Najbliższą nam egzoplanetą jest Proxima b, planeta skalista krążąca wokół czerwonego karła Proxima Centauri, czyli najbliższej gwiazdy do Układu Słonecznego. Cały układ znajduje się nieco ponad 4,26 roku świetlnego od Ziemi. Tak się doskonale składa, że najbliższą nam egzoplanetą jest planeta skalista i to na dodatek znajdująca się w ekosferze swojej gwiazdy. Wszystko wskazuje na to, że jest to planeta, na której teoretycznie może istnieć woda w stanie ciekłym. Nic zatem dziwnego, że naukowcy już nie mogą się doczekać pierwszych obserwacji tej planety za pomocą powstającego monstrualnego teleskopu, którego zwierciadło główne ma aż 39 metrów średnicy. Co jednak taki teleskop będzie w stanie tam dostrzec?
Oczywiście idealnie byłoby, gdyby się okazało, że Proxima b jest planetą skalistą, z własną atmosferą i wodą na powierzchni. Okazałoby się wtedy, że zupełnie przypadkiem najbliższa nam egzoplaneta posiada warunki pozwalające na istnienie życia. Już takie odkrycie wskazywałoby silnie na to, że życie we wszechświecie występuje powszechnie. Jaka jest bowiem szansa na to, aby przypadkiem dwie gwiazdy znajdujące się obok siebie miały planety sprzyjające życiu, a cała reszta wszechświata nie? No właśnie. Problem jednak w tym, że owa planeta krąży wokół czerwonego karła, a to stanowi dla życia już poważny problem. Gwiazdy tego typu są małe, przez co ich ekosfery znajdują się bardzo blisko gwiazdy. Problemem jest także aktywność takich gwiazd. Dochodzi na nich bowiem do rozbłysków znacznie częstszych i znacznie silniejszych niż te obserwowane na Słońcu. Nie są one z pewnością niczym dobrym dla życia znajdującego się na powierzchni planety, która znajduje się bardzo blisko takiej gwiazdy.
Mimo tego, że Proxima b znajduje się bardzo blisko Układu Słonecznego, to wszystko wskazuje na to, że nasze standardowe metody poszukiwania biosygnatur nie będą działały w przypadku tej planety.
Większość egzoplanet odkrywa się metodą tranzytu, podczas której z naszego punktu widzenia planeta regularnie przechodzi na tle tarczy swojej gwiazdy macierzystej. Widzimy powtarzający się spadek jasności gwiazdy i wiemy, że planeta tam jest. W przypadku egzoplanet tranzytujących możemy szukać zmian w widmie gwiazdy w trakcie tranzytu planety. Pierwiastki pojawiające się w widmie gwiazdy w trakcie tranzytu to pierwiastki tworzące atmosferę planety, przez którą przechodzi część światła emitowanego przez gwiazdę. W ten sposób można bardzo szybko odkryć skład chemiczny atmosfery. W ten sposób odkryliśmy obecność wody, dwutlenku węgla i innych cząsteczek w atmosferach wielu innych egzoplanet.
Problem w tym, że z naszego miejsca w przestrzeni kosmicznej nie da się obserwować tranzytu Proximy b. Planetę bowiem odkryto metodą dopplerowską. Kiedy patrzymy na światło Proxima Centauri, możemy zobaczyć, że jego widmo przesuwa się nieznacznie w czasie w kierunku ku czerwieni, a następnie błękitu. Przyciąganie grawitacyjne Proximy b powoduje, że gwiazda lekko się kołysze. Wiemy więc, że egzoplaneta tam jest i mamy dobre pojęcie o jej rozmiarze i masie, ale ponieważ nie przechodzi ona przed swoją gwiazdą, nie możemy obserwować widma jej atmosfery.
W najnowszym artykule naukowym opublikowanym na serwerze preprintów arXiv naukowcy dowodzą, że życie możemy znaleźć w inny sposób, wykorzystując odbicie światła gwiazd od atmosfery planety. W zasadzie pomysł jest prosty. Zamiast szukać światła przechodzącego bezpośrednio przez atmosferę, należy szukać światła, które bezpośrednio odbiło się od planety. Takie badania prowadzono chociażby w przypadku Marsa i gazowych olbrzymów, które przecież nie przechodzą z naszej perspektywy na tle Słońca. Dlaczego zatem nie moglibyśmy tego zrobić w przypadku egzoplanet?
Problemem jest przede wszystkim niewielka ilość światła odbitego od planety w porównaniu z jasnością samej gwiazdy. Aby pokonać to ograniczenie, naukowcy przesłaniają często światło gwiazdy macierzystej, aby w jej otoczeniu dostrzec znacznie słabsze światło odbijane od planety. Zrobiliśmy to, aby bezpośrednio obserwować duże planety gazowe krążące wokół gwiazd, ale nigdy jeszcze tego nie robiono w badaniach planet wielkości Ziemi.
W swojej pracy autorzy przyglądają się potencjałowi Ekstremalnie Wielkiego Teleskopu (ELT), obecnie budowanego w północnym Chile. W szczególności skupiają się na możliwościach monolitycznego spektrografu pola optycznego i całkowego bliskiej podczerwieni o wysokiej rozdzielczości kątowej (HARMONI), który będzie w stanie uchwycić widma wysokiej rozdzielczości. Zespół przeprowadził symulację obserwacji Proximy Centauri, wykorzystując efekt maskowania gwiazdy do uchwycenia światła odbitego od krążącej wokół niej egzoplanety. Czy projekt HARMONI jest w stanie zgromadzić wystarczającą ilość danych o wysokiej rozdzielczości, aby odkryć potencjalne biosygnatury?
Wyniki nie napawają optymizmem. W obecnie proponowanej konfiguracji konfiguracja maski przesłaniającej gwiazdę jest zbyt duża i będzie blokować większość światła egzoplanety. Okazało się jednak, że konfigurację można zmodyfikować w taki sposób, aby można było badać atmosferę Proximy b. Nie wystarczy tutaj jedynie zmniejszenie rozmiarów przesłony, ponieważ takie działanie pozwoliłoby na dotarcie do instrumentu większej ilości światła gwiazdy, co spowodowałoby rozmycie danych o egzoplanetach. Zamiast tego zespół proponuje wykonanie szczegółowych symulacji w celu optymalizacji całego projektu.
Modyfikacje nie będą ani łatwe, ani tanie, ale mogą być tego warte. Jako nasza najbliższa egzoplaneta, Proxima b, znajduje się na krótkiej liście światów, które odwiedzimy jako pierwsze, wysyłając sondy poza nasz Układ Słoneczny. Jeśli rzeczywiście istnieje na niej życie, to byłoby to jedno z największych odkryć w historii.