In augustus 2016 kondigde de European Southern Observatory aan dat de dichtstbijzijnde ster, onze Proxima Centauri, een exoplaneet had. Sinds die tijd is er veel aandacht besteed aan deze wereld (Proxima b) in de hoop vast te stellen hoe "aardachtig" het werkelijk is. Ondanks alle aanwijzingen dat het aards is en qua massa vergelijkbaar is met de aarde, zijn er enkele twijfels over het vermogen om het leven te ondersteunen.
Dit komt grotendeels doordat Proxima b om een rode dwerg draait. Doorgaans staan deze lage massa, lage temperatuur, langzame fusiesterren niet bekend als zo helder en warm als onze zon. Een nieuwe studie, gemaakt door onderzoekers van het Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), heeft echter aangetoond dat Proxima Centauri meer op onze ster lijkt dan we dachten.
Zo heeft onze zon een zogenaamde "zonnecyclus", een periode van 11 jaar waarin hij veranderingen ervaart in de stralingsniveaus die hij uitzendt. Deze cyclus wordt aangedreven door veranderingen in het eigen magnetische veld van de zon en komt overeen met het uiterlijk van zonnevlekken op het oppervlak. Tijdens een "zonne-minimum" is het oppervlak van de zon vrij van vlekken, terwijl bij een zonne-maximum honderd zonnevlekken kunnen verschijnen op een gebied ter grootte van 1% van het oppervlak van de zon.
Omwille van hun onderzoek heeft het Harvard Smithsonian-team Proxima Centauri gedurende een aantal jaren onderzocht om te zien of het ook een cyclus had. Zoals ze uitleggen in hun onderzoekspaper, getiteld "Optical, UV, and X-Ray Evidence for a 7-Year Stellar Cycle in Proxima Centauri", vertrouwden ze op jarenlange optische, UV- en röntgenobservaties van de ster.
Dit omvatte 15 jaar visuele gegevens en 3 jaar infraroodgegevens van de All Sky Automated Survey (ASAS), 4 jaar röntgen- en UV-gegevens van de Swift-röntgentelescoop (XRT) en 22 jaar aan x- straalwaarnemingen door de Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics (ASCA), de XXM-Newton-missie en de Chandra X-ray Observatory.
Wat ze ontdekten was dat Proxima Centauri inderdaad een cyclus heeft die veranderingen met zich meebrengt in zijn minimale en maximale hoeveelheid straling, die overeenkomt met "sterrenvlekken" op het oppervlak. Zoals Dr. Wargelin Space Magazine via e-mail vertelde:
“De optische / ASAS-gegevens lieten een mooie cyclus van 7 jaar zien, evenals een rotatieperiode van 83 dagen. Toen we die gegevens per jaar uitsplitsten, zagen we dat de periode varieerde van ongeveer 77 tot 90 dagen. We interpreteren dat als 'differentiële rotatie' zoals die op de zon. De rotatiesnelheid verschilt op verschillende breedtegraden; op de zon is het ongeveer 35 dagen aan de polen en 24,5 aan de evenaar. De "gemiddelde" rotatie wordt meestal gegeven als 27,3 dagen. "
In wezen heeft Proxima Centauri zijn eigen cyclus, maar een die veel dramatischer is dan die van onze zon. Behalve dat het 7 jaar duurt van piek tot piek, omvat het vlekken die meer dan 20% van het oppervlak in één keer bedekken. Deze plekken zijn blijkbaar veel groter dan de plekken die we ook regelmatig op onze zon zien.
Dit was verrassend, aangezien het interieur van Proxima heel anders is dan dat van onze zon. Vanwege de lage massa is het interieur van Proxima Centauri convectief, waar materiaal in de kern naar buiten wordt overgedragen. Daarentegen ondergaat alleen de buitenste laag van onze zon convectie terwijl de kern relatief stil blijft. Dit betekent dat, in tegenstelling tot onze zon, energie wordt overgedragen naar het oppervlak door fysieke beweging, en niet door stralingsprocessen.
Hoewel deze bevindingen ons niets direct kunnen vertellen over de vraag of Proxima b al dan niet bewoonbaar is, is het bestaan van deze zonnecyclus een interessante vondst die in die algemene richting zou kunnen leiden. Wargelin legde uit:
“Magnetische velden zorgen voor een hoge energie-emissie (UV- en röntgenstralen) en stellaire winden (zoals de zonnewind) in zonnetype en kleinere sterren, EN een stellaire cyclus (als die er is). Dat röntgenstraling / UV-straling en stellaire wind de atmosfeer van nabije planeten kunnen ioniseren / verdampen / strippen, vooral als de planeet geen eigen beschermend magnetisch veld heeft.
"Daarom ... ... een noodzakelijke maar niet voldoende vereiste om de evolutie van een planeet te begrijpen (d.w.z. te modelleren) atmosfeer begrijpt het magnetische veld van de gastster. Als je niet begrijpt waarom een ster een cyclus heeft (en de standaardtheorie zegt dat volledig convectieve sterren zoals Proxima GEEN cycli kunnen hebben), dan begrijp je het magnetische veld niet. "
Zoals altijd zijn verdere observaties en onderzoek nodig voordat we Proxima Centauri volledig kunnen begrijpen en of planeten die in een baan om de aarde leven kunnen ondersteunen. Maar nogmaals, we kennen Proxima b slechts korte tijd en de snelheid waarmee we er nieuwe dingen over leren is behoorlijk indrukwekkend!
