プロキシマ・ケンタウリの視線速度の変化から発見された系外惑星プロキシマｂ。形成されてから現在まで住み易いゾーンを公転し、７００万ｋｍからの照射強さを考えても水が残っているだろうと言われてます。以下、機械翻訳。
プロキシマ・ケンタウリｂの居住性II。可能な気候と可観測
要約
視線速度モニタリングが署名がＭSinｉ ＝ １.３倍の地球質量であると思いました - Proxima Centauri の住むに適した地域、太陽の最も近い近隣の中で位置している惑星（Anglada - Escude およびその他。 ２０１６）. もっとホットな前歴と活発なホストスターにもかかわらず Proxima ｂが持っていることができた惑星が表面居住性を維持するのに十分 揮発性物質が維持されました（Ribas およびその他。 ２０１６）. ここで我々は、拘束されない表層水棚卸しと（ここでＣＯ２ - N2 の雰囲気で表現している）大気の温室効果を変えている間に、その２つのありそうなローテーションモード（１：１か３：２で自転と公転で共鳴します）のために Proxima ｂの大気と水循環をシミュレートする３Ｄ世界的な気候モデル（GCM）を使います
我々は、広範囲の大気の成分が表面に液体水を許すことができることに気付きます。 潮汐ロックがかかっている惑星で０.６の地球海より大きい表層水目録で、液体水は、少なくとも substellar 地域で、（N2 で１気圧と仮定すると）常に存在しています。 液体水がＣＯ２の部分的な圧力＆１気圧のために惑星全体を覆います。 より小さい水目録のために、水が、氷河あるいは湖を形成して、温暖化ガスの量に依存して、夜側で閉じ込められることができます。 同時でない回転で、もし水が豊富であるなら、 ? １０ mbar （N2で１気圧と仮定すると）の最小ＣＯ２の圧力が完全に氷のように冷たい雪玉国家に落ちるのを避けることを必要とされます。
惑星が乾燥機、ＣＯ２の ～０.５バールであるかどうかが極氷帽子の中にどんな任意の少しの水在庫でも捕えることを妨げるのに十分でしょう。 いっそう一般には、その星の古典の住むに適した地域の中のどんな低い 傾斜の惑星でもここで論じられた気候体制の１つにあるべきです。
我々は我々の GCM を異なった回転のために反射 / 排気スペクトルと段階カーブを作り出して、そして激しやすい棚卸し資産を塗装するために使います。
我々は、大気の性格付けが１μｍ（Ｅ‐ ELT で）と - １０ - ７のコントラストにおいて７つのλ / Ｄの角分離のおかげで今度の大きい望遠鏡で直接の画像形成によって可能であるであろうことに気付きます。 惑星のマグニチュードは、Ｈ2Ｏ、 O2 とＣＯ２を含めて、高解像度 spectroscopy と分子の署名の捜索を可能にするでしょう。
熱の段階カーブの観察は、挑戦的であるけれども、 JWST で試みられることができます、 2×10 - １０μにおいての５ － のコントラストのおかげでメートル Proxima ｂは同じく未来の IR 干渉計 のための卓越した目標でしょう。 １０年間以内に Proxima ｂを映し出して、そしてもしかするとこの系外惑星の表面が住むに適しているかどうか決定することは可能でしょう。
キーワード。 星：個人： Proxima Cen － 惑星と satellites:individual ： Proxima ｂ － 惑星と衛星：大気 － 惑星と衛星：地球型惑星 － 惑星と衛星：発見 － Astrobiology
１．イントロダクション
最近 Anglada - Escude およびその他によって発見された Proxima Centauri ｂ。 （２０１６）、が最も近い周知の系外惑星だけではなくただ地球（ヴァン Leeuwen ２００７）から４.２光年の ? だけに位置している最も近い潜在的に住むに適した地球の世界でもあります。
同じく Proxima ｂと呼ばれる Proxima Centauri ｂが ? の９５０ワットｍの恒星の不安定を受けます - ２（ドゥモリおよびその他からの bolometric 輝きに基づいた０.０５AU においての０.６５ - ０.７のＳ - 。 ２００９； Boyajian およびその他。 2012) それは、それの中で惑星がその表面でもしかすると液体水を持続することができる軌道の距離の範囲と定義されて、確かにそのホスト星（ＭStar＝ ０.１２３倍Ｍ太陽）のいわゆる住むに適した地域（HZ）の十分範囲内でそれを置く（Kasting およびその他.
１９９３； Kopparapu およびその他。 ２０１３； Leconte およびその他。 2013a ；ヤンおよびその他。
２０１３； Kopparapu およびその他。 ２０１４、２０１６）. 本当に、 Proxima （３０５０のＫ、 Anglada - Escude およびその他。の有効な温度で 2016) 気候モデルが０.９と１.５のＳの間に内部のエッジを見つけます - 惑星によって回転（Kopparapu およびその他。 2016) そして ? ０.２Ｓにおいての外縁 - （Kopparapu およびその他。 ２０１３）. それにもかかわらず、表面居住性が惑星が十分な量の（典型的にＣＯ２で）表面の圧力ともしかすると温室効果を維持することが可能である水と大気のガスを授けられることを必要とします。
この最後の陳述を数量化することはこの研究の主なゴールです。 気象状態と居住性についてのたいていの前の研究が住むに適した地域の端を見積もることに焦点をあてた間に、ここで我々は表面の液体水を保証するためにどちらかと言えば必要な大気の成分と世界的な水内容の多種多様さを調査します。 Proxima ｂで限定された量の利用可能なインフォメーションを使って、我々はすでにその可能な気候体制で若干の制約を重要なパラメータの機能として提供することができます：量と大気中の温室 / バックグラウンドガスのタイプと同様、表面の上に利用可能な水の量を含む激しやすい在庫。 過激な在庫のシナリオを調査することは、 Proxima が活発なＭこびとであるから、我々の特定のケースで特に重要です。 これは、特に惑星が楽な温室段階を経験した主系列前の段階の間に、惑星の大気の内容がおそらく劇的に種々のタイプのエスケープによって影響を与えられたことを意味します。 Ribas およびその他による仲間ペーパーを見てください。 （２０１６）詳細なディスカッションのために。
周回軌道を想定して、 Proxima ｂが永久の dayside と nightside （１：１の共鳴）で同時の回転にあるべきです。 しかしながら、 Ribas およびその他。 （２０１６）が Proxima ｂの軌道が環状化 に時間を持たなかったかもしれない、そして上の奇行 - ０.０６ － がマーキュリーに類似している３：２の自転公転共鳴の中に惑星を取り込むのに十分であるであろうことを示しました。 より高い奇行において、２：１のようなより高等な 共鳴は同様に可能になります。 潮のように錠がかかっている（同期的な）惑星での気候は劇的に非同期のケースとは違うことができます。 所定の激しやすい在庫のために、我々はそれでシステマティックに１：１での惑星と３：２の共鳴の間の行動における相違を推論しようとするでしょう。 特定の反響オーダーの選択は、しかしながら、気候にずっと微妙な影響を与えます、それでより優れた 共鳴 の調査はさらなる研究のために置き残されるでしょう。
前に観察された地球の系外惑星の種々の仕事によって導かれます（ワーズワースおよびその他。 ２０１１； Pierrehumbert ２０１１； Leconte およびその他。 2013b）、この研究が次の通りであるという状態で、システムでその自転状態の機能としての Proxima ｂ、大気の構成と利用可能な水の厚さと全額のために利用可能な気候体制を探究する. この目的で、我々は LMD を使います
そのこの特定の研究のための実行が第２節で詳述される一般的な世界的な気候モデル。
さらなる言及のために、図１が、全体の水 inventory1 の機能と温室効果ガス内容（ここのＣＯ２）として、２つの最もありそうな引き寄せ州（１：１と３：２が共鳴を自転 - 公転します）のために Proxima ｂの可能な気候を数量化するこの試みを要約します。 それはこの仕事の種々のセクション全体で道案内として勤めるでしょう。
ねじれを加えるために、 Proxima ｂは － おそらく我々の最も近い隣人であって － 近い将来直接の画像形成によってそれ以上の性格付けに対して従順になるべきです。 その短い軌道の期間で、多時代の画像形成がそれから急速に惑星の目に見えるそして NIR の段階カーブをもたらすことができました。 温和な地球型惑星とその気候を特徴づけるにおける我々の最初の機会の１つであることができました。
我々はそれで、ここで論じられた大気の種々のタイプのために観察可能な署名を数量化することに、特定の強調を催しました。
モデル Proxima ｂに慣れた身体の パラメーター化について詳細を提出した後で、セクション３から５が Proxima ｂに達成可能な気候体制について我々の主要な調査結果を含んでいます。 それらは完全にドライな（セクション３）から入手可能な世界的な水棚卸しの後に命令されます、水が惑星（セクション４）を水に富んだ世界（セクション５）に制限しました。 最終的に、第６節で、我々はこれらの種々の気候体制の潜在的な観察可能な署名をハイライトして、そして来たる施設を持っている直接の画像形成がどのように我々が Proxima ｂの実際の気候を制限するのを手伝うことができたか論じます。
図１。 可能な気候体制の概略図が表面において（メートルで世界的な同等の層 － ジェル、で）ＣＯ２の機能として大気の内容（バーで）と利用可能なＨ2Ｏ内容に達しました。 天地パネルはそれぞれ同時の、そして非同時性の引き寄せ州の事例を記述します。 赤い星はこれで探られた図の部分が GCM シミュレーションを使って機能することを示します。 右のｙ軸の上の人たちが惑星が完全に水によって覆われたと考える間に、左のｙ軸の上に横たわっているスターは乾燥した表面と大気のケースに対応します。 我々は N2 のような背景ガスの存在が際立って図（典型的に pCO2 ＜ １気圧）の下部を修正することができたことを指摘します。 （１）がＣＯ２の大気の破たんを妨げる、そして（２）が氷氷河の中で多分閉じ込められたアイスの量を減らすことは順番にそうすることができた熱再分配を好むでしょう。
図３。 完全に乾燥した大気の、２つの軌道の形状（同時そして３：２の軌道の共鳴）と４つの大気の組成 / 圧力のための年度の平均表面温度（純粋なＣＯ２の６つの制裁、純粋なＣＯ２の４つの制裁、純粋なＣＯ２の１つの制裁と N2 ＋ ＣＯ２の３７６ ppm の１つの制裁 － 地球のような大気）. 黒一色のライン輪郭は２７３.１５のＫ isotherm に対応します；突進された青いライン等高線は永久にＣＯ２の中への大気のＣＯ２破たんが堆積を興覚めにする地域を示します。 メモ：ＣＯ２が２の冷たいポイントでつぶれるであろうときから、１のバーの純粋なＣＯ２（同時の）シミュレーションは長期に安定していません。
関連記事：プロキシマ・ケンタウリｂの居住性１
プロキシマ・ケンタウリｂの居住性II。可能な気候と可観測
要約
視線速度モニタリングが署名がＭSinｉ ＝ １.３倍の地球質量であると思いました - Proxima Centauri の住むに適した地域、太陽の最も近い近隣の中で位置している惑星（Anglada - Escude およびその他。 ２０１６）. もっとホットな前歴と活発なホストスターにもかかわらず Proxima ｂが持っていることができた惑星が表面居住性を維持するのに十分 揮発性物質が維持されました（Ribas およびその他。 ２０１６）. ここで我々は、拘束されない表層水棚卸しと（ここでＣＯ２ - N2 の雰囲気で表現している）大気の温室効果を変えている間に、その２つのありそうなローテーションモード（１：１か３：２で自転と公転で共鳴します）のために Proxima ｂの大気と水循環をシミュレートする３Ｄ世界的な気候モデル（GCM）を使います
我々は、広範囲の大気の成分が表面に液体水を許すことができることに気付きます。 潮汐ロックがかかっている惑星で０.６の地球海より大きい表層水目録で、液体水は、少なくとも substellar 地域で、（N2 で１気圧と仮定すると）常に存在しています。 液体水がＣＯ２の部分的な圧力＆１気圧のために惑星全体を覆います。 より小さい水目録のために、水が、氷河あるいは湖を形成して、温暖化ガスの量に依存して、夜側で閉じ込められることができます。 同時でない回転で、もし水が豊富であるなら、 ? １０ mbar （N2で１気圧と仮定すると）の最小ＣＯ２の圧力が完全に氷のように冷たい雪玉国家に落ちるのを避けることを必要とされます。
惑星が乾燥機、ＣＯ２の ～０.５バールであるかどうかが極氷帽子の中にどんな任意の少しの水在庫でも捕えることを妨げるのに十分でしょう。 いっそう一般には、その星の古典の住むに適した地域の中のどんな低い 傾斜の惑星でもここで論じられた気候体制の１つにあるべきです。
我々は我々の GCM を異なった回転のために反射 / 排気スペクトルと段階カーブを作り出して、そして激しやすい棚卸し資産を塗装するために使います。
我々は、大気の性格付けが１μｍ（Ｅ‐ ELT で）と - １０ - ７のコントラストにおいて７つのλ / Ｄの角分離のおかげで今度の大きい望遠鏡で直接の画像形成によって可能であるであろうことに気付きます。 惑星のマグニチュードは、Ｈ2Ｏ、 O2 とＣＯ２を含めて、高解像度 spectroscopy と分子の署名の捜索を可能にするでしょう。
熱の段階カーブの観察は、挑戦的であるけれども、 JWST で試みられることができます、 2×10 - １０μにおいての５ － のコントラストのおかげでメートル Proxima ｂは同じく未来の IR 干渉計 のための卓越した目標でしょう。 １０年間以内に Proxima ｂを映し出して、そしてもしかするとこの系外惑星の表面が住むに適しているかどうか決定することは可能でしょう。
キーワード。 星：個人： Proxima Cen － 惑星と satellites:individual ： Proxima ｂ － 惑星と衛星：大気 － 惑星と衛星：地球型惑星 － 惑星と衛星：発見 － Astrobiology
１．イントロダクション
最近 Anglada - Escude およびその他によって発見された Proxima Centauri ｂ。 （２０１６）、が最も近い周知の系外惑星だけではなくただ地球（ヴァン Leeuwen ２００７）から４.２光年の ? だけに位置している最も近い潜在的に住むに適した地球の世界でもあります。
同じく Proxima ｂと呼ばれる Proxima Centauri ｂが ? の９５０ワットｍの恒星の不安定を受けます - ２（ドゥモリおよびその他からの bolometric 輝きに基づいた０.０５AU においての０.６５ - ０.７のＳ - 。 ２００９； Boyajian およびその他。 2012) それは、それの中で惑星がその表面でもしかすると液体水を持続することができる軌道の距離の範囲と定義されて、確かにそのホスト星（ＭStar＝ ０.１２３倍Ｍ太陽）のいわゆる住むに適した地域（HZ）の十分範囲内でそれを置く（Kasting およびその他.
１９９３； Kopparapu およびその他。 ２０１３； Leconte およびその他。 2013a ；ヤンおよびその他。
２０１３； Kopparapu およびその他。 ２０１４、２０１６）. 本当に、 Proxima （３０５０のＫ、 Anglada - Escude およびその他。の有効な温度で 2016) 気候モデルが０.９と１.５のＳの間に内部のエッジを見つけます - 惑星によって回転（Kopparapu およびその他。 2016) そして ? ０.２Ｓにおいての外縁 - （Kopparapu およびその他。 ２０１３）. それにもかかわらず、表面居住性が惑星が十分な量の（典型的にＣＯ２で）表面の圧力ともしかすると温室効果を維持することが可能である水と大気のガスを授けられることを必要とします。
この最後の陳述を数量化することはこの研究の主なゴールです。 気象状態と居住性についてのたいていの前の研究が住むに適した地域の端を見積もることに焦点をあてた間に、ここで我々は表面の液体水を保証するためにどちらかと言えば必要な大気の成分と世界的な水内容の多種多様さを調査します。 Proxima ｂで限定された量の利用可能なインフォメーションを使って、我々はすでにその可能な気候体制で若干の制約を重要なパラメータの機能として提供することができます：量と大気中の温室 / バックグラウンドガスのタイプと同様、表面の上に利用可能な水の量を含む激しやすい在庫。 過激な在庫のシナリオを調査することは、 Proxima が活発なＭこびとであるから、我々の特定のケースで特に重要です。 これは、特に惑星が楽な温室段階を経験した主系列前の段階の間に、惑星の大気の内容がおそらく劇的に種々のタイプのエスケープによって影響を与えられたことを意味します。 Ribas およびその他による仲間ペーパーを見てください。 （２０１６）詳細なディスカッションのために。
周回軌道を想定して、 Proxima ｂが永久の dayside と nightside （１：１の共鳴）で同時の回転にあるべきです。 しかしながら、 Ribas およびその他。 （２０１６）が Proxima ｂの軌道が環状化 に時間を持たなかったかもしれない、そして上の奇行 - ０.０６ － がマーキュリーに類似している３：２の自転公転共鳴の中に惑星を取り込むのに十分であるであろうことを示しました。 より高い奇行において、２：１のようなより高等な 共鳴は同様に可能になります。 潮のように錠がかかっている（同期的な）惑星での気候は劇的に非同期のケースとは違うことができます。 所定の激しやすい在庫のために、我々はそれでシステマティックに１：１での惑星と３：２の共鳴の間の行動における相違を推論しようとするでしょう。 特定の反響オーダーの選択は、しかしながら、気候にずっと微妙な影響を与えます、それでより優れた 共鳴 の調査はさらなる研究のために置き残されるでしょう。
前に観察された地球の系外惑星の種々の仕事によって導かれます（ワーズワースおよびその他。 ２０１１； Pierrehumbert ２０１１； Leconte およびその他。 2013b）、この研究が次の通りであるという状態で、システムでその自転状態の機能としての Proxima ｂ、大気の構成と利用可能な水の厚さと全額のために利用可能な気候体制を探究する. この目的で、我々は LMD を使います
そのこの特定の研究のための実行が第２節で詳述される一般的な世界的な気候モデル。
さらなる言及のために、図１が、全体の水 inventory1 の機能と温室効果ガス内容（ここのＣＯ２）として、２つの最もありそうな引き寄せ州（１：１と３：２が共鳴を自転 - 公転します）のために Proxima ｂの可能な気候を数量化するこの試みを要約します。 それはこの仕事の種々のセクション全体で道案内として勤めるでしょう。
ねじれを加えるために、 Proxima ｂは － おそらく我々の最も近い隣人であって － 近い将来直接の画像形成によってそれ以上の性格付けに対して従順になるべきです。 その短い軌道の期間で、多時代の画像形成がそれから急速に惑星の目に見えるそして NIR の段階カーブをもたらすことができました。 温和な地球型惑星とその気候を特徴づけるにおける我々の最初の機会の１つであることができました。
我々はそれで、ここで論じられた大気の種々のタイプのために観察可能な署名を数量化することに、特定の強調を催しました。
モデル Proxima ｂに慣れた身体の パラメーター化について詳細を提出した後で、セクション３から５が Proxima ｂに達成可能な気候体制について我々の主要な調査結果を含んでいます。 それらは完全にドライな（セクション３）から入手可能な世界的な水棚卸しの後に命令されます、水が惑星（セクション４）を水に富んだ世界（セクション５）に制限しました。 最終的に、第６節で、我々はこれらの種々の気候体制の潜在的な観察可能な署名をハイライトして、そして来たる施設を持っている直接の画像形成がどのように我々が Proxima ｂの実際の気候を制限するのを手伝うことができたか論じます。
図１。 可能な気候体制の概略図が表面において（メートルで世界的な同等の層 － ジェル、で）ＣＯ２の機能として大気の内容（バーで）と利用可能なＨ2Ｏ内容に達しました。 天地パネルはそれぞれ同時の、そして非同時性の引き寄せ州の事例を記述します。 赤い星はこれで探られた図の部分が GCM シミュレーションを使って機能することを示します。 右のｙ軸の上の人たちが惑星が完全に水によって覆われたと考える間に、左のｙ軸の上に横たわっているスターは乾燥した表面と大気のケースに対応します。 我々は N2 のような背景ガスの存在が際立って図（典型的に pCO2 ＜ １気圧）の下部を修正することができたことを指摘します。 （１）がＣＯ２の大気の破たんを妨げる、そして（２）が氷氷河の中で多分閉じ込められたアイスの量を減らすことは順番にそうすることができた熱再分配を好むでしょう。
図３。 完全に乾燥した大気の、２つの軌道の形状（同時そして３：２の軌道の共鳴）と４つの大気の組成 / 圧力のための年度の平均表面温度（純粋なＣＯ２の６つの制裁、純粋なＣＯ２の４つの制裁、純粋なＣＯ２の１つの制裁と N2 ＋ ＣＯ２の３７６ ppm の１つの制裁 － 地球のような大気）. 黒一色のライン輪郭は２７３.１５のＫ isotherm に対応します；突進された青いライン等高線は永久にＣＯ２の中への大気のＣＯ２破たんが堆積を興覚めにする地域を示します。 メモ：ＣＯ２が２の冷たいポイントでつぶれるであろうときから、１のバーの純粋なＣＯ２（同時の）シミュレーションは長期に安定していません。
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