Проксима Центавра b: как скоро мы посетим планету, на которой может быть жизнь

Неизвестно, когда появятся технологии межзвездных путешествий, и появятся ли они вообще. Но направление первого такого перелета уже определено: скорее всего, местом назначения станет Альфа Центавра, ближайшая к нам звездная система. Свет Солнца достигает ее примерно за четыре года, три месяца и три недели. При детальном рассмотрении кандидатом на новый дом является планета Проксима Центавра b.
Проксима Центавра b: как скоро мы посетим планету, на которой может быть жизнь
NASA

Расстояние до Проксимы Центавра b неутешительное. В то же время это одна из самых ярких звезд на южном небе, и жители островов Тихого океана уже в глубокой древности использовали ее для навигации. Однако даже сравнительно слабый телескоп позволяет увидеть, что система включает две звезды – желтую Альфу Центавра А и оранжевую Альфу Центавра В, обе чуть крупнее и ярче Солнца. Связанные гравитацией, они вращаются в довольно тесном соседстве: расстояние между звездами колеблется в пределах 40-47 астрономических единиц (1 а. е. соответствует среднему радиусу земной орбиты), и полный оборот А и В делают за 80 наших лет.

Планета: Проксима Центавра b

Величина: 1.1 радиуса Земли, 1.3 массы Земли

Орбита: 0.05 орбиты Земли

Период обращения: 11.2 дня

Чуть больше столетия назад астрономы заметили, что одна из звезд поблизости от этой пары движется весьма сходным с ней образом. Дальнейшие наблюдения показали, что она гравитационно с связана с системой Альфы Центавра, являясь ее «младшим компонентом». Третья звезда находится в отдалении от основной пары, обходя тандем А и В с периодом около 550 тыс. земных лет. Двигаясь по вытянутой орбите, она на долгие промежутки времени оказывается ближе к нам, чем звезды А и В. На это указывает и ее имя – Проксима Центавра b (лат. proxima – «ближайшая»).

Звезда: Проксима Центавра

Тип: красный карлик

Размеры и масса: 0.14 и 0.12 от солнечных

Возраст: 4. 85 млрд лет

Расстояние: 4.34 светового года

Бледная красная точка Проксима Центавра b

Именно из тройной системы Альфы Центавра на Землю прибывают инопланетные захватчики, описанные в главном хите современной китайской научной фантастики – романе Лю Цысиня «Задача трех тел». Впрочем, настоящие центаврианцы, если они существуют, вряд ли стали бы атаковать Солнце, ведь соседняя система Луман 16 АВ расположена на 0,69 светового года ближе. Правда, она состоит из пары коричневых карликов, едва теплых «несостоявшихся звезд». Можно ли жить на Проксиме Центавра b? Вряд ли. Но жители планеты возле нее должны уже быть привычными к такому слабому свету.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Их родная звезда – красный карлик примерно в семь раз меньше Солнца и в 33 раза более тусклый. Из-за этого обитаемая зона – область вокруг звезды, где температура достаточно умеренна и на поверхности планеты может сохраняться жидкая вода, – у Проксимы Центавра b намного меньше, чем у Солнца. У нас она начинается в 0,38 астрономических единиц и заканчивается в 10 а. е. от звезды, охватывая орбиты Венеры, Земли и Марса. Обитаемая зона красного карлика Проксимы куда ближе к его тусклой поверхности – между 0,04 и 0,08 а. е. Но возможным будущим землянам-переселенцам (и гипотетическим центаврианцам) повезло: у этой звезды как раз имеется небольшая планета, лежащая на нужном расстоянии.

Существование Проксимы Центавра на небе было окончательно установлено в 2016 году, после того как ученые из Европейской южной обсерватории (ESO) провели ряд наблюдений под общим названием «Бледная красная точка». Название отсылает к одному из самых знаменитых космических снимков, «Бледной голубой точке» – фотографии Земли, сделанной дальним зондом Voyager 1 с расстояния около 6 миллиардов километров.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Звезда Проксима Центавра b – космический объект чуть больше нашей голубой планеты, ближайший к нам и один из самых перспективных кандидатов на обитаемость. В системе звезды есть еще одна планета, Проксима с, но она находится слишком далеко и похожа, скорее, на ледяной Нептун, чем на Землю. Ожидает подтверждения возможная планета Проксима d, кроме того, у звезды может быть пояс астероидов.

Особенности планеты Проксимы Центавра b

Проксима Центавра от Земли, все же, отличается. И ее уникальность может быть не совсем приятна для тех, кто однажды рассчитывает на ней оказаться:

  • Проксима Центавра – звезда сравнительно небольшая. Она в 7 раз меньше нашего Солнца и в 4 раза тусклее, а по массе на 40% больше Юпитера. Из-за этого температура на планете Проксима Центавра будет немного холодней, нежели мы привыкли.
  • На планете Проксима Центавра b, вероятно, совсемнет привычных нам времен года. Этот космический объект совершает полный оборот вокруг своего солнца, всего за 11,2 земных дней. Это происходит из-за ее близкого расстояния до Проксимы Центавра. Есть хорошая новость: праздновать Новый год мы могли бы чаще. И новость похуже: наклон оси в таком случае влияет на освещенность планеты и, как следствие, на смену времен года. Вероятно, орбита звезды не имеет наклона – и «темных» и «светлых» периодов года тоже.
  • Зато на ней есть несколько климатических зон – и довольно «конкретных». Сторона, которая обращена к солнцу, будет почти раскаленной. А вторая, та, что повернута к космосу, потонет в холоде и темноте. На границе между этими двумя полюсами мы смогли бы увидеть почти земные рассветы и закаты. А ветры бы «текли» с горячей зоны в холодную. Именно здесь, предположительно, температура достигает от +7 до +15 градусов по Цельсию, что наиболее пригодно для нашей жизни.
  • На небе Проксимы Центавра b будет видно голубое свечение. Все это потому, что температура космического объекта намного ниже, чем у Солнца. А большинство звезд, расположенных вокруг – Альфа Центавра А и В – излучают именно такой свет.
  • Проксима Центавра b находится намного ближе к солнцу, чем мы – к своему. Именно поэтому этот красный карлик будет в 10 раз больше на небе, нежели солнечный диск на Земле. А из-за отсутствия ультрафиолетового света вы даже не сможете получить загар. К слову, именно по этой причине рост деревьев или цветов попросту невозможен.
  • Альфа Центавра c – вспыхивающая переменная звезда. И во время вспышек красный карлик становится настолько горячим и ярким, что это может уничтожить любую органическую форму жизни на планете Проксима Центавра b. Она не вращается, в отличие от Земли, и не имеет магнитного поля, которое смогло бы защитить нас от таких сюрпризов местного солнца. Например, в марте 2017 года на потенциальном для человечества пристанище произошел конец света: на Альфе Центавра с на протяжении всего 10 секунд ученые зафиксировали достаточно мощную вспышку. Даже если на планете кто-то и жил, эта цивилизация была очень быстро уничтожена.
  • Предположительно, планета притягивает из пространства газы и воду – из них формируются оболочки космических объектов. Вполне возможно, через сотни тысяч лет Проксима Центавра b станет либо океанидой, либо ледяным гигантом, подобно Нептуну.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сборы в дорогу: сколько лететь до Проксимы Центавра b

Проект Breakthrough Starshot кажется столь же невероятным, сколь и авторитетным. В числе его основателей такие титаны, как Стивен Хокинг, Марк Цукерберг и Юрий Мильнер, израильский венчурный инвестор российского происхождения. Попечительский совет возглавляет знаменитый гарвардский астрофизик Ави Лёб, а управляющим директором выступает бывший руководитель Исследовательского центра Эймса NASA Пит Уорден – люди, внушающие уважение и даже трепет. При этом цель у проекта действительно фантастическая: отправить в ближайшие десятилетия к планете Проксима Центавра b флотилию межзвездных «корабликов».

Планета Проксима Центавра b «поделена» на два полюса: раскаленный, который обращен к солнцу, и холодный – он направлен на космос.
Планета Проксима Центавра b «поделена» на два полюса: раскаленный, который обращен к солнцу, и холодный – он направлен на космос.
Соцсети
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Миниатюрные зонды, которые планируется запустить к планете вне зависимости от того, сколько до Проксимы Центавра b световых лет, даже называются соответствующе – StarChips, или «звездные микросхемы». Предполагается, что тысячу таких аппаратов массой не более 1 г доставят на высокую орбиту и роем выбросят в свободный полет. Здесь зонды развернут солнечные паруса размером 4х4 м. Сверхтонкая фольга будет отражать падающее излучение, ускоряя полет, словно парус, надутый ветром.

Толчок аппаратам придадут лучи массива лазеров, который должен к этому времени заработать на Земле – где-нибудь в горах, выше самых плотных слоев атмосферы. Но сколько лететь до Проксимы Центавра b на таких аппаратах? StarChips смогут набрать до 15-20% световой скорости, и на перелет до Проксимы Центавра им потребуется 20-30 лет. Конечно, часть зондов неизбежно погибнет в дороге, другие собьются с маршрута, но хотя бы несколько из тысячи доберутся до цели и смогут рассмотреть всю систему вблизи. Используя те же солнечные паруса в качестве антенн, они отправят данные назад, на Землю, и четыре с небольшим года спустя мы увидим, как выглядят Проксима Центавра b и все ее окружение с разрешением в 20 Мпикс. Если, конечно, все пойдет по плану.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Почти все нужные для этого технологии, чтобы преодолеть это расстояние до Проксимы Центавры b, уже существуют, но проблема в том, что каждую из них необходимо сделать на порядки компактнее и эффективнее. Солнечный парус в действии продемонстрировала японская миссия IKAROS, но теперь его требуется уменьшить в тысячу раз. Миниатюрные «атомные батарейки» на уране используются в некоторых кардиостимуляторах.

Для StarChips эти миниатюрные батареи должны весить доли грамма – включая систему связи, микрокомпьютер, ионные двигатели для маневрирования и камеры для наблюдений. На сайте Breakthrough Initiatives перечислено несколько десятков серьезных технологических задач, которые нужно решить, чтобы преодолеть такое расстояние до Проксимы Центавра b просто стало возможным. А пока специалисты бьются над ними, действуют и другие проекты этой программы.

Такая «батарейка» сможет отправить человечество на планету. Остается другой вопрос: даже если мы и долетим до звезды, можно ли жить на Проксиме Центавра b?
Такая «батарейка» сможет отправить человечество на планету. Остается другой вопрос: даже если мы и долетим до звезды, можно ли жить на Проксиме Центавра b?
Соцсети
Сверхтонкая фольга будет отражать излучение, ускоряя полет, словно парус, надутый ветром. Таким образом нам не потребуется сотен лет, чтобы преодолеть расстояние до Проксимы Центавра b.
Сверхтонкая фольга будет отражать излучение, ускоряя полет, словно парус, надутый ветром. Таким образом нам не потребуется сотен лет, чтобы преодолеть расстояние до Проксимы Центавра b.
Unsplash
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сигналы необитаемости: можно ли жить на Проксиме Центавра b?

Иной вопрос о Проксиме Центавра b: сколько можно прожить на этой таинственной планете, если ученые рассматривают ее как наше новое пристанище? Проект Breakthrough Listen посвящен анализу радиосигналов от примерно миллиона соседних звезд, которые регистрируют телескопы в США и Австралии. В конце 2020 года работающие в обсерваториях ученые сообщили об обнаружении сигнала, непохожего на событие естественного происхождения, – одного из более чем 4 миллионов, проанализированных к тому времени. Можно представить, как забились сердца, когда оказалось, что источник кандидата BLС1 расположен в окрестностях планеты Проксимы Центавра b, а его доплеровское смещение соответствует орбитальному движению той самой планеты b – так, словно исходит откуда-то с ее орбиты.

Сомневаться в обитаемости Проксимы Центавра b заставляет ее собственная звезда.

BLС1 продолжался около 30 часов, узкой полосой на частоте около 982 002 МГц, и больше не повторялся. Все это выглядело довольно подозрительно, и после внимательного изучения сигнала опасения ученых подтвердились. А ведь дело далеко не в том, что на Проксима Центавра b жизнь бьет ключом. Уже осенью 2021 года специалисты показали, что волна странной формы стала результатом интермодуляции – сложных взаимодействий, происходящих при наложении нескольких радиосигналов друг на друга, в данном случае – сигналов от наземных систем и орбитальных аппаратов, хотя и неизвестно, от каких именно.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Сомневаться в обитаемости Проксимы созвездия Центавра заставляет и ее собственная звезда, беспокойный красный карлик. Экзопланета находится в пределах его обитаемой зоны, в 20 раз ближе к звезде, чем Земля к Солнцу. Поток излучения здесь составляет примерно две трети от того, что получает наша планета. Расчеты показывают, что равновесная температура Проксимы Центавра b – около 234 К – лишь немногим меньше, чем у Земли.

Однако красный карлик то и дело вспыхивает, обдавая планету ультрафиолетом и рентгеновскими лучами, способными полностью стерилизовать ее. Мощный звездный ветер и потоки корональных выбросов могут легко унести и атмосферу, и воду с поверхности: по расчетам, всего за десяток миллионов лет планета должна оказаться полностью «голой». Защититься от такого воздействия помогло бы сильное магнитное поле, но есть ли оно у планеты Проксима Центавра b, неизвестно.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Кроме того, на такой дистанции от звезды планета, скорее всего, попала в ловушку приливных сил и повернута к светилу всегда одной и той же стороной, как Луна к Земле. Из-за этого ее «дневное» полушарие может сильно раскаляться, а «ночное» – сохранять космический холод. Температурные перепады способна смягчить переносящая тепло атмосфера Проксимы Центавра b, но в ее наличии астрономы тоже не уверены.

Пейзаж Проксимы Центавра b глазами художника: далекая двойная Альфа Центавра видна чуть выше и дальше яркого диска материнской звезды.
Пейзаж Проксимы Центавра b глазами художника: далекая двойная Альфа Центавра видна чуть выше и дальше яркого диска материнской звезды.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

И все же Проксима Центавра b от Земли уж слишком отличается – равно как и условия на ней. Моделирование климата далекой планеты Проксимы Центавра b дает разные результаты в зависимости от множества параметров: скорости вращения планеты вокруг оси, наличия воды и степени ее солености, расположения континентов, плотности и состава атмосферы и так далее. Жизнь при таких условиях возможна разве что в море.

Некоторые исследования показывают, что Проксима Центавра b – звезда, которая может состоять из воды почти наполовину – по мнению ряда ученых, ее полностью покрывает океан глубиной 200 км. Если здесь и живут инопланетяне, то похожи они не на центаврианцев из романа китайского фантаста, а на коллегу Пруля, разумного и весьма склочного осьминога из советского кинофильма «Через тернии к звездам». Окончательно удостовериться в этом поможет разве что полет межзвездной флотилии StarСhips, а пока ближайшая к нам потенциально обитаемая планета остается совершенно недосягаемой.

Аппараты StarСhip должны нести на борту все необходимое для долгого перелета, включая собственный (вероятно, ядерный) источник питания.

Главные сложности при путешествии к звезде Проксима Центавра:

  • Строительство и охлаждение наземного массива лазеров
  • Решение проблемы рассеивания лучей в атмосфере
  • Точное наведение зондов в нужном направлении
  • Сохранение целостности паруса при мощном излучении
  • Воздействие пыли и других факторов космической среды
  • Наведение камер на цель, а передатчиков – в сторону Земли
  • Пересылка данных с помощью лазера и паруса в качестве антенны
  • Получение и накопление энергии на весь полет
  • Политические и этические проблемы