25 августа 2016 года в Архиве электронных препринтов появилось сразу несколько теоретических работ, посвященных происхождению, эволюции и климату Проксимы b. Разумеется, вопросов у исследователей получилось куда больше, чем ответов. Остается неизвестной истинная масса планеты и ее радиус. Авторы одного из исследований подчеркивают, что масса Проксимы b почти наверняка меньше 10 масс Земли и скорее всего меньше 3 масс Земли, но подобные ограничения слишком мягки и открывают широкий простор для спекуляций. Проксима b может быть планетой земного типа, океанидой, даже мини-нептуном. Даже если ее истинная масса близка к минимальной (~1.3 масс Земли), климатическая эволюция планеты коренным образом зависит от начального содержания летучих в ее составе. 

Красные карлики довольно много времени проводят на стадии, предшествующей главной последовательности. На этой стадии они продолжают сжиматься, а их светимость постепенно падает. В первые 160 млн. лет существования Проксимы эта звезда была гораздо ярче, чем сейчас, а планета Проксима b находилась ближе внутреннего края обитаемой зоны. Этого мало – мощные вспышки и корональные выбросы молодой звезды приводили к интенсивной эрозии атмосферы планеты. Даже сейчас Проксима b получает от своей звезды в 30 раз больше ультрафиолета, чем Земля от Солнца, а рентгеновских лучей – больше в 250 раз. По расчетам исследователей, мощность ультрафиолетового и рентгеновского излучения молодой Проксимы был таков, что планета b теряла воду с темпом один земной океан за ~4 млн. лет. Если изначальное количество воды на ней было близко к земному, к настоящему моменту она уже полностью высохла.

Если планета b изначально была богата водой или если к моменту завершения своего формирования она удержала водородную оболочку с массой ~0.01 масс Земли, в настоящий момент она может иметь благоприятный климат и даже быть обитаемой. Однако если захваченного водорода окажется слишком много (0.1-1% масс Земли), он не успеет весь диссипировать за 4.8 млрд. лет, атмосферное давление и температура поверхности планеты окажутся слишком высоки, и планета окажется необитаемым мини-нептуном.

Еще одна работа, опубликованная 25 августа, была посвящена моделированию климата Проксимы b в предположении, что она является планетой земного типа с массой 1.4 масс Земли и радиусом 1.1 радиусов Земли. Авторы моделировали климат планеты для случая орбитально-вращательных резонансов 1:1 (планета всегда обращена к звезде только одной стороной) и 3:2, как у Меркурия, последний вариант возможен в случае орбитального эксцентриситета, превышающего 0.06. Рассматривались как случаи с тонкой азотной атмосферой с примесью углекислого газа, так и плотной углекислотной атмосферы с давлением у поверхности 1, 4 и 6 атм., а также с разным количеством воды. Как оказалось, в широком диапазоне атмосферного давления и содержания воды жидкая вода может присутствовать на поверхности планеты – в виде отдельных озер или океана, полностью или частично свободного ото льда.

Ниже показаны результаты расчета поверхностных температур для случаев синхронного (1:1) и несинхронного (3:2) вращения планеты. Как мы видим, в широком диапазоне атмосферных давлений на поверхности температура или всей планеты, или отдельных областей оказывается выше 0°С.

В случае обилия воды и глобального океана авторы в зависимости от плотности и состава атмосферы получали как «планету-снежок», так и смешанные варианты с полыньей в подзвездной области, океаном, частично покрытым льдом и, наконец, теплым океаном, полностью свободным ото льда.

Источники: http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1629/eso1629a.pdf
http://arxiv.org/pdf/1608.06919.pdf
http://arxiv.org/pdf/1608.06827.pdf
http://arxiv.org/pdf/1608.06813.pdf