוכב. יתר על כן, הסתברות זו תקטן עם הגדלת רדיוס מסלול והקטנת גודל כוכב הלכת. לדוגמה, ההסתברות לזהות את כדור הארץ שלנו מכוכבים שכנים בשיטת המעבר היא 0.47%בלבד. וגם אם מסתבר שמסלולים של כדור הארץ והשמש נמצאים עם איזה צופה זר באותו קו ראייה, זה לא מבטיח כלל זיהוי מדויק של כוכב הלכת שלנו.לצורך אישור אמין, יש לשים לב למספר כדור הארץ מעבר לדיסק השמש מספר פעמים על מנת לקבוע במדויק את תקופת המסלול. המצב נשמר חלקית על ידי העובדה שניתן לצפות במספר רב של כוכבים בבת אחת בשיטת המעבר. לדוגמה, טלסקופ קפלר המפורסם צופה ברציפות בכ -100,000 כוכבים. שיטת המעבר, בדומה לשיטת המהירות הרדיאלית, תהיה רגישה יותר לכוכבי לכת גדולים במסלולים קרובים.

כמובן, בנוסף למהירויות ומעברים רדיאליים, ישנן מספר שיטות נוספות המאפשרות גילוי כוכבי לכת חוץ -קוטביים. לדוגמה, קיימת שיטה למיקרו -עדשה בכבידה, אסטרומטריה או תצפיות אופטיות ישירות. שיטות אלה פשוט יעילות יותר עבור כוכבי לכת הנמצאים במרחקים גדולים יחסית מהכוכבים שלהם. עם זאת, עד כה כל שיטות החיפוש הללו רחוקות מלהיות כל כך יעילות, ומספר כוכבי הלכת שהתגלו בעזרתם אינו עולה על כמה עשרות.

גיבורים פתאומיים

כמובן שרבים היו רוצים למצוא כוכב הלכת המתאים לחיים, "כדור הארץ השני", כפי שכמה עיתונאים קראו לו. עם זאת, יש לנו רק דוגמה אחת ידועה למקור החיים על הפלנטה - כדור הארץ שלנו. כדי לפשט את ניסוח הבעיה, מדענים הציגו את הרעיון של מה שנקרא "אזור מגורים" או "אזור הזהב". זהו אזור החלל סביב הכוכב בו כמות האנרגיה המתקבלת מספיקה לקיומם של מים נוזליים על פני השטח. כמובן, מושג כזה אינו מתחשב, למשל, ברפלקטיביות של כוכב לכת, הרכב האטמוספירה, הטיית הציר וכן הלאה, אך הוא מאפשר לנו להעריך בערך את שכיחות גופי החלל של מעניין אותנו. השם "אזור הזהבונים" מזוהה עם סיפורם של שלושת הדובים (במקור - "גולדילוקס ושלושת הדובים"), שבו ילדה, המוצאת את עצמה בבית של שלושה דובים, מנסה להרגיש בנוח שם: היא טועמת דייסה. מקערות שונות ושוכב על מיטות שונות. והכוכב הראשון שמצא כוכב לכת באזור המגורים היה Gliese 581. שני כוכבי לכת בבת אחת, Gliese 581 c ו- d, על הגבול החם והקר של אזור המגורים, התגלו בשיטת המהירות הרדיאלית בספקטרוגרף HARPS של מצפה הכוכבים לה סילה בצ'ילה. יתר על כן, אם לשפוט לפי הגבול התחתון של ההמונים האפשריים שלהם (5.5 ו -7 המוני כדור הארץ, בהתאמה), יתכן שאלו גופים סלעיים.

מאוחר יותר, בשנת 2010, הכריזו מדענים מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז וממכון קרנגי בוושינגטון על גילוי כוכב הלכת Gliese 581 גרם, הממוקם ממש באמצע אזור המגורים. לכוכב הלכת אפילו ניתן שם לא רשמי - זרמינה - לכבוד אשתו של ראש קבוצת החיפושים על כוכב הלכת סטיבן ווגט. הגילוי הדהים את הציבור. מערכת הכוכבים הופיעה כעת ללא הרף בעלוני החדשות של העיתונים ה"צהובים "ובדפי המדע הבדיוני. מכוכב הלכת Gliese 581 גרם הגיעו החייזרים המרושעים שתקפו את כדור הארץ בסרט "ספינת הקרב" מ -2012. עם זאת, קבוצות מדעיות אחרות לא אישרו את גילויו של Gliese 581 גרם, והסבירו את התוצאות דווקא על ידי טעות בעיבוד התצפיות ופעילות הכוכב עצמו. המריבות בין קבוצת ווגט לבין "כוכבי לכת אחרים" נמשכו מספר שנים ולא הסתיימו לטובתו. זרמינה התקיימה, ככל הנראה, רק בדמיונם של חוקרים.

אבל תגליות חדשות לא איחרו לבוא. עם הופעתו של טלסקופ קפלר, כוכבי הלכת באזור המגורים ירדו גשמים בזה אחר זה. Kepler-186f, Kepler-438 b, Kepler-296 e, Kepler-442 b ועוד כוכבי לכת רבים אחרים התגלו במהלך הפעלת טלסקופ חלל זה. אך התברר שלרוב המכריע יש דבר אחד במשותף - כולם סובבים סביב ננסים אדומים. ננסים אדומים הם כוכבים בעלי מסה נמוכה וקרירה עם טמפרטורות פני השטח סביב 3500K. זה לא גבוה בהרבה מטמפרטורת סליל נימה. כוכבים כאלה זורחים עמום, אך הם חיים זמן רב, מכיוון שהם צורכים מאגרי מימן באיטיות רבה.גמד אדום בעל מסה פחות פי 10 מהשמש, בתיאוריה, יאיר במשך טריליוני שנים, שהם בסדר גודל גדול יותר מגיל היקום. אגב, כוכבי הלכת Proxima b ו- TRAPPIST-1 שהתגלו לאחרונה סובבים גם סביב כוכבים קלושים דומים. פרוקסימה b הוא כוכב הלכת הקרוב ביותר אלינו, והוא ממוקם באזור המגורים. סביר להניח שמדובר בגוף סלעי, כלומר קיומם של ים ואוקיינוסים שם אינו נכלל בנוכחות אווירה. נכון, כוכב הלכת התגלה בשיטת המהירויות הרדיאליות, כך שעדיין איננו יודעים את הערך המדויק של המסה והצפיפות שלו. ובכן, לכוכב TRAPPIST-1 יש כמה כוכבי לכת בבת אחת, תיאורטית, יכולים להיות תנאים לקיומם של מים נוזליים על פני השטח. למעשה, שפע כזה של כוכבי לכת באזור החיים של הגמדים האדומים לא אומר כלל שהם מופיעים שם בתדירות גבוהה יותר מאשר למשל בכוכבים צהובים. מכיוון שכוכבים מסוגים ספקטרליים מאוחרים (קרירים ואדומים) פולטים לפעמים פי 10,000 אנרגיה פחות מהשמש, אזור המגורים ממוקם הרבה יותר קרוב אליהם. והנה מבחר שיטות לחיפוש כוכבי לכת חוץ -שמשיים כבר מתחיל לפעול. אם "אזור הזהבונים" קרוב יותר לכוכב, קל יותר למצוא בו כוכבי לכת. יתר על כן, הוא האמין כי ננסים אדומים הם הסוג הנפוץ ביותר של אוכלוסיית כוכבים, ויש כ -70% מהם בגלקסיה שלנו. מסתבר שנפתח אותם לעתים קרובות יותר.

עולמות תחת השמש האדומה

לאחר הפרסומים הראשונים אודות גילוי כוכבי הלכת ליד גליזה 581, התעוררה מחלוקת על התיישבותם האפשרית בקהילה המדעית. אם החיים עלולים להתעורר ולהתפתח סביב כוכבים אדומים, הדבר יגדיל ברצינות את שכיחותו ביקום. יתר על כן, הביוספרה על כוכבי לכת מתחת לשמש האדומה יכולה להתקיים הרבה יותר מזו היבשתית, מה שאומר שיהיו יותר סיכויים להתפתח לפני הופעתו של מין אינטליגנטי. ואכן, אפילו הכוכב שלנו, לכאורה כוכב יציב כל כך, בעוד מיליארד שנים יכול להיות כה בהיר עד שפני כדור הארץ יהפכו למדבר. החיים בהחלט ישרדו מתחת לפני השטח, אבל הם ישרדו ולא יתפתחו. אבל בן המאה האדום יכול לתמוך בביוספרה שלו במשך עשרות, אם לא מאות מיליארדי שנים. זה רעיון מפתה, אך מחקרים מראים שגמדים אדומים רחוקים מלהיות פשוטים. וכדי שהחיים יתעוררו ויתפתחו במערכת כוכבים כזו, הם יצטרכו להתגבר על בעיות חמורות מאוד.

אחיזת גאות ושפל

כאשר אנו מסתכלים על הירח, אנו תמיד רואים את אותו דפוס של הים - כתמים כהים על פני הלוויין שלנו. הסיבה לכך היא שכדור הארץ והלווין שלו מסתובבים באופן סינכרוני והירח עושה מהפכה אחת סביב הציר שלו באותו הזמן שלוקח לו להסתובב סביב כדור הארץ. וזה לא צירוף מקרים. סיבובו סביב הציר הושעה על ידי כוחות גאות וכדור הארץ מכוכבנו. והתמונה הזו נפוצה מאוד במערכת השמש. לוויינים של מאדים וכוכבי ענק, מערכת פלוטו -צ'ארון - זה יכול לקחת הרבה זמן למנות גופים קוסמיים עם סיבוב סינכרוני. אפילו מרקורי, שבמבט ראשון אינו מציית לעקרון זה, נמצא גם הוא בתהודה מסלולית. הימים החופשיים שם נמשכים 58.65 ימי כדור הארץ, והכוכב עושה מהפכה סביב השמש תוך 88 יום. כלומר, יום מרקורי נמשך 2/3 משנתו. אגב, בגלל האפקט הזה, כמו גם מסלולו המוארך למדי של כוכב הלכת, ישנם רגעים ברקיע מרקורי כאשר תנועת השמש על פני השמים נעצרת לפתע, ואז הולכת בכיוון ההפוך.

חישובים מראים כי סביר להניח שכל כוכבי הלכת באזור המגורים של הגמדים האדומים תמיד יפנו לכוכב עם חצי כדור אחד. במקרה הטוב, תהודה כמו סיבוב מרקורי אפשרית. במשך זמן רב האמינו שבתנאים כאלה חצי הכדור האחד יהיה חם-אדום מתחת לקרניים הישירות המתמידות של התאורה, והשנייה תהיה ממלכת הקור הנצחי. יתר על כן, בצד הלילה, אפילו גזים אטמוספריים יכולים לקפוא.אבל מודל של האטמוספירה של כוכבי לכת דמויי כדור הארץ שנתפסו על ידי כוחות גאות, שנוצרו על ידי מדענים במכון הטכנולוגי של קליפורניה בשנת 2010, מראה כי אפילו עם סיבוב איטי של מעטפת האוויר, החום יועבר בצורה די יעילה לצד הלילה.. כתוצאה מכך, הטמפרטורה של צד הלילה לא אמורה לרדת מתחת ל 240K (-33Co). וגם רוחות חזקות למדי צריכות ללכת על כוכב כזה. על פי מודלים של אטמוספרות שפותחו על ידי לודמילה קארון ועמיתיה באוניברסיטה הקתולית בלובן, אמורה להתרחש אפקט של זנב באטמוספירה העליונה. רוח מהירה מאוד מסתובבת כל הזמן לאורך קו המשווה של כוכב לכת כזה, שמהירותו מגיעה ל -300 קמ"ש ואף גבוהה יותר. טיסה בעולם כזה תהיה עסק מסוכן מאוד.

הדמיית תלת מימד נוספת, שבוצעה על ידי צוות מדענים בראשות מנוחה ג'ושי, הראתה שרק 10% מלחץ האטמוספירה של כדור הארץ מספיקים כדי להעביר חום ביעילות לצד הלילה של כדור הארץ. עוד עולה ממודל זה כי בנקודת החמניות של הפלנטה (האזור הקרוב לכוכב) לא יהיה מדבר חרוך, אלא ציקלון אטמוספרי ענק - הוריקן נצחי שאינו זז, אלא עומד במקום אחד. נתונים אלה שימשו את הערוץ הנשיונל ג'יאוגרפיק ביצירת המיני סדרה התיעודית אורליה והירח הכחול, שם שימש ג'ושי בעצמו כיועץ. נכון, להתפתחות החיים, רק טמפרטורה נוחה אחת אינה מספיקה. מחקר נוסף הראה שאם לכוכב הלכת אין אספקה גדולה מאוד של מים, אז קיים סיכון שרובו יעבור לצד הלילה עם הרוחות ויקפא שם. בהדרגה, המוני קרח יזוזו חזרה מצד הלילה, אך עם זאת קיים סיכון שכוכב הלכת יהפוך למדבר יבש. כמה מהר תועבר לחות אל הצד הלילי וממנו תלוי בגורמים רבים, כולל תצורת היבשות, ההרכב הכימי וצפיפות האטמוספירה וכו '. במקביל, אוקיינוס עמוק מספיק יישאר נוזלי מתחת לקרח, מה שימנע גם את הקפאתו המלאה. אגב, הדוגמנות של תהליך היווצרותם של כוכבי לכת דמויי כדור הארץ בגמדים אדומים רק מראה תכולת מים הרבה יותר גבוהה בהשוואה לכדור הארץ. עבודתם של יאאן אליברט ווילי בנץ, שפורסמה בכתב העת אסטרונומיה ואסטרופיזיקה, מראה שבמקרים מסוימים שיעור ה- H2O יכול להגיע עד 10% לפי משקל. מעניין שאם לכוכבים, להיפך, יש אווירה צפופה, ישנה אפשרות להתגבר על לכידת גאות ושפל. רגע הסיבוב של האטמוספירה הצפופה יועבר לכוכב הלכת, שבגללו יכול יום ולילה שוב להתחיל להשתנות עליו. נכון, ימים ולילות אלה יכולים להימשך זמן רב למדי.

הִשׁתַנוּת

בעיה נוספת, חמורה עוד יותר, היא שגמדים אדומים הם לרוב אובייקטים סוערים מאוד. רובם כוכבים משתנים, כלומר כוכבים שמשנים את בהירותם כתוצאה מכמה תהליכים פיזיים המתרחשים בתוכם או בקרבתם. לדוגמה, לעתים קרובות כוכבים אלה מראים שונות מסוג BY Dragon. וריאציות הבהירות עם סוג זה של פעילות קשורות לסיבוב הכוכב סביב צירו, שכן פני השטח שלו מכוסים במספר רב של כתמים הדומים לשמש. כתמי שמש הם אזורים שבהם שדות מגנטיים חזקים (עד כמה אלפי גאוס) נכנסים לפוטספירה, מה שמעכב את העברת החום משכבות עמוקות יותר. לפיכך, הטמפרטורה בנקודות נמוכה מזו של הפוטספירה שמסביב, מה שגורם להם להיראות כהים יותר בטלסקופ עם מסנן אור.

כתמים דמויי שמש נמצאים גם על גמדים אדומים, אך תופסים שטח גדול בהרבה. כתוצאה מכך, תוך זמן קצר בהירות הכוכב יכולה להשתנות ב -40%, מה שעלול להשפיע לרעה על החיים ההיפותטיים.

אבל נכס הרבה יותר מסוכן של כוכבים אדומים הוא פעילות ההתלקחות שלהם.חלק ניכר מהגמדים האדומים הם כוכבים משתנים מסוג UV Ceti. מדובר בכוכבי התלקחות, אשר ברגע ההתפרצות מגבירים את בהירותם מספר פעמים, ובטווח שבין רדיו לצילום רנטגן. ההתלקחויות עצמן יכולות להימשך בין דקות למספר שעות, והמרווח ביניהן - משעה למספר ימים. מדענים מאמינים כי טבעם של התלקחויות אלה זהה לזה של התלקחויות בשמש, אך העוצמה גבוהה בהרבה. בנוסף לעלייה בהירות בכל הטווחים, ברגע של הבזק נפלטים חלקיקים טעונים, התורמים לאובדן האטמוספירה, במיוחד יסודות קלים כמו מימן. הפרוקסימה קנטאורי המפורסמת שייכת גם לכוכבים המשתנים מסוג Ceti UV. אך מה אומר מחקר מדעי על היכולת לעמוד בסביבה עוינת שכזו?

לדברי כמה אסטרופיזיקאים - למשל, על פי הפופולריזר של המדע והאסטרונום מאוניברסיטת דרום אילינוי פמלה גיי - רוב הגמדים האדומים פעילים בערך ב -1.2 מיליארד שנות החיים הראשונות, ולאחר מכן יש להם ירידה בשתי התדירות ועוצמת ההתלקחויות. תיאורטית, במקרה של שימור חלקי או הופעה מחדש של האטמוספירה, הביוספרה עלולה להתחיל להתפתח לאחר שהכוכב עבר את שלב האבולוציה הפעיל. אך לא כל המדענים סבורים לגבי השלב הקצר של השלב הפעיל. ניקולאי סאמוס, חוקר מוביל במחלקה לכוכבים לא -נייחים וספקטרוסקופיה כוכבית במכון לאסטרונומיה של האקדמיה הרוסית למדעים, סיפר על כך ל- Naked Science: "פעילות התלקחות שכיחה מאוד בגמדים אדומים. הוא אמור לדעוך עם הגיל, אך ננסים אדומים משיעורים מאוחרים מאוד ותאורות ממש נמוכות "מתיישנים" כל כך הרבה זמן עד שכולם שנצפו בפועל יכולים להיחשב כצעירים. בסך הכל, לפחות רבע מגמדי M הם אני (ננסים פעילים עם קווי פליטה ספקטרליים חזקים. - עורך), ולכולם כמעט כתם שמש או השתנות, או שניהם. בתת -הקטעים המאוחרים של M, עד 100% מהכוכבים משתנים ". אגב, הגיל של אותו פרוקסימה קנטאורי הוא כמעט 5 מיליארד שנים, אבל הכוכב נשאר פעיל מאוד ומדגים באופן קבוע התלקחויות עוצמתיות.

המצב נשמר חלקית על ידי השדה המגנטי של הפלנטה. חישובים מראים כי אפילו סיבוב איטי של כוכבי לכת שנתפסו על ידי כוכבי לכת יספיק ליצירת שדה מגנטי כל עוד החלק הפנימי של כוכב הלכת נשאר מותך. אבל הדוגמנות של קצב האובדן האטמוספרי, שבוצעו על ידי האסטרופיזיקאי חורחה זולוגאגה ועמיתיו, הראו כי גם אם לכוכב הלכת יש שדה מגנטי רב עוצמה, הוא יאבד באופן אינטנסיבי יותר את האטמוספירה שלו עקב אינטראקציה עם חומר שנפלט במהלך ההתלקחות. על פי מחקר זה, המצב מעט טוב יותר בכדור-על עם מסה של פי 3 או יותר ממסת כדור הארץ, אך גם שם ההפסדים משמעותיים. על פי מודל זה, כוכב הלכת הגלסי 667Cc היה צריך לאבד לחלוטין את האווירה שלו, אך Gliese 581d ו- HD 85512b היו צריכים לשמור עליו. מעניין שמודלים קודמים, למשל, המחקר של מקסים קרודאצ'נקו ועמיתיו, שפורסם בכתב העת אסטרוביולוגיה, ניבא, להיפך, שדות מגנטיים חלשים מאוד של הפלנטה, שאינם מסוגלים להגן על האטמוספירה מפני פליטות עוצמתיות של חומר כוכבי.

נכון לעכשיו, מחקר על ננסים אדומים מסובך על ידי העובדה שהם כוכבים קלושים למדי שקשה ללמוד אותם למרחקים גדולים. עדיין נותר לענות על השאלה איזה חלק מהכוכבים האלה נשארים פעילים במשך מיליארדי שנים ובמה זה תלוי. ופרוקסימה קנטאורי וגליסה 581 ואפילו הגיבור האחרון של דיווחי החדשות TRAPPIST-1 מפגינים פעילות התלקחות, מה שאומר שאטמוספירה של כוכבי הלכת יקרין הן באור אולטרה סגול והן בזרם של חלקיקים טעונים. המודלים בעצם מראים את האפשרות לשמר את האווירה גם בתנאים קשים כאלה, אך שאלת האפשרות לקיומה של הביוספירה עדיין פתוחה.אגב, כבר בתחילת 2017 פרסם חורחה זולוגאגה מאמר בו הראה את האפשרות של Proxima Centauri b להיות בעל שדה מגנטי רב עוצמה.

ביוספירה

אבל, נניח, על פני כדור הארץ, למרות כל הקשיים, הופיעו צורות חיים פרימיטיביות. על פני כדור הארץ, הפוטוסינתזה היא בסיס האנרגיה של כל היצורים החיים, למעט חיידקים הניזונים מחומרים אנאורגניים, כגון חיידקי גופרית. רוב החמצן האטמוספרי הוא תוצר לוואי של הפוטוסינתזה. עם זאת, האם הפוטוסינתזה יכולה להשתמש באור השמש האדומה? ישנן מספר צורות של כלורופיל המשתמשות באור מחלקים שונים של הספקטרום. מדובר בעיקר בכלורופילים a ו- b, השונים מעט בתדרים הנספגים. רוב הכלורופיל של צמחים גבוהים יותר סופג את החלק הכחול והאדום של הספקטרום השמש, מה שגורם לעלים להיראות ירוקים. בהתאם לתנאי התאורה, היחס בין שני סוגי הכלורופיל וריכוזו יכול להשתנות. לדוגמה, בצמחים חובבי צל, תכולת הכלורופיל יכולה להיות גבוהה פי 5-10 פי צמחים שאוהבים אור בהיר. הסתגלות מעניינת קיימת באצות אדומות, שבזכות פיגמנטים נוספים יכולות לספוג אור כמעט מכל החלק הגלוי של הספקטרום.

בשנת 2014 התגלה זן סובלני צל של ציאנובקטריה Leptolyngbya JSC-1, המתגוררת במעיינות חמים. חיידקים אלה מסוגלים להשתמש באור כמעט אינפרא אדום (700 עד 800 ננומטר). מעניין שכאשר הוא נכנס לאזור מואר יותר, הציאנובקטריום הזה מסוגל לבנות מחדש את המנגנון הפוטוסינתטי. יש גם מידע מעודד שמגיע מקרקעית האוקיינוס. צוות ביולוגים בינלאומי אחר גילה את חיידק הגופרית GSB1, המכיל כלורופיל, בסמוך למעיין תרמי בים עמוק מול חופי קוסטה ריקה. מכיוון שאור השמש אינו חודר 2.4 ק"מ, החוקרים שיערו שחיידקי הגופרית משתמשים במקור אור אינפרא אדום הנפלט על ידי פתחי אוורור חמים (~ 750 ננומטר). המחקר פורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences. לפיכך, צורות חיים ננסיות אדומות היפותטיות לא צריכות לרעוב למוות.

מה הלאה?

נכון לעכשיו, סימולציות מחשב הן אולי הדרך היחידה להעריך את התנאים על פני כוכב לכת Exoplanet ליד גמד אדום. טכנולוגיית התצפית עדיין לא מסוגלת להבהיר את ההרכב הכימי, ועוד פחות מזה להבחין בין פרטים על פני השטח. אך תוצאות הסימולציה תלויות בגורמים רבים, ולפעמים החישובים של קבוצות מדעיות שונות נותנות תוצאות כמעט הפוכות. טלסקופים חדשים יעזרו סוף סוף להבין את שאלת כדאיות הגמדים האדומים. בשנת 2020 צפויה שיגור טלסקופ החלל ג'יימס ווב. ההנחה היא שהוא יצליח לבצע מחקרים ספקטרוסקופיים של האטמוספירה של כוכבי לכת אחרים. גם במדבר אטקמה בצ'ילה, בנייתו של E-ELT (טלסקופ אירופאי גדול במיוחד) כבר בעיצומו, שקוטר המראה הראשית שלו יהיה כמעט 40 מטר. פרויקטים רחוקים יותר כוללים שיגור של מספר טלסקופים לחלל המסוגלים לפעול במצב האינטרפרומטר, תוך קבלת רזולוציה ברורה במיוחד. כמו כן, לאחרונה, פרויקט מוגזם עוד יותר צובר פופולריות בקהילה המדעית - התבוננות בכוכב לכת באמצעות עדשת כבידה מהשמש. עיקרה של השיטה הוא שטלסקופ קטן נשלח במרחק של 547 יחידות אסטרונומיות מהשמש למוקד הכבידה שלה. עדשת כבידה היא תהליך של כיפוף קרינה אלקטרומגנטית על ידי שדה הכבידה של אובייקט כבד, בדיוק כמו עדשה קונבנציונאלית מכופפת קרן אור. למעשה, האנושות תקבל טלסקופ ענק עם השמש כיעד, בעזרתו ניתן יהיה לראות את התבליט, קווי המתאר של היבשות וכיסוי העננים של כוכבי לכת רחוקים, למשל, כוכבי הלכת של מערכת TRAPPIST-1 או Proxima b.לטלסקופ "כבידה" כזה תהיה הגדלה של 10 ^ 11 פעמים, הדומה למכשיר מבוסס קרקע בקוטר של 80 ק"מ.